Регуляция кровообращения механизмы, обеспечивающие регуляцию сердечной деятельности механизмы. Нервным центром (НЦ) называется совокупность нейронов в различных отделах ЦНС, обеспечивающих регуляцию какой-либо функции организма Системные регуляторные реа
Нервная регуляция осуществляется с помощью электрических импульсов, идущих по нервным клеткам. По сравнению с гуморальной она
- происходит быстрее
- более точная
- требует больших затрат энергии
- более эволюционно молодая.
Гуморальная регуляция процессов жизнедеятельности (от латинского слова гумор - «жидкость») осуществляется за счет веществ, выделяемых во внутреннюю среду организма (лимфу, кровь, тканевую жидкость).
Гуморальная регуляция может осуществляться с помощью:
- гормонов - биологически активных (действующих в очень маленькой концентрации) веществ, выделяемых в кровь железами внутренней секреции;
- других веществ
. Например, углекислый газ
- вызывает местное расширение капилляров, к этому месту притекает больше крови;
- возбуждает дыхательный центр продолговатого мозга, дыхание усиливается.
Все железы организма делятся на 3 группы
1) Железы внутренней секреции (эндокринные ) не имеют выводных протоков и выделяют свои секреты непосредственно в кровь. Секреты эндокринных желез называются гормонами , они обладают биологической активностью (действуют в микроскопической концентрации). Например: .
2) Железы внешней секреции имеют выводные протоки и выделяют свои секреты НЕ в кровь, а в какую-либо полость или на поверхность организма. Например, печень , слезные , слюнные , потовые .
3) Железы смешанной секреции осуществляют и внутреннюю, и внешнюю секрецию. Например
- железа выделяет в кровь инсулин и глюкагон, а не в кровь (в 12-перстную кишку) - поджелудочный сок;
- половые железы выделяют в кровь половые гормоны, а не в кровь - половые клетки.
Установите соответствие между органом (отделом органа), участвующим в регуляции жизнедеятельности организма человека, и системой, к которой он относится: 1) нервная, 2) эндокринная.
А) мост
Б) гипофиз
В) поджелудочная железа
Г) спинной мозг
Д) мозжечок
Ответ
Установите, в какой последовательности осуществляется гуморальная регуляция дыхания при мышечной работе в организме человека
1) накопление углекислого газа в тканях и крови
2) возбуждение дыхательного центра в продолговатом мозге
3) передача импульса к межреберным мышцам и диафрагме
4) усиление окислительных процессов при активной мышечной работе
5) осуществление вдоха и поступление воздуха в легкие
Ответ
Установите соответствие между процессом, происходящим при дыхании человека, и способом его регуляции: 1) гуморальная, 2) нервная
А) возбуждение рецепторов носоглотки частицами пыли
Б) замедление дыхания при погружении в холодную воду
В) изменение ритма дыхания при избытке углекислого газа в помещении
Г) нарушение дыхания при кашле
Д) изменение ритма дыхания при уменьшении содержания углекислого газа в крови
Ответ
1. Установите соответствие между характеристикой железы и видом, к которому ее относят: 1) внутренней секреции, 2) внешней секреции. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) имеют выводные протоки
Б) вырабатывают гормоны
В) обеспечивают регуляцию всех жизненно важных функций организма
Г) выделяют ферменты в полость желудка
Д) выводные протоки выходят на поверхность тела
Е) вырабатываемые вещества выделяются в кровь
Ответ
2. Установите соответствие между характеристикой желез и их типом: 1) внешней секреции, 2) внутренней секреции. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) образуют пищеварительные ферменты
Б) выделяют секрет в полость тела
В) выделяют химически активные вещества – гормоны
Г) участвуют в регуляции процессов жизнедеятельности организма
Д) имеют выводные протоки
Ответ
Установите соответствие между железами и их типами: 1) внешней секреции, 2) внутренней секреции. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) эпифиз
Б) гипофиз
В) надпочечник
Г) слюнная
Д) печень
Е) клетки поджелудочной железы, вырабатывающие трипсин
Ответ
Установите соответствие между примером регуляции работы сердца и типом регуляции: 1) гуморальная, 2) нервная
А) учащение сердцебиений под влиянием адреналина
Б) изменение работы сердца под влиянием ионов калия
В) изменение сердечного ритма под влиянием вегетативной системы
Г) ослабление деятельности сердца под влиянием парасимпатической системы
Ответ
Установите соответствие между железой в организме человека и её типом: 1) внутренней секреции, 2) внешней секреции
А) молочная
Б) щитовидная
В) печень
Г) потовая
Д) гипофиз
Е) надпочечники
Ответ
1. Установите соответствие между признаком регуляции функций в организме человека и его видом: 1) нервная, 2) гуморальная. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) доставляется к органам кровью
Б) большая скорость ответной реакции
В) является более древней
Г) осуществляется с помощью гормонов
Д) связана с деятельностью эндокринной системы
Ответ
2. Установите соответствие между характеристиками и видами регуляции функций организма: 1) нервная, 2) гуморальная. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) включается медленно и действует долго
Б) сигнал распространяется по структурам рефлекторной дуги
В) осуществляется действием гормона
Г) сигнал распространяется с током крови
Д) включается быстро и действует коротко
Е) эволюционно более древняя регуляция
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Какие из перечисленных желез выделяют свои продукты через специальные протоки в полости органов тела и непосредственно в кровь
1) сальные
2) потовые
3) надпочечники
4) половые
Ответ
Установите соответствие между железой организма человека и типом, к которому её относят: 1) внутренней секреции, 2) смешанной секреции, 3) внешней секреции
А) поджелудочная
Б) щитовидная
В) слёзная
Г) сальная
Д) половая
Е) надпочечник
Ответ
Выберите три варианта. В каких случаях осуществляется гуморальная регуляция?
