Изменения в системе теплорегуляции при мышечной работе.

 

При мышечной работе существенно возрастает образование тепла в сокращающихся мышцах. При интенсивной мышечной деятельности до 95 % всего тепла, производимого в организме, обеспечивается ра-ботающими мышцами. Если человек лежит неподвижно, но с напря-женными мышцами, количество образуемого в организме тепла уве-личивается на 10 %. Легкая мышечная работа увеличивает производ-ство тепла на 60 – 70 %, а при тяжелой мышечной работе образование тепла в организме увеличивается в 20 раз.

 

59

Одновременно с увеличением теплообразования во время выпол-нения мышечной деятельности повышается и теплоотдача. Если че-ловек выполняет динамическую работу (двигается, а не только напря-гается), увеличивается конвекция, во всех случаях повышаются теп-лопроведение и радиация, но главное – увеличиваются скорость обра-зования пота и в нормальных условиях скорость его испарения.

 

Таким образом, при выполнении мышечной работы основным механизмом теплообразования становится испарение пота. Пот как любая жидкость испаряется с поглощением энергии, что приводит к снижению температуры кожи. Проходящая по коже кровь охлаждает-ся и охлаждает в дальнейшем другие органы.

 

Еще раз стоит отметить, что теплопроведение, конвекция и ра-диация возможны только при условиях, когда температура окружаю-щей среды ниже температуры тела. Снижение кожной температуры во время работы затрудняет механизмы теплопроведения, конвекции

 

и радиации, так как уменьшается разница температур кожи и окру-жающей среды. Поэтому основным способом теплоотдачи во время мышечной деятельности является испарение пота. У высококвалифи-цированных бегунов на длинные дистанции скорость образования по-та может достигать 2 – 3 л в час (!). Вследствие значительного повы-шения дыхания во время мышечной работы, существенно увеличива-ется и испарение воды с поверхности дыхательных путей.

Значительные потери воды с потом и выдыхаемым воздухом приводят к резкому снижению массы тела за короткое время. Напри-мер, марафонцы за время пробегания дистанции могут потерять в массе до 2 – 4 кг (!).

Если мышечная деятельность достаточно интенсивна и длитель-на, то, несмотря на предельную мощность работы системы терморе-гуляции, образование тепла в организме превышает его отдачу и на-блюдается повышение температуры организма. В редких случаях у высококвалифицированных спортсменов, натренированных преодо-левать существенные изменения внутренней среды организма, повы-шение температуры может достигать 410 ºC и выше (по некоторым данным температура работающих мышц может достигать 420 ºC).

Особенно характерно повышение температуры тела для бегунов на длинные дистанции. Если соревнования проходят при жаркой по-годе, да еще при относительно высокой влажности, когда испарение

 

60

пота затруднено, очень часто спортсмены получают тепловые удары.

 

Нередки также случаи смерти спортсменов от перегревания.

 

Умеренное повышение температуры во время работы имеет оп-ределенные преимущества. Увеличиваются эластические свойства связок, мышц, суставных элементов. Повышается подвижность суста-вов, растяжимость мышц, уменьшаются риск возникновения травм, а также вязкость крови, что облегчает работу сердца по ее продвиже-нию. Увеличивается скорость распада веществ, что позволяет осво-бождаться большему количеству энергии, которая может быть ис-пользована на мышечное сокращение. В результате регулярных мно-голетних занятий физическими упражнениями в системе терморегу-ляции происходят такие изменения, которые позволяют поддерживать постоянство температуры тела при существенном увеличении скоро-сти производства тепла, характерном для мышечной деятельности.

 

У профессиональных спортсменов существенно увеличена спо-собность отдавать тепло. При одинаковой нагрузке потоотделение у спортсмена начнется раньше и будет более эффективным, чем у не спортсмена.

Механизмы теплопродукции спортсменов меняются иным обра-зом. Коэффициент полезного действия тренированных мышц выше, чем нетренированных, поэтому во время мышечного сокращения меньшее количество энергии переходит в тепло. Однако мышцы спортсменов способны развивать значительно большее напряжение, поэтому за одинаковое время их организмы все равно способны про-извести большее количество тепла.

 

Контрольные вопросы

 

1. Укажите условия определения основного обмена энергии.

2. Каков суточный расход энергии у людей умственного труда?

3. Что называется дыхательным коэффициентом?

4. Каким путем идет отдача тепла организмом, если его темпе-ратура равна температуре окружающей среды?

5. Назовите способы определения должного основного обмена у человека.

