Газообмен в нервной системе

Газообмен у человека происходит в альвеолах легких и в тканях тела.

Рис. 1: Дыхательная система человека (здесь и далее нажмите на картинку для увеличения)

Кислород, поступающий в ткани живого организма, используется для окисления продуктов, образующихся в итоге длинной цепи химических превращений углеводов, жиров и белков. При этом образуются СО₂, вода, азотистые соединения и освобождается энергия, используемая для поддержания температуры тела и выполнения работы. Количество образующегося в организме и в конечном итоге выделяющегося из него СО₂ зависит не только от количества потребляемого О₂, но и от того, что преимущественно окисляется: углеводы, жиры или белки. Отношение удаляемого из организма СО₂ к поглощённому за то же время О₂ называется дыхательным [en] коэффициентом, который равен примерно 0,7 при окислении жиров, 0,8 при окислении белков и 1,0 при окислении углеводов. Количество энергии, освобождающееся на 1 литр потребленного О₂ (калорический эквивалент кислорода), равно 20,9 кдж (5 ккал) при окислении углеводов и 19,7 кдж (4,7 ккал) при окислении жиров. Таким образом, по потреблению О₂ в единицу времени и по дыхательному коэффициенту можно рассчитать количество освободившейся в организме энергии.

Рис. 2: Легочное дыхание (газообмен в легких): газообмен между воздухом и кровью происходит путем диффузии по разности концентраций газов. В мёртвом [en] пространстве газообмен не идет. Венозная кровь превращается в артериальную.

Газообмен (соответственно и расход энергии) у пойкилотермных животных (холоднокровных) понижается с понижением температуры тела. Такая же зависимость обнаружена и у гомойотермных животных (теплокровных) при выключении терморегуляции (в условиях естественной или искусственной гипотермии); при повышении температуры тела (при перегреве, различных заболеваниях) Г. увеличивается.

При понижении температуры окружающей среды Г. у теплокровных животных (особенно у мелких) увеличивается в результате увеличения теплопродукции. Г. увеличивается также после приёма пищи, особенно богатой белками (т. н. специфически-динамическое действие пищи). Наибольших величин Г. достигает при мышечной деятельности. У человека при работе умеренной мощности Г. увеличивается, через 3 — 6 мин после её начала достигает определённого уровня и затем удерживается в течение всего времени работы на этом уровне. При работе большой мощности Г. непрерывно возрастает; вскоре после достижения максимального для данного человека уровня (максимальная аэробная работа) работу приходится прекращать, т. к. потребность организма в О₂ превышает этот уровень. В первое время после окончания работы сохраняется повышенное потребление О₂, используемого для покрытия кислородного долга, т. е. для окисления продуктов обмена веществ, образовавшихся во время работы. Потребление О₂ может увеличиваться с 200 — 300 мл /_мин в состоянии покоя до 2000 — 3000 при работе, а у хорошо тренированных спортсменов — до 5000 мл /_мин. Соответственно увеличиваются выделение СО₂ и расход энергии; одновременно происходят сдвиги дыхательного коэффициента, связанные с изменениями обмена веществ, кислотно-щелочного равновесия и лёгочной вентиляции.

Рис.3: Обмена газа в легких и тканях

Расчёт общего суточного расхода энергии у людей разных профессий и образа жизни, основанный на определениях Г., важен для нормирования питания. Исследования изменений Г. при стандартной физической работе применяются в физиологии труда и спорта, в клинике для оценки функционального состояния систем, участвующих в газообмене.

Сравнительное постоянство газообмена при значительных изменениях парциального давления О₂ в окружающей среде, нарушениях работы органов дыхания и т. п. обеспечивается приспособительными (компенсаторными) реакциями систем, участвующих в Г. и регулируемых нервной системой.

Г. у человека и животных принято исследовать в условиях полного покоя, натощак, при комфортной температуре среды (18 — 22 °С). Количества потребляемого при этом О₂ и освобождающейся энергии характеризуют основной обмен. Для исследования Г. применяются методы, основанные на принципе открытой либо закрытой системы. В первом случае определяют количество выдыхаемого воздуха и его состав (при помощи химических или физических газоанализаторов), что позволяет вычислять количества потребляемого О₂ и выделяемого СО₂. Во втором случае дыхание происходит в закрытой системе (герметичной камере либо из спирографа, соединённого с дыхательными путями), в которой поглощается выделяемый СО₂, а количество потребленного из системы О₂ определяют либо измерением равного ему количества автоматически поступающего в систему О₂, либо по уменьшению объёма системы:

Рис. 4: Схема аппарата для исследования газообмена: У — устройство для автоматической подачи кислорода; Б — сосуд с кислородом; К — камера; Х — холодильник; Щ — сосуд со щёлочью для улавливания углекислого газа; Н — насос; CaCl₂ — сосуд с хлористым кальцием для поглощения водяных паров; Т — термометр; М — манометр

Врач [en] , занимающийся болезнями органов дыхания: трахеи, бронхов, лёгких и плевры — пульмонолог (происходит от латинских слов: пульмоно- (легкие) + логос (учение)). К нему необходиом обращаться при наличии симптомов:

• кашель, особенно с мокротой;
• одышка;
• приступы удушья;
• боль в грудной клетке, связанная с дыханием.