1) избыток углекислого газа в крови
2) реакция организма на зеленый сигнал светофора
3) избыток глюкозы в крови
4) реакция организма на изменение положения тела в пространстве
5) выделение адреналина при стрессе
Ответ
Установите соответствие между примерами и видами регуляции дыхания у человека: 1) рефлекторная, 2) гуморальная. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) остановка дыхания на вдохе при входе в холодную воду
Б) увеличение глубины дыхания из-за увеличения концентрации углекислого газа в крови
В) кашель при попадании пищи в гортань
Г) небольшая задержка дыхания из-за снижения концентрации углекислого газа в крови
Д) изменение интенсивности дыхания в зависимости от эмоционального состояния
Е) спазм сосудов мозга из-за резкого увеличения концентрации кислорода в крови
Ответ
Выберите три железы внутренней секреции.
1) гипофиз
2) половые
3) надпочечники
4) щитовидные
5) желудочные
6) молочные
Ответ
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Клетки каких желез выделяют секрет непосредственно в кровь?
1) надпочечники
2) слезные
3) печень
4) щитовидная
5) гипофиз
6) потовые
Ответ
Выберите три варианта. Гуморальные воздействия на физиологические процессы в организме человека
1) осуществляются с помощью химически активных веществ
2) связаны с деятельностью желёз внешней секреции
3) распространяются медленнее, чем нервные
4) происходят с помощью нервных импульсов
5) контролируются продолговатым мозгом
6) осуществляются через кровеносную систему
Ответ
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Что характерно для гуморальной регуляции организма человека?
1) ответная реакция четко локализована
2) сигналом служит гормон
3) включается быстро и действует мгновенно
4) передача сигнала только химическая через жидкие среды организма
5) передача сигнала осуществляется через синапс
6) ответная реакция действует продолжительное время
Ответ
© Д.В.Поздняков, 2009-2019
Нервная регуляция - это электрофизиологическая регуляция, осуществляемая с помощью нервных импульсов и характеризуется быстрым, конкретным, кратковременным, местным воздействием на органы. Особенности нервной регуляции определяются строением и свойствами нервной системы.
Основными структурно-функциональными элементами деятельности нервной системы является нейроны , что вместе с нейроглией образуют нервную ткань, основными свойствами которой являются возбудимость и проводимость.
Нейрон - нервная клетка, которая является структурной единицей нервной системы. Тело нейрона имеет ядро, митохондрии, рибосомы и другие органеллы. От тела отходят короткие отростки - дендриты, которые воспринимают нервные импульсы от других нейронов. Длинный отросток - аксон, проводит нервные импульсы от тела нейрона. Аксоны могут быть покрыты миелиновой оболочкой, которая обеспечивает их изоляцию и защиту. Миелиновые волокна имеют перехваты Ранвье, повышающие скорость передачи нервных импульсов. Нейроны между собой и с органами связывают синоптические окончания. Тела двигательных и вставных нейронов и дендриты образуют серое вещество, а длинные отростки нейронов - белое вещество. По количеству отростков нейроны бывают мультиполярные - с многочисленными отростками; биполярные - с двумя отростками; униполярные - с одним отростком. По функциям нейроны подразделяют на: чувствительные (рецепторные, афферентные) - передают сигналы от рецепторов в центральную нервную систему; вставные (промежуточные) - передают импульсы в пределах ЦНС двигательные (эффекторные, эфферентные) - передают импульсы от ЦНС к рабочим органам. Нейроны обеспечивают восприятие раздражений из окружающей среды и превращение их в нервные импульсы [рецепторная функция ), передачи нервных импульсов по всему организму (ведущая функция ), образование импульсов (импульсоутворююча функция, например, для нейронов дыхательного центра, которые образуют импульсы для регуляции дыхательных движений) , образование нейрогормонов (нейрогормонального функция, например, для нейронов гипоталамуса, которые образуют рилизинг-гормоны).
Нейроглия - совокупность нервных клеток, наряду с нейронами формируют нервную ткань. Доля нейроглии в нервной системе человека составляет около 40%. Размер клеток нейроглии, каковы астроциты, олигодендроциты, епендимни клетки и клетки микроглии, меньше нейроны в 3-4 раза, а количество - в 10 раз больше. С возрастом их количество увеличивается том, что в отличие от нейронов, они могут делиться. Основными функциями нейроглии является опорная, защитная, трофическая, секреторная и др.
Вся нервная деятельность осуществляется с помощью рефлексов , в основе которых рефлекторные дуги .