6. Каковы собенности теплорегуляции при мышечной работе?

 

61

Глава 6. ПИЩЕВАРЕНИЕ

 

 

Источником питательных веществ являются продукты питания, состоящие из белков, жиров и углеводов, которые в процессе пищева-рения превращаются в более простые вещества, способные всасы-ваться. Последовательное расщепление пищевых веществ и их всасы-вание в желудочно-кишечном тракте называется пищеварительным конвейером. Желудочно-кишечный тракт представляет собой пище-варительную трубку вместе с железистыми образованиями и выпол-няет следующие функции:

 

• Двигательная, или моторная, функция (процессы жевания в по-

 

лости рта, глотания, перемещения химуса по пищеварительному тракту и удаление из организма непереваренных остатков).

 

• Секреторная функция (выработка железистыми клетками пи-щеварительных соков: слюны, желудочного сока, сока поджелудоч-ной железы, кишечного сока, желчи).

• Инкреторная функция (образование в пищеварительном трактенекоторых гормонов, которые оказывают воздействие на процесс пи-щеварения).

• Экскреторная функция (выделение в полость желудочно-кишечного тракта продуктов обмена, аммиака, мочевины, солей тя-желых металлов, лекарственные вещества, которые затем удаляются из организма).

• Всасывательная функция ( транспорт различных веществ черезстенку желудочно-кишечного тракта в кровь и лимфу).

В зависимости от происхождения ферментов пищеварение делит-ся на три типа:

• аутолитическое осуществляется под влиянием ферментов,со-держащихся в пищевых продуктах;

 

• симбионтное происходит под влиянием ферментов,которыеобразуют симбионты (бактерии, простейшие) макроорганизма;

• собственное - осуществляется ферментами,которые синтези-руются в макроорганизме.

 

6.1. Пищеварение в полости рта Пищеварительные функции полости рта включают в себя меха-

ническую обработку пищи и частичную химическую ее обработку.

 

 

62

Механическая обработка – жевание – обеспечивает измельчение пищевых веществ, смачивание их слюной и формирование пищевого комка. Химическая обработка пищи в полости рта осуществляется слюной. Фермент слюны амилаза расщепляет полисахариды (крах-мал, гликоген) до мальтозы, а второй фермент – мальтаза – расщеп-ляет мальтозу до глюкозы.

 

Пищеварение в желудке

 

Функции желудка. Пищеварительными функциями желудка яв-

 

ляются:

 

• депонирование химуса (содержимого желудка);

 

• механическая и химическая переработка поступающей пищи;

 

• эвакуация химуса в кишечник.

 

Кроме того, желудок осуществляет гомеостатическую функцию (например, поддержание рН и др.) и участвует в кроветворении (вы-работка внутреннего фактора Кастла).

Экскреторная функция желудка заключается в выделении продук-тов метаболизма, лекарственных веществ, солей тяжелых металлов.

 

Моторная функция желудка осуществляется за счет сокращения гладких мышц, расположенных в стенке желудка, что обеспечивает депонирование в желудке принятой пищи, перемешивание ее и эва-куацию желудочного содержимого в двенадцатиперстную кишку.

 

Секреторная деятельность желудка. Состав и свойства желу-дочного сока. Желудочный сок продуцируется железами желудка,расположенными в его слизистой оболочке. В области свода желудка железы содержат главные клетки, которые продуцируют пепсиноге-ны; обкладочные клетки синтезируют и выделяют соляную кислоту; добавочные клетки выделяют мукоидный секрет.

 

При обычных условиях за сутки у человека выделяется 2 – 2,5 л желудочного сока. В состав желудочного сока входят органические вещества: пепсин,гастриксин,ренин,лизоцим,муцин,мукоиды,аминокислоты, мочевина, мочевая кислота; неорганические вещества: соляная кислота, хлориды, сульфаты, фосфаты, бикарбонаты, натрий, калий, кальций, магний и др. Желудочный сок имеет кислую реак-цию, его рН равен 1,5 – 1,8.

Главный ферментативный процесс в желудке заключается в на-чальном расщеплении белков до альбумоз и пептонов. Основными

 

 

63

ферментами, которые гидролизуют белки, являются пепсины. Они об-разуются из пепсиногенов, которые активируются соляной кислотой.

 

В желудке образуются несколько пепсинов, которые гидролизуют белки с максимальной скоростью при рН 1,5 – 2,0. Другой протеоли-тический фермент, близкий к пепсинам, – гастриксин – гидролизует белки при рН 3,2 – 3,5. Возможность пепсинов активно функциониро-вать при различных значениях рН обеспечивает гидролиз белков в различных слоях химуса при разной кислотности. Фермент ренин (химозин) створаживает молоко в присутствии солей кальция.