В СССР [en] вопросы пульмонологии освещали журналы:

За рубежом выходило более 30 пульмонологических журналов:

Подробнее о газообмене читайте [en] в литературе:

• Гинецинский А. Г., Лебединский А. В., Курс нормальной физиологии, Москва, 1956;
• Физиология человека, М., 1966, с. 134 — 56;
• Беркович Е. М., Энергетический обмен в норме и патологии, М., 1964;
• Проссер Л., Браун Ф., Сравнительная физиология животных, перевод с английского, М., 1967, с. 186 — 237.

Как остро протекающие заболевания легких (тромбоэмболия основного ствола, крупных, средних и мелких ветвей легочной артерии, тяжелая двусторонняя пневмония), так и длительно протекающие процессы (хроническая пневмония, эмфизема легких, бронхит, туберкулез) могут вызывать разнообразные нервно-психические расстройства — синдромы неврастенической, острой энцефалопатии, хронической энцефалопатии, а также нарушения мозгового кровообращения.

Острая гипоксия головного мозга при тромбоэмболиях легочной артерии вызывает патоморфологические изменения шоково-аноксического типа — выраженные нарушения кровотока в сосудах мозга, отек, пердиапедезные кровоизлияния, кольцевидные тромбы в капиллярах, очаги ишемии в коре, венозный застой и т. п. Хроническая гипоксия проявляется прежде всего нервно-клеточной патологией—тяжелой формой поражения нервных клеток с медленно нарастающим дистрофическим процессом в ядре и цитоплазме невронов и клеток глии.

В патогенезе поражений нервной системы ведущую роль играет воздействие факторов гиперкапнии и гипо-ксемии, которые возникают вследствие расстройства вентиляции и газового обмена в легких. Интенсивность поражения головного и спинного мозга зависит от степени и длительности гипоксии, причем филогенетически более старые структуры устойчивее молодых. Отмечается прямая связь между выраженностью нервно-психических нарушений, с одной стороны, и глубиной расстройств функции внешнего дыхания (более значительном уменьшении жизненной емкости и максимальной вентиляции легких, увеличения минутного объема дыхания и величины поглощения кислорода и т. д.), газового состава и кислотно-основного равновесия крови (постепенном повышении парциального давления углекислоты и падении насыщения артериальной крови кислородом, сдвигом величины рН в сторону аци доза и т. д.) —с другой (приложение 1, табл. 1, 2).

Синдром острой энцефалопатии развивается обычно на фоне тромбоэмболии легочной артерии, инфарктной или двусторонней пневмоний при нарастании лихорадки и легочной недостаточности (тахикардии, цианоза, одышки) и проявляется нарушением сознания, психомоторным возбуждением, тошнотой, рвотой, менингеальными и очаговыми симптомами, эпилептиформными припадками, падением систолического АД до 100 мм рт. ст. и ниже. В спинномозговой жидкости отмечается только повышение давления без цитоза и гиперальбуминоза. При улучшении состояния, уменьшении гипоксических явлений неврологические симптомы относительно быстро регрессируют.

Синдром хронической энцефалопатии

Развивается при длительном и тяжелом течении легочного заболевания и характеризуется диффузной тупой головной болью (которая особенно интенсивна по утрам при физическом напряжении и кашле), повышенной утомляемостью и раздражительностью и небольшой рассеянной очаговой симптоматикой (нистагмоид, гиперрефлексия, анизорефлексия, легкие парезы, дрожание пальцев рук), а иногда судорожными припадками (по типу бетолепсии).

Тяжелые формы крупозной пневмонии могут осложняться гнойным менингитом, а эмпиема легких и бронхоэктатическая болезнь — формированием метастатического абсцесса в мозге.

Туберкулез легких проявляется симптомами общей интоксикации и вегетативной дисфункцией: головной болью, слабостью, потливостью, тахикардией, неустойчивостью артериального давления. Туберкулезная интоксикация может привести и к возникновению менингиз-ма (более резкая головная боль, светобоязнь, тошнота), а в случае генерализации туберкулезной инфекции возможно развитие туберкулезного менингита, туберкуломы головного или спинного мозга, туберкулезного спондилита. Туберкулома по течению процесса похожа на опухоль мозга— общемозговые симптомы сочетаются с локальными, но, кроме того, имеются признаки инфекционного процесса — субфебрилитет, общее недомогание, потливость и т. д.

Для туберкулезного спондилита типичны корешковые опоясывающие боли, болезненность перкуссии остистых отростков и ограничение подвижности в пораженном отделе позвоночника, а в дальнейшем вследствие переломов позвонков или образования натечника развивается сдавление спинного мозга с проводниковыми и тазовыми нарушениями.

Течение и терапия нервно-психических расстройств у больных с тромбоэмболиями легочной артерии неразрывно

связаны с основным заболеванием. Крайне тяжелая тромбоэмболия ствола и главных ветвей легочной артерии лечится оперативно (экстренная эмболэктомия). Наличие нервно-психических нарушений не служит противопоказанием к операции, так как она обычно способствует и их регрессу.

Тяжелая тромбоэмболия легочной артерии, а также эмболия промежуточных и долевых ее ветвей являются показанием к тромболитической терапии с одновременной коррекцией системы гемостаза (фибринолизин или активаторы эндогенного фибринолиза, дезагреганты, антитромби-ческие препараты). Под контролем коагулирующих свойств крови проводится длительная (3—5 дней) непрерывная инфузия смеси лекарственных препаратов, состоящей из стрептазы (125 000-250 000 ЕД в сутки), гепарина (12 000-25 000 ЕД в сутки), реополиглюкина (400—800 мл), никотиновой кислоты (0,1—0,2 г). За сутки до отмены смеси назначают антикоагулянты непрямого действия (фенилин), антиагреганты (трентал, компламин, ангинин).