Рефлекс - ответная реакция организма на воздействие среды, которая осуществляется при участии нервной системы. По моменту возникновения рефлексы делят на безусловные (врожденные, наследственные, постоянные реакции ) и условные (приобретенные, индивидуальные реакции ). Рефлексы обеспечивают регуляцию всех физиологических функций организма и приспособления деятельности отдельных органов и систем к его потребностям.
Рефлекторная дуга - путь, по которому проходит нервный импульс при осуществлении рефлекса. В рефлекторной дуге выделяют 5 звеньев: 1) рецепторную - чувствительное нервное окончание, которое воспринимает раздражение; 2) афферентную (центростремительную, чувствительную) -
центростремительное нервное волокно, которое передает возбуждение в ЦНС 3) центральную - участок ЦНС, где происходит переключение возбуждения с центростремительного нейрона на центробежный; 4) эфферентную (центробежную, двигательную) - центробежное нервное волокно, несет нервный импульс от центра к периферии; 5) эффекторную (рабочую) - двигательное окончание, которое передает нервный импульс к рабочему органу. Рефлекторные дуги бывают простые (2 нейроны) учитывать, что в основе деятельности нервной системы лежит не разомкнута рефлекторная дуга, а замкнутый рефлекторное кольцо , то есть существуют цепи обратной связи, по которым нервные импульсы от эффекторов снова поступают в ЦНС и информируют ее о состоянии органа на данный момент.
Нейроны в нервной системе сочетаются с помощью синапсов , a их отростки (волокна ) объединяются в проводящие пути - нервы .
Синапсы - образования, которые обеспечивают связь между нейронами. Термин "синапс" был введен в научный оборот Ч. Шеррингтоном в 1897 году для обозначения анатомического контакта между двумя нейронами. В нервной системе человека различают синапсы химические и электрические. Химические синапсы являются сложными системами из следующих компонентов; конечная бляшка (утолщенная часть конечных разветвлений аксонов, которая имеет синаптические пузырьки с медиаторами, и митохондрии, обеспечивающие синаптические процессы энергией), пресиноптична мембрана (передает возбуждение), постсиноптична мембрана (воспринимает возбуждение), синоптическая щель (промежуток между мембранами). К медиаторам синаптической возбуждения и торможения относятся ацетилхолин, норадреналин, адреналин, серотонин, глутаминовая и аспарагиновая кислоты и др. Электрические синапсы отличаются от химических тем, что имеют очень узкую синаптическую щель, через которую по упорядоченных протеиновых туннелях передаются ионы практически без задержки в обоих направлениях.
Нервы - совокупность нервных волокон, соединяющих центральную нервную систему с органами и тканями организма. Внешне нервы покрытые соединительнотканной оболочкой (эпиневрий), в толще нерва есть отдельные нервные пучки, покрытые внутренней оболочкой (периневрий). Нервные пучки образованы нервными волокнами, которые подвержены воздействию и двигательными. В соединительнотканной оболочке проходят кровеносные и лимфатические сосуды. Нервы делятся на черепно-мозговые (12 пар) и спинномозговые (31 пар). В зависимости от характера нервных волокон, входящих в состав, нервы делятся на двигательные (состоят только из двигательных волокон), чувствительные (состоят только из чувствительных волокон) и смешанные (состоят из чувствительных и двигательных волокон). Длинным и самым нервом организма человека седалищный нерв, диаметр которого в месте отхождения от спинного мозга составляет 2 см. По ходу нервов могут располагаться нервные узлы. Нервные узлы (ганглии ) - скопление серого вещества за пределами центральной нервной системы, состоящие из нейронов, отростки которых входят в состав нервов и нервных сплетений. Вся совокупность нервов, нервных узлов и нервных сплетений образует периферическую нервную систему
Координация нервной деятельности происходит на уровне нервных центров, функционирование которых основывается на взаимодействии двух процессов: возбуждения и торможения .
Нервный центр - это совокупность нейронов, которая необходима для осуществления рефлекса и достаточное для регуляции конкретной физиологической функции. Нервные центры обладают определенными свойствами (например, одностороннее проведение возбуждения, замедленное проведение возбуждения, доминанта), обусловленных структурой нейронных цепей в пределах центра и особенностями синаптической проведения нервных импульсов. Нервные центры находятся в определенных отделах ЦНС. Например, центр дыхания содержится в продолговатом мозге, центр коленного рефлекса - поясничном отделе спинного мозга. Деятельность нервных центров основывается на взаимодействии процессов возбуждения и торможения.
Возбуждение - активный нервный процесс, которым нервные клетки отвечают на внешнее воздействие. Торможение - активный нервный процесс, который приводит к уменьшению или прекращения возбуждения в определенном участке нервной ткани.
Нервная система человека объединяет органы и системы и обеспечивает существование организма как единого целого, выполняя такие финкции: регулирующую - обеспечивается работа окермих органов и систем (например, меняет дыхания) координирующим - взаимосвязь органов между собой при выполнении определенных функций (например Работа органов во время бега) связь со средой - воспринимает воздействия внешней и внутренней среды; осуществляет высшую нервную деятельность и обеспечивает существование человека, как социального существа.