В желудочном соке содержится фермент липаза, но она мало ак-тивна и гидролизует только эмульгированные жиры. Гидролиз угле-водов в желудке осуществляется под влиянием ферментов слюны.

Важной составной частью желудочного сока являются мукоиды (желудочная слизь), которые покрывают слизистую желудка по всей поверхности и предохраняют ее от механических повреждений и са-мопереваривания. К числу мукоидов относится гастромукопротеид (внутренний фактор Кастла), который необходим для всасывания ви-тамина B12, который обеспечивает нормальное кроветворение.

 

Из неорганических компонентов желудочного сока наибольшее значение имеет соляная кислота. Она находится в свободном и в свя-занном состоянии, ее содержание в желудочном соке составляет 0,3 –

0,5%. Функции соляной кислоты:

 

• участвует в антибактериальном действии желудочного сока;

 

• вызывает денатурацию и набухание белков, что способствует их последующему расщеплению пепсинами;

• активирует пепсиногены;

 

• создает кислую среду, которая необходима для действия пепси-нов;

 

• участвует в регуляции деятельности пищеварительного тракта. Факторы, которые стимулируют секрецию соляной кислоты в

желудке: гастрин, гистамин, продукты гидролиза белков.

 

Отделение желудочного сока происходит в две фазы: первая – сложно-рефлекторная ("мозговая") и вторая - нейрогуморальная.

Сложно-рефлекторная фаза желудочной секреции состоит из двухкомпонентов: условно-рефлекторного и безусловно-рефлекторного. Ус-ловно-рефлекторное отделение желудочного сока происходит при раз-дражении обонятельных, зрительных, слуховых рецепторов запахом,

 

 

64

видом пищи, разговором о пище и звуковыми раздражителями, связан-ными с приготовлением пищи. При поступлении пищи в полость рта начинается безусловно-рефлекторное отделение желудочного сока.

На первую фазу сокоотделения желудка наслаивается вторая, ко-торая состоит из двух компонентов – желудочной и кишечной фаз. Желудочная фаза наступает при соприкосновении пищевого содер-жимого со слизистой оболочкой желудка. Отделение желудочного со-ка в эту фазу осуществляется за счет раздражения механорецепторов слизистой оболочки желудка, а затем за счет гуморальных факторов – продуктов гидролиза пищи, которые поступают в кровь и возбуждают железы желудка. Кишечная фаза желудочной секреции начинается с момента поступления химуса в двенадцатиперстную кишку. Химус раздражает механо-, осмо- и хеморецепторы слизистой оболочки кишки и рефлекторно изменяет интенсивность желудочной секреции. Кроме того, влияние на желудочное сокоотделение в эту фазу оказы-вают местные гормоны (секретин, холецистокинин-панкреозимин), выработка которых стимулируется поступающим в двенадцатиперст-ную кишку кислым желудочным химусом.

Регуляция процессов пищеварения. Деятельность пищевари-тельной системы регулируется нервными и гуморальными механиз-мами. Нервная регуляция пищеварительных функций осуществляется симпатическими и парасимпатическими влияниями.

Сокоотделение пищеварительных желез осуществляется условно-рефлекторно и безусловно-рефлекторно. Такие влияния особенно вы-ражены в верхней части пищеварительного тракта. По мере удаления от нее участие рефлексов в регуляции пищеварительных функций умень-шается и повышается значение гуморальных механизмов. В тонком и толстом отделах кишечника особенно велика роль локальных механиз-мов регуляции – местные механическое и химическое раздражения по-вышают активность кишки в месте действия раздражителя. Следова-тельно, существует градиент распределения нервных, гуморальных и местных регуляторных механизмов в пищеварительном тракте.

 

Местные механические и химические раздражители влияют путем периферических рефлексов и через гормоны пищеварительного тракта. Химическими стимуляторами нервных окончаний в желудочно-кишечном тракте являются кислоты, щелочи, продукты гидролиза пище-вых веществ. Особенно велика роль в гуморальной регуляции деятельно-

 

 

65

сти органов пищеварения гастроинтестинальных гормонов, образую-щихся в эндокринных клетках слизистой оболочки желудка, двенадцати-перстной кишки, тощей кишки, в поджелудочной железе (см. таблицу).

 

Гормоны желудочно-кишечного тракта и их эффекты

 

Гормон