Консервативное лечение может сочетаться с хирургической профилактикой повторной эмболии легочной артерии (установка фильтра в нижней полой вене, шшкация или перевязка ее). Тяжелые формы пневмонии лечат массивными дозами антибиотиков (пенициллин около 12000000— 15 000000 ЕД в сутки, ампиокс —1,5—2 г в сутки и др.) в. сочетании с отхаркивающими препаратами, массажем грудной клетки, горчичниками, дыхательной гимнастикой. Наряду с препаратами, направленными на лечение легочного заболевания, следует рекомендовать и средства, нормализующие функции нервной системы (церебролизин, витамины Bi и В₆, ноотропил, аминалон, стекловидное тело и др.), которые назначают курсами по 4—6 нед. Для купирования психомоторного возбуждения чаще всего используют аминазин и пропазин, бреда и галлюцинаций — галоперидол и лепонекс, рвоты — дроперидол и трифтазин, икоты — метоклопрамид (церукал), этаперазин, болевых синдромов — литические смеси, состоящие из аминазина (тизерцина), димедрола (пипольфена) и промедола.

Прогноз нервно-психических нарушений при тромбоэмбо-лиях легочной артерии и инфарктной пневмонии всегда серьезен. Только благоприятная динамика основного заболевания предотвращает переход преходящих расстройств в стойкие органические поражения головного мозга. Нервно-психические нарушения при хронической пневмонии, эмфиземе легких, бронхите, туберкулезе легких выражены обычно умеренно и при систематическом лечении и соблюдении рекомендации по режиму большая часть больных сохраняет трудоспособность.

Статья на тему Нервная система при болезнях легких

Д ыхательная система человека выполняет жизненно важную функцию газообмена, доставки в организм кислорода и выведения углекислого газа.

Она состоит из полости носа, глотки, гортани, трахеи и бронхов.

В районе глотки происходит соединение ротовой и носовой полостей. Функции глотки: продвижение пищи из полости рта в пищевод и проведение воздуха из полости носа (или рта) в гортань. В глотке пересекаются дыхательные и пищеварительные пути.

Гортань соединяет глотку с трахеей и содержит голосовой аппарат.

Трахея – хрящевая трубка длиной около 10-15 см. Для того чтобы пища не попадала в трахею при ее входе располагается так называемая небная завеса. Ее назначение перекрывать путь в трахею каждый раз при проглатывании пищи.

Легкие состоят из бронхов, бронхиол и альвеол, окруженных плевральным мешком.

Каким образом происходит газообмен?

Во время вдоха воздух втягивается в нос, в полости носа воздух очищается и увлажняется, далее идет вниз через гортань в трахею. Трахея разделяется на две трубочки – бронхи. По ним воздух попадает в правое и левое легкие. Бронхи разветвляются на множество мельчайших бронхиол, которые заканчиваются альвеолами. Через тонкие стенки альвеол кислород попадает в кровеносные сосуды. Здесь начинается малый круг кровообращения. Кислород подхватывает гемоглобин, который содержится в эритроцитах и насыщенная кислородом кровь отправляется из легких в левую часть сердца. Сердце выталкивает кровь в кровеносные сосуды, начинается большой круг кровообращения, откуда по артериям кислород распределяется по телу. Как только кислород из крови израсходуется, кровь по венам поступает в правую часть сердца, заканчивается большой круг кровообращения, и оттуда – обратно в легкие, заканчивается малый круг кровообращения. При выдохе углекислый газ удаляется из организма.

С каждым вдохом в легкие попадает не только кислород, но и пыль, микробы и другие инородные объекты. На стенках бронхов располагаются крохотные ворсинки, которые задерживают пыль и микробы. В стенках дыхательных путей специальные клетки производят слизь, которая помогает очищать и смазывать эти ворсинки. Загрязненная слизь выводится через бронхи наружу и откашливается.

Пищеварительная система.

Основные отделы пищеварительного канала: ротовая полость, глотка, пищевод, желудок, тонкая кишка и толстая кишка, печень и поджелудочная железа.

Пищеварительная система выполняет функции механической и химической обработки пищи, всасывания переваренных белков, жиров и углеводов в кровь и лимфу и выделения непереваренных веществ из организма.

Можно описать этот процесс по-другому: пищеварение - это потребление энергии содержащейся в продуктах с целью увеличения или скорее поддержание своей собственной постоянно уменьшающейся энергии на определенном уровне. Освобождение энергии из продуктов происходит в процессе расщепления пищи. Вспоминаем лекции Марвы Вагаршаковны Оганян, понятие фитокалорий, в каких продуктах содержится энергия, в каких отсутствует.

Вернемся к биологическому процессу. В ротовой полости пища размельчается, смачивается слюной, и затем поступает в глотку. Через глотку и пищевод, который проходит через грудную клетку и диафрагму измельченная пища попадает в желудок.

В желудке пища смешивается с желудочным соком, активными компонентами которого является соляная кислота и пищеварительные ферменты. Пептин расщепляет белки до аминокислот, которые сразу через стенки желудка всасываются в кровь. В желудке пища находится 1,5-2 часа, где под действием кислой среды размягчается и растворяется.