Физиологическая регуляция (регуляция функций) - активное управление функциями организма для обеспечения постоянства внутренней среды организма, требуемого для этого обмена веществ, энергии и информации и обеспечения адекватного приспособления к окружающей среде.
Из определения понятно, что регуляция направлена на решение 3-х основных задач:
Поддержание гомеостаза .
2. Обеспечение требуемого поддержания гомеостаза уровня обмена веществ, энергии и информации.
Значение для жизнедеятельности – обеспечение нормального функционирования всех органов и систем, а значит и всего организма в целом, что обеспечивается гомеостазом, нормальным обменом веществ, энергии и информации со средой, а также приспособленностью к ней.
В организме существует большое количество регуляторных систем . Каждая из этих регуляторных систем действует на своём уровне регуляции . Кроме того, системы регуляции взаимно подчинены друг другу, т.е. существует иерархия регуляторных систем .
Все регуляторные системы состоят из нескольких элементов :
1. Центральный элемент . Это управляющее устройство, оно может быть многосложным (например ЦНС, спинной мозг, отдельный нервный центр, система желёз внутренней секреции);
2. Входные каналы связи. Они тоже могут быть разнообразными (афферентная нервная система - типичный входной канал связи). Естественно, что нервные каналы связи имеют чувствительные элементы - датчики (рецепторы) . Датчиками гуморальных систем входных каналов являются клеточные рецепторы , т.е. входной канал всегда начинается с рецепторного звена (со звена датчиков);
3. Выходные каналы связи. Могут быть нервные выходные каналы (аксоны ), кроме того, выходные каналы от управляющего устройства могут распространяться и гуморальным путём.
Механизмов регуляторных влияний в организме -три : это –
1)саморегуляция,
2)нервная регуляция и
3)гуморальная регуляция .
Саморегуляция осуществляется на основе обратной связи. Ога направлена на гомеостатирование деятельности органа или системы лрганов
Нервная регуляция осуществляется за счет соматической и вегетативной нервной системы . Они обеспечивают регуляцию вегетативных и соматических функций (т.е. обеспечивают эффективную работу аппарата движения).
Гуморальная регуляция (эфферентная часть) осуществляется за счет химических веществ, находящихся в биологических средах (биологические среды - кровь, лимфа, межклеточная жидкость ). Основным местом, с которым взаимодействуют биологически активные вещества (БАВ ), являются клеточные рецепторы .
Химические вещества, которые осуществляют гуморальную регуляцию и оказывают влияние на клеточные рецепторы, могут быть различной природы. Их главной отличительной чертой является то, что они в малых концентрациях способны вызвать значимый физиологический эффект. Что значит малая концентрация? Малая концентрация-это концентрация 10 -4 -10 -8 г/л, т.е. в 1 мл находится буквально несколько молекул таких веществ (их называют биологически или физиологически активные вещества).
Биологически активные вещества - это химические вещества различной природы (органические, неорганические, белковые), которые способны, находясь в биологических жидкостях в небольших концентрациях, оказывать значимый физиологический эффект.
Связь между нервной и гуморальной регуляцией
Нередко мишенью действия биологически активных веществ являются нервные окончания, и тогда биологически активные вещества включают, наряду с гуморальной регуляцией, ещё и нервный компонент, когда возбуждается чувствительный нейрон, а далее и вся нервная цепочка.
В то же время, нервная система иннервирует железы внутренней секреции (которые выделяют биологически активные вещества), специализированные ткани , которые выделяют биологически активные вещества (парагормоны - гормоноподобные вещества), а это значит, что нервная система способна стимулировать или тормозить выброс в кровь биологически активных веществ. Иннервация специализированных тканей приводит к такой взаимосвязи.
Итак, существует взаимосвязь между нервной регуляцией и гуморальной и поэтому, когда говорят о регуляции органа, то говорят о нейро-гуморальной регуляции (единой).
Уровни нейро-гуморальной регуляции
I уровень : местная и локальная регуляция происходит на минимальном пространстве, касается ограниченного числа клеток (единицы, десятки). На этом уровне регулирующее влияние определяется рядом факторов:
а) количество биологически активного вещества в биофазе,б) чувствительность и количество рецепторов.Чувствительность рецепторов зависит от: 1. функционального состояния клетки, 2. от состояния микросреды (рН, концентрация ионов и т.д.), 3. длительность воздействия возмущающего фактора также может привести к изменению чувствительности.
II уровень регуляции - региональный , центральное место в этой регуляции играют органные ганглии, содержащие как вегетативные клетки, так и чувствительные. Один органный ганглий обеспечивает полную иннервацию целого органа.
III уровень межорганное , межсистемное регулирование.
Каналы информации:
1. От рецептоов - чувствительных окончаний - нервный канал информации. Ведущее место в регуляции на данном уровне принадлежит нервным центрам.
2. гормональный канал информации (БАВ, поступающие с кровью). Прежде всего, влияние БАВ в районе гипоталамуса.
А) Гипоталамус занимает особое место в регуляции функций, так как:
1. Его нервные центры непосредственно реагируют на изменения концентрации БАВ, т.к. отсутствует гематоэнцефалический барьер.