Следующий этап: частично переваренная пища попадает в отдел тонкого кишечника – двенадцатиперстную кишку. Здесь, напротив среда щелочная, пригодная для переваривания и расщепления углеводов. В двенадцатиперстную кишку проходит проток от поджелудочной железы, которая выбрасывает панкреатический сок, и проток от печени, которая выбрасывает желчь. Именно в этом отделе пищеварительной системы под воздействием панкреатического сока и желчи происходит переваривание пищи, а не в желудке как многие думают. В тонкой кишке происходит основной объём всасывания питательных веществ через кишечную стенку в кровь и в лимфу.

Печень. Барьерная функция печени очищать кровь из тонкого кишечника, так вместе с полезными для организма веществами всасываются и не полезные, такие как: алкоголь, лекарственные препараты, токсины, аллергены и т.д., или более опасные: вирусы, бактерии, микробы.

Нервная система

К нервной системе относятся головной и спинной мозг, а также нервы, нервные узлы, сплетения. Все выше перечисленное преимущественно состоит из нервной ткани, которая:

Головной мозг - часть центральной системы, находящаяся внутри черепа. Состоит из ряда органов: большого мозга, мозжечка, ствола и продолговатого мозга. У каждого отдела мозга свои функции.

Спинной мозг – образует распределительную сеть центральной нервной системы. Лежит внутри позвоночного столба, и от него отходят все нервы, образующие периферическую нервную систему.

Периферические нервы - представляют собой пучки, или группы волокон, передающих нервные импульсы. Они могут быть восходящими, т.е. передают ощущения от всего тела в центральную нервную систему, и нисходящими, или двигательными, т.е. доводят команды нервных центров до всех участков организма.

Некоторые компоненты периферической системы имеют отдаленные связи с центральной нервной системой; они функционируют при весьма ограниченном контроле со стороны ЦНС. Эти компоненты работают самостоятельно и составляют автономную, или вегетативную нервную систему. Она управляет работой сердца, легких, кровеносных сосудов и других внутренних органов. Пищеварительный тракт имеет свою собственную внутреннюю вегетативную систему.

Анатомической и функциональной единицей нервной системы является нервная клетка - нейрон. Нейроны имеют отростки, с помощью которых соединяются между собой и с иннервируемыми образованиями (мышечными волокнами, кровеносными сосудами, железами). Отростки нервной клетки имеют разное функциональное значение: некоторые из них проводят раздражение к телу нейрона – это дендриты, и только один отросток – аксон - от тела нервной клетки к другим нейронам или органам. Отростки нейронов окружены оболочками и объединены в пучки, которые и образуют нервы. Оболочки изолируют отростки разных нейронов друг от друга и способствуют проведению возбуждения.

Раздражение воспринимается нервной системой через органы чувств: глаза, уши, органы обоняния и вкуса, и специальные чувствительные нервные окончания - рецепторы, расположенные в коже, внутренних органах, сосудах, скелетных мышцах и суставах. Они передают сигналы через нервную систему в головной мозг. Головной мозг анализирует передаваемые сигналы и формирует ответную реакцию.

Что такое газообмен? Без него не сможет обойтись практически ни одно живое существо. Газообмен в легких и тканях, а также крови помогает насыщать клетки питательными веществами. Благодаря ему мы получаем энергию и жизненные силы.

Что такое газообмен?

Для существования живым организмам необходим воздух. Он представляет собой смесь из множества газов, основную долю которых составляют кислород и азот. Оба эти газа являются важнейшими компонентами для обеспечения нормальной жизнедеятельности организмов.

В ходе эволюции разные виды выработали свои приспособления для их получения, у одних развились легкие, у других - жабры, а третьи используют только кожные покровы. При помощи этих органов осуществляется газообмен.

Что такое газообмен? Это процесс взаимодействия внешней среды и живых клеток, в ходе которого происходит обмен кислорода и углекислого газа. Во время дыхания вместе с воздухом в организм поступает кислород. Насыщая все клетки и ткани, он участвует в окислительной реакции, превращаясь в углекислый газ, который выводится из организма вместе с другими продуктами метаболизма.

Газообмен в легких

Каждый день мы вдыхаем больше 12 килограмм воздуха. В этом нам помогают легкие. Они являются самым объемным органом, способным вместить до 3 литров воздуха за один полный глубокий вдох. Газообмен в легких происходит при помощи альвеол – многочисленных пузырьков, которые переплетены с кровеносными сосудами.

Воздух попадает в них через верхние дыхательные пути, проходя трахею и бронхи. Соединенные с альвеолами капилляры забирают воздух и разносят его по кровеносной системе. В то же время они отдают альвеолам углекислый газ, который покидает организм вместе с выдохом.

Процесс обмена между альвеолами и сосудами называется двусторонней диффузией. Он происходит всего за несколько секунд и осуществляется благодаря разнице в давлении. У насыщенного кислородом атмосферного воздуха оно больше, поэтому он устремляется к капиллярам. Углекислый газ имеет меньшее давление, отчего и выталкивается в альвеолы.

Кровообращение

Без кровеносной системы газообмен в легких и тканях был бы невозможен. Наше тело пронизано множеством кровеносных сосудов различной длины и диаметра. Они представлены артериями, венами, капиллярами, венулами и т. д. В сосудах кровь непрерывно циркулирует, способствуя обмену газов и веществ.