2. Для ядер характерна нейросекреция (выделение либеринов и статинов - регуляторов выработки гормонов гипофиза).
3. Афферентно-эфферентные связи с другими отделами головного мозга.
Б)Важная роль в межорганной межсистемной регуляции принадлежит железам внутренней секреции.
*На уровне нервных центров происходит сопряжение вегетативной и соматической регуляции.
*Гипоталамус обеспечивает интеграцию нервной и гуморальной регуляции.
IV уровень. Высшие нервные центры и кора больших полушарий – система целостного организма . Условный рефлекс - обеспечиваются на внешний раздражитель не только двигательные и соматические реакции, но и поведенческие.
Виды регуляторных влияний:
1. Триггерное влияние (пусковое ) - регуляторная система способна запустить функцию в деятельное состояние, система органов находится в состоянии покоя, а нервная система способна запустить процесс.
2. Корригирующее влияние - это влияние регуляторной системы на текущую, уже реализующуюся функцию.
3. Трофическое влияние (метаболическое ) - это такое влияние, когда под действием регуляторной системы первично изменяется обмен веществ, а вторично функция (в объекте, который регулируются - человек, желудок, клетка и т.д.). Особенно такое влияние присуще симпатической нервной системе (адаптационно-трофическое влияние).
4. Морфогенетическое влияние - регуляторная система способна своим влиянием изменять структуру органа или ткани (стимулировать процесс изменения количества клеток, массы и т.п.). Первично меняется структура, вторично - функция .
Типы регуляции
1.регуляция по возмущению ; регуляция по рассогласованию (по отклонению).
2. регуляция по возмущению возможна только в открытых системах, которой является организм человека. Этот тип регуляции включает в себя те случаи регуляции, когда на биологичекую систему оказывается воздействие внешних для нее (системы) факторов , меняющих условия ее существования, жизнедеятельности, вызывающих регуляцию по типу возмущения.
Под биологическими системами здесь, в данном случае, понимаются организм в целом, различные анатомо-физиологические системы, система кровообращения, система дыхания.
Пример - процесс дыхания. Цель дыхания - обеспечение тканей и клеток кислородом, удаление из тканей и клеток углекислого газа. Процесс этот имеет свою регуляцию. Вы решили пробежаться и примерно на пятом шагу замечаете, что стали дышать чаще, глубже, изменился характер дыхания, т.е. произошла регуляция по возмущению .
Здесь физическая нагрузка включила регуляторную систему, являющуюся внешней по отношению к системе дыхания.
С помощью регуляции по возмущению реализуются все воздействия на человека из внешней среды. С помощью регуляции по возмущению мы даже можем отвечать, опережая реальные события (классическим примером являются условные рефлексы ). Большинство реакций регуляции по возмущению обеспечивает нам адекватное приспособление к изменяющимся условиям.
Регуляция по отклонению - это такая регуляция, которая обеспечивается при отклонении от исходных параметров постоянства (гомеостаза ) внутренней среды организма.
Итак, пусковым моментом для начала регуляции по отклонению является отклонение показателей внутренней среды от нормальных величин. Как это происходит?
Любые из процессов жизнедеятельности, которые приводят к отклонению параметров внутренней среды, запускают регуляцию по отклонению. Эти отклонения показателей гомеостаза постоянно мониторируются, т.е. постоянно отслеживаются управляющим звеном регуляторных систем за счет своих афферентов.
Информация о состоянии внутренней среды, об отклонениях в состоянии внутренней среды организма, поступающая в аппарат управления, называется обратной связью . Вся регуляция по отклонению строится на обратной связи.
Обратная связь бывает: отрицательная; положительная.
Отрицательная обратная связь - это такая обратная связь, которая обеспечивает включение механизма, действие которого стабилизирует (нормализует) состояние внутренней среды, возвращает отклоненный параметр к норме.
Положительная обратная связь - это такая обратная связь, приход информации по которой приводит к тому, что отклонение, возникшее в системе гомеостаза, на какой-то период времени усиливается в ещё большей степени.
Два правила регуляции для всех видов регуляции:
1. Правило исходного состояния - величина и направленность ответной реакции зависит от исходного уровня функции. Это касается не только функции на уровне организма, но и регуляции любой функции (отдельной клетки).
2. Правило минимизации (этот принцип заложен в биологии человека генетически) -достижение max физиологического результата с min энергетическими затратами. К этому организм стремится всегда.
Системные регуляторные реакции…
Системные регуляторные реакции и процессы
На уровне целостного организма важнейшую роль в регуляции играют системные реакции. Всего их две –стресс-реакция и адаптация
1. Стресс - это важный фундамент биологической регуляции организма. Стресс направлен на повышение устойчивости организма к различным воздействиям. Стресс - это универсальная реакция организма, которая не зависит от характера раздражителя.
Существует три фазы стресса:
а) фаза тревоги - это неспецифическая реакция организма, т.к. она возникает при действии раздражителей любой природы. Она возникает только при действии сильных раздражителей и обеспечивается выбросом гормона адреналина и активацией симпатической нервной системы.