Газообмен в крови осуществляется при помощи двух кругов кровообращения. При дыхании воздух начинается двигаться по большому кругу. В крови он переносится, прикрепляясь к специальному белку гемоглобину, который содержится в эритроцитах.

Из альвеол воздух попадает в капилляры, а затем в артерии, направляясь прямо к сердцу. В нашем организме оно исполняет роль мощного насоса, перекачивая насыщенную кислородом кровь к тканям и клеткам. Они, в свою очередь, отдают кровь, наполненную углекислым газом, направляя её по венулам и венам обратно к сердцу.

Проходя через правое предсердие, венозная кровь завершает большой круг. В правом желудочке начинается малый круг кровообращения. По нему кровь перегоняется в легочный ствол. Она движется по артериям, артериолам и капиллярам, где совершает обмен воздухом с альвеолами, чтобы начать цикл заново.

Обмен в тканях

Итак, мы знаем, что такое газообмен легких и крови. Обе системы переносят газы и обмениваются ими. Но ключевая роль принадлежит тканям. В них происходят главные процессы, изменяющие химический состав воздуха.

Артериальная кровь насыщает клетки кислородом, который запускает в них целый ряд окислительно-восстановительных реакций. В биологии они называются циклом Кребса. Для их осуществления необходимы ферменты, которые также приходят вместе с кровью.

В ходе цикла Кребса образуются лимонная, уксусная и другие кислоты, продукты для окисления жиров, аминокислот и глюкозы. Это один из важнейших этапов, который сопровождает газообмен в тканях. Во время его протекания освобождается энергия, необходимая для работы всех органов и систем организма.

Для осуществления реакции активно используется кислород. Постепенно он окисляется, превращаясь в углекислый газ - СО₂, который выделяется из клеток и тканей в кровь, потом в легкие и атмосферу.

Газообмен у животных

Строение организма и систем органов у многих животных значительно варьируется. Наиболее схожими с человеком являются млекопитающие. Небольшие животные, например планарии, не имеют сложных систем для обмена веществами. Для дыхания они используют внешние покровы.

Амфибии для дыхания используют кожные покровы, а также рот и легкие. У большинства животных, обитающих в воде, газообмен осуществляется при помощи жабр. Они представляют собой тонкие пластины, соединенные с капиллярами и переправляющие в них кислород из воды.

Членистоногие, например многоножки, мокрицы, пауки, насекомые, не обладают легкими. По всей поверхности тела у них расположены трахеи, которые направляют воздух прямо к клеткам. Такая система позволяет им быстро передвигаться, не испытывая одышки и усталости, ведь процесс образования энергии происходит быстрее.

Обмен газов у растений

В отличие от животных, у растений газообмен в тканях включает потребление и кислорода, и углекислого газа. Кислород они потребляют в процессе дыхания. Растения не обладают для этого специальными органами, поэтому воздух поступает в них через все части тела.

Как правило, листья имеют наибольшую площадь, и основное количество воздуха приходится именно на них. Кислород поступает в них через небольшие отверстия между клетками, называемые устьицами, перерабатывается и выводится уже в виде углекислого газа, как и у животных.

Особенности

Газообмен является одной из важнейших функций любого живого организма. Он осуществляется при помощи дыхания и кровообращения, способствуя освобождению энергии и обмену веществ. Особенности газообмена заключаются в том, что он не всегда протекает одинаково.

В первую очередь он невозможен без дыхания, его остановка в течение 4 минут способна привести к нарушениям работы клеток мозга. В результате этого организм умирает. Существует множество заболеваний, при которых наблюдается нарушение газообмена. Ткани не получают достаточно кислорода, что замедляет их развитие и функции.

Неравномерность газообмена наблюдается и у здоровых людей. Он значительно увеличивается при усиленной работе мышц. Буквально за шесть минут он достигает предельной мощности и придерживается её. Однако при усилении нагрузки количество кислорода может начать увеличиваться, что также неприятно скажется на самочувствии организма.

• Виртуальная лаборатория
  • Мочевыводящая система
  • Сердечно-сосудистая система
    • Влияние давления и вязкости жидкости, а также радиуса и длины сосуда на движение жидкости по сосуду
    • Воздействие адреналина, ацетилхолина, атропина и адреналина на основе атропина на артериальное давление
    • Воздействие медикаментов и химических медиаторов на деятельность сердца
    • Воздействие электрических стимулов на сердечную деятельность
    • Воздействие возбуждения блуждающего нерва на сердечную деятельность
    • Наложение лигатур Станниуса
  • Дыхательная система
    • Влияние давления в плевральной полости на вентиляцию легких
    • Влияние сурфактанта на вентиляцию легких
    • Механизм дыхания. Объемы и емкости легких. Влияние радиуса просвета дыхательных путей
  • Внутренняя среда организма. Кровь
    • Определение групп крови системы ABO с использованием стандартных сывороток
  • Обмен веществ и энергии. Питание
• Физиология человека и животных
  • ВНУТРЕННЯЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА. КРОВЬ. ИММУНИТЕТ
    • План. Внутренняя среда организма. Кровь. Иммунитет
    • 1. Функции крови. Состав и физико-химические свойства крови. Плазма крови
    • 2. Механизмы поддержания кислотно-основного равновесия. Буферные системы крови
    • 3. Лимфа. Образование лимфы. Ликвор
    • 4. Эритроциты: строение и функции. Гемолиз. Гемоглобин. Эритропоэз. Анемии
    • 5. Группы крови. Агглютиногены (антигены) и агглютинины (антитела). Резус-фактор. Правила переливания крови
    • 6. Строение и функции лейкоцитов. Лейкоцитарная формула
    • 7. Регуляторная функция лейкоцитов (цитокины)
    • 8. Защитная функция крови. Понятие о клеточном и гуморальном иммунитете
    • 9. Тромбоциты, их строение и функции
    • 10. Свертывающая и противосвертывающая системы крови. Плазменные и клеточные факторы свертывания
  • ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЕЧНО–СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
    • План. Физиология сердечно-сосудистой системы
    • 1. Строение и функции сердечно-сосудистой системы
    • 2. Строение сердца. Общие свойства сердечной мышцы: автоматия, проводимость, возбудимость и сократимость. Типичные (рабочие) и атипичные кардиомиоциты
    • 3. Механизм автоматии миокарда. Градиент автоматии
    • 4. Особенности кровоснабжения и энергетического обеспечения сердца. Функциональная роль предсердий и желудочков, клапанного аппарата
    • 5. Сердечный цикл. Понятие о систолическом и минутном объемах крови
    • 6. Методы изучения сердечной деятельности
    • 7. Миогенная, нейрогенная и гуморальная регуляция деятельности сердца
    • 8. Гемодинамика. Функциональные особенности различных отделов сосудистого русла. Линейная и объемная скорость движения крови. Факторы, обеспечивающие непрерывность кровотока
    • 9. Капиллярное кровообращение и его особенности. Микроциркуляция. Представление о тонусе сосудов. Регуляция тонусов сосудов. Сосудодвигательный центр
    • 10. Строение лимфатической системы и ее функции. Транспорт лимфы
  • ФИЗИОЛОГИЯ ДЫХАНИЯ
    • План. Физиология дыхания
    • Дыхание у высших позвоночных: внешнее дыхание, газообмен в легких и тканях, транспорт газов кровью, тканевое дыхание
    • Вентиляция легких. Механика и динамика дыхательных движений. Внутриплевральное давление и его значение. Роль сурфактанта. Аэрогематический барьер
    • Показатели внешнего дыхания. Понятие о легочных объемах и емкостях. Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха
    • Газообмен в легких и тканях. Парциальное давление кислорода и диоксида углерода в альвеолярном воздухе, венозной и артериальной крови. Транспорт кислорода кровью
    • Механизм переноса диоксида углерода, роль карбоангидразы. Взаимосвязь между дыханием и поддержанием кислотно-щелочного равновесия крови
    • Нервные механизмы регуляции дыхания. Защитные и регуляторные дыхательные рефлексы. Хеморецепторы. Дыхание при физической нагрузке, при повышенном и пониженном атмосферном давлении
  • ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ. ПИТАНИЕ. ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ
    • План. Обмен веществ и энергии. Питание. Терморегуляция
    • Обмен веществ и энергии как основное условие гомеостазиса. Анаболические и катаболические процессы. Обмен веществ как источник образования тепла
    • Основной и общий обмен. Рабочая прибавка. Общие энергозатраты людей различных профессиональных групп
    • Характеристика продуктов питания. Пищевые и питательные вещества. Нормы питания
    • Значение воды для организма. Витамины и их роль в обмене веществ
    • Принципы составления пищевых рационов
    • Терморегуляция. Механизмы теплопродукции и теплоотдачи. Суточные изменения температуры тела у человека
    • Лихорадка
  • ФИЗИОЛОГИЯ МОЧЕВЫДЕЛЕНИЯ
    • План. Физиология мочевыделения
    • Строение и функции почек. Нефрон как функциональная единица почки. Особенности кровоснабжения почек
    • Механизм образования мочи
    • Реабсорбция в нефроне и ее механизмы. Поворотно-противоточная система. Механизмы осмотического концентрирования и разведения мочи
    • Процессы секреции и экскреции в почечных канальцах. Образование конечной мочи, ее состав и свойства
    • Гуморальная и гормональная регуляции почечной функции
  • ФИЗИОЛОГИЯ СИСТЕМЫ ПИЩЕВАРЕНИЯ
    • План. Физиология системы пищеварения
    • Строение и функции пищеварительной системы. Типы пищеварения
    • Пищеварение в ротовой полости. Функции слюнных желез, состав и свойства слюны. Регуляция слюноотделения
    • Пищеварение в желудке. Механизмы желудочной секреции ферментов и соляной кислоты. Фазы желудочной секреции. Состав и свойства желудочного сока
    • Пищеварение в тонком кишечнике. Пристеночное (мембранное) пищеварение. Всасывание в пищеварительной системе
    • Роль печени и поджелудочной железы в пищеварении
    • Пищеварение в толстом кишечнике
    • Регуляция деятельности органов пищеварения
    • Аппетит, голод, насыщение
  • ФИЗИОЛОГИЯ ВОЗБУДИМЫХ ТКАНЕЙ
    • План. Физиология возбудимых тканей
    • 1. Раздражимость и возбудимость как способность живых систем реагировать на действие факторов внешней среды. Ионные насосы и их функции (калий-натриевый, кальциевый, хлорный насос)
    • 2. Ионные каналы, классификация, строение и функции. Потенциал действия и его фазы. Вклад потенциалзависимых ионных каналов в формирование потенциала действия
    • 3. Причины существования относительной и абсолютной рефрактерности. Функциональная лабильность и ее проявления
    • 4. Возбудимые клетки как проводники электричества. Распространение электротонического потенциала. Константа длины. Механизм проведения возбуждения по немиелинизированным и миелинизированным нервным волокнам
    • 5. Классификация и свойства нервных волокон. Законы проведения возбуждения по нервным волокнам
    • 6. Основы межклеточного взаимодействия в организме. Физиология синапсов
    • 7. Химические синапсы. Механизм возникновения возбуждающего постсинаптического потенциала. Тормозной постсинаптический потенциал
    • 8. Общая характеристика и классификация нейромедиаторов. Нейромодуляторы
    • 9. Ионотропные и метаботропные рецепторы. Основные группы синаптически активных веществ (лиганды, агонисты, антагонисты)