б) фаза резистентности - "фаза повышенной устойчивости". В этот период организм устойчив к раздражителям различной природы, он реагирует устойчиво даже на сверхсильные раздражители и не срывается при этом. Эта фаза обеспечивается выделением в кровь больших количеств гормона передней доли гипофиза-адренокортикотропного гормона и гормона коры надпочечников- кортизола.
в) фаза истощения (срыва).
Стресс лимитирующин системы. Эндорфины,энкефалины.
2. Адаптация - механизмы, которые обеспечивают приспособление организма к действию раздражителей. Они всеобщие.
Адаптация бывает двух видов:
а). срочная адаптация, б). долговременная адаптация
Срочная адаптация - очень энергозатратна . При действии очень сильных раздражителей началом срочной адаптации является стресс. При умеренных раздражителях тоже возникает срочная адаптация, но явных признаков стресса нет.
При срочной адаптации организм делает все, чтобы ответить на раздражитель. Если организму не хватает энергии, то он начинает разрушать важнейшие белковые и углеводные структуры . Он нарушает структуру ткани, чтобы срочно приспособиться.
Но если раздражитель действует повторно/многократно, то возникает долговременная адаптация.
Долговременная адаптация формирует специальные дополнительные механизмы, которые обеспечивают нормальную реакцию организма на раздражитель . Она становится энергоприемлемой , не требует срочного сруктурного разрушения каких-либо систем.Все механизмы, обеспечивающие долговременную адаптацию, обозначаются как структурный след . Он возникает на 10-ое -12-ое действие раздражителя и формируется на разных уровнях, в разных системах.
Значение: таким образом, адаптация как долговременная, так срочная дают организму приспособление к тому или иному воздействию извне.
Срочная – много затрат, действует здесь и сейчас (вспомни первый семестр, когда мы спали на ходу, затраты нашего организма были максимально истощены ).
Долговременная – затраты организма приходят в физиологическую норму, так как он приспосабливается к условиям (по прошествии первого семестра нам стало гораздо легче учиться, мы можем себе позволить погулять вечерами субботы и при этом отпахать грядущую неделю на ура, наш организм приспособился к постоянному стрессу и свёл его влияние фактически на нет . Могли ли мы себе такое позволить в первом семестре, когда адаптация не сформировалась? ).
Срочная адаптация – поставщик «материала» для долговременной, но только после многократного её повторения.
При формировании регуляции всегда существует некое диалектическое противоречие между одновременным действием множества раздражителей на человеческий организм и его потребностями .
Все эти противоречия организм решает с помощью формирования функциональных систем .
Как уже было сказано, характерной особенностью всякого живого организма является то, что он представляет собой саморегулирующуюся систему, реагирующую на различные воздействия как единое целое. Это достигается взаимодействием всех его клеток, тканей, органов и их систем, взаимосвязью и взаимоподчиненностью всех процессов, в них происходящих. Ни одна клетка в организме не изменяется без того, чтобы не изменились и какие-либо другие. Изменение функции любого органа в той или иной степени изменяет деятельность и других органов. Это взаимодействие органов особенно отчетливо выражено в пределах функциональных их систем. Такую систему образуют органы, совокупная деятельность которых обеспечивает приспособление к определенным условиям среды.
Взаимосвязь функций и реакций организма - единство и целостность его - обусловлена наличием двух механизмов регуляции и корреляции, т. е. согласования функций. Один из них - гуморальный, или химический, механизм регуляции - является филогенетически более древним. Он основан на том, что в различных клетках и органах в ходе процессов обмена веществ образуются различные по своей химической природе и физиологическому действию химические соединения - продукты расщепления и синтеза. Некоторые из этих веществ обладают большой физиологической активностью, т. е. в очень малых концентрациях способны вызвать значительные изменения функций организма. Поступая в тканевую жидкость, а затем в кровь, они разносятся движущейся кровью по всему организму и могут оказывать влияние на клетки и ткани, отдаленные от тех, в которых они образуются. Действие химических раздражителей, циркулирующих в крови, адресовано всем клеткам, точнее говоря, химические раздражители не имеют определенного адреса. Однако они неодинаково действуют на разные клетки: одни клетки более чувствительны к одним химическим раздражителям, другие - к другим. Имеется избирательная чувствительность клеток к химическим раздражителям. Включаясь в разные звенья цепи процессов обмена веществ, различные химические раздражители действуют по-разному.
Частным случаем химической регуляции функций является гормональная регуляция, осуществляемая железами внутренней секреции.
Второй, физиологически более молодой, т. е. позднее развивающийся в ходе эволюции живых существ, механизм регуляции функций организма- это нервный механизм. Он объединяет, согласует и регулирует деятельность различных клеток, тканей и органов, приспособляя ее к внешним условиям жизни организма. Изменения деятельности и состояния одних клеток и органов через посредство нервной системы рефлекторным путем вызывают изменения функций других клеток и органов. Этот механизм регуляции является более совершенным, во-первых, потому, что взаимодействие клеток через нервную систему осуществляется значительно быстрее, чем гуморально-химическое, во-вторых, потому, что нервные импульсы всегда «имеют в виду» определенного «адресата» (по нейронным отросткам они направлены лишь к определенным клеткам или группам клеток).