    • 10. Физиология мышц. Классификация мышц по структурным, биохимическим и функциональным критериям
    • 11. Виды и режимы мышечных сокращений. Работа и сила мышц. Типы нервных волокон
    • 12. Механизм мышечного сокращения. Роль АТФ, кальция и ионных насосов в мышечном сокращении. Энергетическое обеспечение мышечного сокращения
  • ОБЩАЯ ФИЗИОЛОГИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
    • План. Общая физиология центральной нервной системы
    • 1. Структурно-функциональная организация нейронов и глиальных клеток. Представления о функциональной роли глии
    • 2. Строение и свойства нейронов
    • 3. Понятие о нервном центре, нервной сети. Свойства нервных центров
    • 4. Принципы координации работы нервных центров
    • 5. Торможение в ЦНС и его виды. Интегративная деятельность нейрона
    • 6. Рефлекторная теория. Компоненты рефлекторной дуги. Классификация рефлексов
    • 7. Классификация врожденных форм поведения. Принцип обратной связи
    • 8. Теория функциональных систем П.К. Анохина
  • ЧАСТНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
    • План. Частная физиология центральной нервной системы
    • 1. Функциональная организация спинного мозга и его роль в координации рефлекторной деятельности центральной нервной системы
    • 2. Функции спинного мозга. Особенности управления движениями на уровне спинного мозга. Спинальный контроль мышечных сокращений и управление мышечным тонусом
    • 3. Спинальные соматические и вегетативные рефлексы. Сегментарный и межсегментарный принцип работы спинного мозга
    • 4. Структурно-функциональная характеристика основных отделов головного мозга
    • 5. Функции продолговатого мозга, топография ядер, регуляция витальных функций
    • 6. Роль ретикулярной формации мозгового ствола в регуляции функций. Варолиев мост
    • 7. Средний мозг
    • 8. Мозжечок: строение, связи и регулирующие влияния
    • 9. Промежуточный мозг. Роль ядер таламуса в передаче сигналов с периферии в кору больших полушарий. Гипоталамус как интегративно координирующий вегетативный центр мозга
    • 10. Подкорковые ганглии, их строение и функции. Экстрапирамидная двигательная система
    • 11. Гиппокамп и лимбическая система, их взаимодействие при интеграции сигналов в мозге
    • 12. Физиология вегетативной нервной системы. Современные представления о нейрогуморальной регуляции висцеральных функций организма. Вегетативная рефлекторная дуга
    • 13. Функциональные особенности и взаимодействие отделов вегетативной нервной системы в управлении функциями организма
    • 14. Основы физиологии коры больших полушарий. Представление о кортикализации функций. Цитоархитектоника коры больших полушарий
    • 15. Понятие о полях и зонах коры больших полушарий
    • 16. Электрическая активность коры головного мозга. Электроэнцефалограмма
  • ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ФУНКЦИЙ
    • План. Гормональная регуляция функций
    • 1. Эндокринный контроль функций и его регуляторная роль. Участие желез внутренней секреции в интегративной регуляции деятельности организма
    • 2. Роль эндокринной системы в регуляции процессов роста, развития, размножения, разных форм адаптации, поведения. Классификация гормонов
    • 3. Современные взгляды на механизмы влияния гормонов: рецепторы и вторые посредники
    • 4. Гипоталамо-нейрогипофизарная и гипоталамо-аденогипофизарная системы. Гипоталамические рилизинг – факторы (либерины и статины)
    • 5. Структура и функции долей гипофиза, секретируемые тропные и эффекторные гормоны, их роль в организме
    • 6. Эпифиз и роль мелатонина у животных и человека
    • 7. Щитовидная железа. Тиреоидные гормоны (трииодтиронин и тироксин) и кальцитонин
    • 8. Паращитовидные железы
    • 9. Эндокринная функция поджелудочной железы и ее гормоны (инсулин, глюкагон, соматостатин)
    • 10. Гормоны коркового и мозгового слоя надпочечников
    • 11. Роль надпочечных желез в реализации адаптационно-приспособительной деятельности организма (стресс). Фазы стресса
    • 12. Половые железы и их внутренняя секреция. Гормональная функция семенников. Гормональная функция яичников. Половые циклы
    • 13. Эндокринная функция почек, желудочно-кишечного тракта, сердца. Гормональная функция эндотелия
  • ФИЗИОЛОГИЯ СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ
    • План. Физиология сенсорных систем
    • 1. Принципы строения сенсорных систем. Понятие о рецепторах
    • 2. Классификация рецепторов. Механизм возбуждения рецепторов. Рецепторный и генераторный потенциалы. Адаптация рецепторов
    • 3. Кодирование сенсорной информации. Проводниковые структуры сенсорных систем
    • 4. Зрительный анализатор
      • 4. I. Преломление света в оптических средах глаза. Построение изображения на сетчатке
      • 4. II. Типы движений глаз
      • 4. III. Строение сетчатки. Фоторецепторы и преобразование световой энергии в электрический сигнал
      • 4. IV. Представления о механизмах цветного зрения и обработке зрительной информации в ЦНС
      • 4. V. Проводниковый и корковый отделы зрительного анализатора
    • 5. Слуховой анализатор
      • 5. I. Строение слухового анализатора
      • 5. II. Строение улитки. Орган Корти. Фонорецепторы. Звуковосприятие
      • 5. III. Проводящие пути и корковое представительство слухового анализатора. Представления о механизме восприятия частоты и интенсивности звука
    • 6. Вестибулярный анализатор
    • 7. Вкусовой анализатор: структурные и функциональные особенности. Клеточные механизмы вкусовой рецепции
    • 8. Обонятельный анализатор: структурные и функциональные особенности обонятельного анализатора. Клеточные механизмы обонятельной рецепции
    • 9. Соматосенсорная система. Кожные рецепторы: тактильные, температурные, болевые. Мышечно-суставная рецепция (проприорецепция)
    • 10. Болевые рецепторы. Защитные (ноцицептивные) рефлексы. Современные теории боли
  • ФИЗИОЛОГИЯ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
    • План. Физиология высшей нервной деятельности
    • 1. Понятие о ВНД. Современные подходы к нейробиологическим механизмам поведения
    • 2. Роль эмоций и мотиваций в организации поведения
    • 3. Условный рефлекс как приспособительный механизм в животном мире. Классические и инструментальные условные рефлексы. Классификация условных рефлексов
    • 4. Нейрофизиологическая сущность торможения. Характеристика внешнего безусловного торможения. Запредельное торможение, его биологическое значение. Основные виды условного торможения
    • 5. Нейрофизиологическая сущность сна. Электроэнцефалографическая характеристика медленноволнового сна и парадоксального сна
    • 6. Память как свойство центральной нервной системы воспринимать, хранить и воспроизводить информацию
  • НЕЙРОГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ
    • План. Нейрогуморальная регуляция физиологических функций
    • 1. Общее понятие о процессах регуляции функций. Гомеостазис. Принципы регуляции функций
    • 2. Механизмы регуляции жизнедеятельности организма. Нервная регуляция как высший этап развития приспособлений организма к меняющимся условиям существования
    • 3. Единство нервных, гуморальных и иммунных механизмов регуляции