Нервная регуляция проявляется в изменении деятельности клеток, в поддержании постоянного уровня их активности и в изменении интенсивности обмена покоя. Влияние нервной системы на обмен веществ рассматривается как выражение ее специальной трофической функции.
Оба механизма регуляции взаимосвязаны. Различные химические соединения, образующиеся в организме, влияют и на нервные клетки, изменяя их состояние. Так, на нервную систему влияют гормоны, вырабатываемые железами внутренней секреции. С другой стороны, гуморальная регуляция в известной мере подчинена нервной. Так, например, образование и выделение большинства гормонов осуществляются под контролирующим влиянием нервной системы. Благодаря этому нервная система влияет на функции ряда органов не только непосредственно путем посылки нервных импульсов, но и косвенно, через посредство гуморально-химических раздражителей, образуемых в клетках организма и поступающих в кровь под влиянием нервных импульсов.
Деятельность нервной системы и химическое взаимодействие клеток и органов обеспечивают важнейшую особенность организма - саморегуляцию физиологических функций, приводящую к автоматическому поддержанию необходимых организму условий его существования. Всякий сдвиг во внешней или внутренней среде организма вызывает его деятельность, имеющую следствием восстановление нарушенного постоянства условий существования, т. е. восстановление гомеостаза. Чем выше развит организм, тем лучше развита в нем саморегуляция функций, тем совершеннее и устойчивее гомеостаз.
Саморегуляция возможна лишь потому, что имеются обратные связи между регулируемым процессом и регулирующей системой. Из множества примеров, которые можно было бы привести для иллюстрации обратных связей, ограничимся лишь двумя. Первый пример: нервные центры промежуточного мозга, изменяя секрецию гормонов коры надпочечника (минералокортикоидов), регулируют обмен натрия, благодаря чему поддерживается постоянство его концентрации в крови. Это достигается только в результате того, что сдвиг концентрации натрия изменяет состояние нервных центров, которые увеличивают или уменьшают секрецию гормонов надпочечника. Второй пример: мышечные движения осуществляются под влиянием импульсов, поступающих к мышцам от центральной нервной системы. В свою очередь всякое мышечное сокращение приводит к появлению потока импульсов, идущих от мышц к нервным центрам, приносящих к ним информацию об интенсивности сократительного процесса и изменяющих их деятельность.
Таким образом, имеется кольцевое взаимодействие между регуляторами и регулируемыми процессами.
Выделение — совокупность физиологических процессов, направленных на удаление из организма конечных продуктов обмена веществ (осуществляют почки, потовые железы, легкие, желудочно-кишечный тракт и др.).
Выделение (экскреция ) — процесс освобождения организма от конечных продуктов метаболизма, избытка воды, минеральных (макро- и микроэлементов), питательных, чужеродных и токсичных веществ и тепла. Выделение происходит в организме постоянно, что обеспечивает поддержание оптимального состава и физико-химических свойств его внутренней среды и прежде всего крови.
Конечными продуктами метаболизма (обмена веществ) являются углекислый газ, вода, азотсодержащие вещества (аммиак, мочевина, креатинин, мочевая кислота). Углекислый газ и вода образуются при окислении углеводов, жиров и белков и выделяются из организма в основном в свободном виде. Небольшая часть углекислого газа выделяется в виде бикарбонатов. Азотсодержащие продукты метаболизма образуются при распаде белков и нуклеиновых кислот. Аммиак образуется при окислении белков и удаляется из организма преимущественно в виде мочевины (25-35 г/сут) после соответствующих превращений в печени и солей аммония (0,3-1,2 г/сут). В мышцах при распаде креатинфосфата образуется креатин, который после дегидратации превращается в креатинин (до 1,5 г/сут) и в такой форме удаляется из организма. При распаде нуклеиновых кислот образуется мочевая кислота.
В процессе окисления питательных веществ всегда выделяется тепло, избыток которого необходимо отводить от места его образования в организме. Эти образующиеся в результате метаболических процессов вещества должны постоянно удаляться из организма, а избыток тепла рассеиваться во внешнюю среду.
Органы выделения человека
Процесс выделения имеет важное значение для гомеостаза, он обеспечивает освобождение организма от конечных продуктов обмена, которые уже не могут быть использованы, чужеродных и токсических веществ, а также избытка воды, солей и органических соединений, поступивших с пищей или образовавшихся в результате обмена веществ. Основное значение органов выделения состоит в поддержании постоянства состава и объема жидкости внутренней среды организма, прежде всего крови.
Органы выделения:
- почки - удаляют избыток воды, неорганических и органических веществ, конечные продукты обмена;
- легкие — выводят углекислый газ, воду, некоторые летучие вещества, например пары эфира и хлороформа при наркозе, пары алкоголя при опьянении;
- слюнные и желудочные железы — выделяют тяжелые металлы, ряд лекарственных препаратов (морфий, хинин) и чужеродных органических соединений;
- поджелудочная железа и кишечные железы - экскретируют тяжелые металлы, лекарственные вещества;
- кожа (потовые железы) - выделяют воду, соли, некоторые органические вещества, в частности мочевину, а при напряженной работе — молочную кислоту.