Дыхание у высших позвоночных: внешнее дыхание, газообмен в легких и тканях, транспорт газов кровью, тканевое дыхание

Дыхание – это совокупность процессов, обеспечивающих поступление кислорода во внутреннюю среду организма, использование его для окисления органических веществ и удаление из организма углекислого газа и конечных продуктов окисления некоторых соединений и воды.

1) внешнее, или легочное, дыхание (вентиляция легких), осуществляющее газообмен между атмосферным и альвеолярным воздухом;

2) обмен газов в легких между альвеолярным воздухом и кровью;

3) транспорт газов к тканям и от них;

4) обмен газов между кровью капилляров большого круга кровообращения и клетками тканей;

5) внутреннее, или клеточное, дыхание, осуществляющее непосредственный процесс окисления органических веществ с освобождением энергии, расходуемой в процессе жизнедеятельности.

В результате деятельности системы внешнего дыхания кровь обогащается кислородом и освобождается от углекислого газа.

К органам дыхания относят воздухоносные (дыхательные) пути и легкие, альвеолы легких образуют респираторную зону. Воздухоносные пути, в свою очередь, делят на верхние (полость носа, носоглотка, придаточные пазухи носа) и нижние (гортань, трахея, все бронхи до альвеол и альвеолы).

Функции дыхательных путей:

- очищение воздуха от пылевых частиц (осуществляется благодаря движению слизи, обусловленного сокращениями ресничек мерцательного эпителия);

- согревание вдыхаемого воздуха;

- участие в фонации и генерации звуков;

- участие в водном балансе организма (через дыхательные пути и легкие за сутки выделяется до 500 мл воды).

Самое узкое место верхних дыхательных путей – голосовая щель (до7 мм). При вдохе она расширяется, при выдохе – сужается.

Трахея у взрослого человека равна 12 см в длину, в диаметре около 2 см, далее делится на правый и левый бронхи (место разделения трахеи на 2 бронха – бифуркация), которые, в свою очередь, делятся на 2 ветви, затем следующее деление и т. д. – всего 23 деления или генерации.

Пространство от трахеи до 16-й генерации бронхиол составляет проводящую зону, или мертвое пространство (150 – 170 мл), в котором нет газообмена; 17 – 19-я генерации бронхиол – переходную зону, где уже начинает осуществляться газообмен; 20 – 23-я генерации представляют собой альвеолярные ходы и альвеолярные мешочки, которые непосредственно переходят в альвеолы, где происходит основной газообмен. Значение мертвого пространства заключается в согревании или охлаждении поступающего воздуха, его увлажнении, очищении от пыли и инородных частиц с помощью кашля и чихания.