Общая характеристика системы выделения
Система выделения - это совокупность органов (почки, легкие, кожа, пищеварительный тракт) и механизмов регуляции, функцией которых является экскреция различных веществ и рассеяние избытка тепла из организма в окружающую среду.
Каждый из органов системы выделения играет ведущую роль в удалении тех или иных экскретируемых веществ и рассеянии тепла. Однако эффективность системы выделения достигается за счет их совместной работы, которая обеспечивается сложными регуляторными механизмами. При этом изменение функционального состояния одного из выделительных органов (вследствие его повреждения, заболевания, исчерпания резервов) сопровождается изменением выделительной функции других, входящих в целостную систему выделения организма. Например, при избыточном выведении воды через кожу при усиленном потоотделении в условиях действия высокой внешней температуры (летом или во время работы в горячих цехах на производстве) снижается образование мочи почками и ее выведение — уменьшается диурез. При уменьшении экскреции азотистых соединений с мочой (при заболеваниях почек) увеличивается их удаление через легкие, кожу, пищеварительный тракт. Это является причиной возникновения «уремического» запаха изо рта у больных тяжелыми формами острой или хронической почечной недостаточности.
Почки играют ведущую роль в экскреции азотсодержащих веществ, воды (в нормальных условиях более половины ее объема от суточного выделения), избытка большинства минеральных веществ (натрия, калия, фосфатов и др.), избытка питательных и чужеродных веществ.
Легкие обеспечивают удаление более 90% углекислого газа, образующегося в организме, паров воды, некоторых летучих веществ, попавших или образующихся в организме (алкоголь, эфир, хлороформ, газы автотранспорта и промышленных предприятий, ацетон, мочевина, продукты деградации сурфактанта). При нарушении функций почек усиливается выделение мочевины с секретом желез дыхательных путей, разложение которой приводит к образованию аммиака, что обусловливает появление специфического запаха из рта.
Железы пищеварительного тракта (включая слюнные железы) играют ведущую роль в выделении избытка кальция, билирубина, желчных кислот, холестерола и его производных. Они могут выделять соли тяжелых металлов, лекарственные вещества (морфин, хинин, салицилаты), чужеродные органические соединения (например, красители), небольшое количество воды (100-200 мл), мочевины и мочевой кислоты. Их выделительная функция усиливается при нагрузке организма избыточным количеством различных веществ, а также при заболеваниях почек. При этом значительно возрастает выведение продуктов обмена белков с секретами пищеварительных желез.
Кожа имеет ведущее значение в процессах отдачи организмом тепла в окружающую среду. В коже есть специальные органы выделения — потовые и сальные железы. Потовые железы играют важную роль в выделении воды, особенно в условиях жаркого климата и (или) интенсивной физической работы, в том числе в горячих цехах. Выделение воды с поверхности кожи колеблется от 0,5 л/сут в покое до 10 л/сут в жаркие дни. С потом выделяются также соли натрия, калия, кальция, мочевина (5-10% от общего выводимого из организма ее количества), мочевая кислота, около 2% углекислого газа. Сальные железы секретируют особое жировое вещество — кожное сало, которое выполняет защитную функцию. Оно состоит на 2/3 из воды и 1/3 из неомыляемых соединений — холестерола, сквалена, продуктов обмена половых гормонов, кортикостероидов и др.
Функции выделительной системы
Выделение — освобождение организма от конечных продуктов обмена, чужеродных веществ, вредных продуктов, токсинов, лекарственных веществ. В результате обмена веществ в организме образуются конечные продукты, которые не могут организмом дальше использоваться и поэтому должны удаляться из него. Часть этих продуктов является токсичными для органов выделения, поэтому в организме формируются механизмы, направленные на превращение этих вредных веществ либо в безвредные, либо менее вредные для организма. Например, аммиак, образующийся в процессе обмена белков, оказывает вредное воздействие на клетки почечного эпителия, поэтому в печени аммиак превращается в мочевину, которая не оказывает вредного действия на почки. Кроме того в печени происходит обезвреживание таких токсических веществ как фенол, индол и скатол. Эти вещества соединяются с серной и глюкуроновой кислотами, образуя менее токсичные вещества. Таким образом, процессам выделения предшествуют процессы так называемого защитного синтеза, т.е. превращение вредных веществ в безвредные.
К органам выделения относятся: почки, легкие, желудочно- кишечный тракт, потовые железы. Все эти органы выполняют следующие важные функции: удаление продуктов обмена; участие в поддержании постоянства внутренней среды организма.
Участие органов выделения в поддержании водно-солевого баланса
Функции воды: вода создает среду, в которой протекают все метаболические процессы; является частью структуры всех клеток организма (связанная вода).
Организм человека на 65-70% в целом состоит из воды. В частности у человека со средним весом 70 кг в организме находится около 45 л воды. Из этого количества 32 л составляет внутриклеточная вода, которая участвует в построении структуры клеток, а 13 л — внеклеточная вода, из которой 4,5 л составляет кровь и 8,5 л межклеточная жидкость. Человеческий организм постоянно теряет воду. Через почки выводится около 1,5 л воды, которая разводит токсические вещества, уменьшая их токсическое действие. С потом теряется около 0,5 л воды в сутки. Выдыхаемый воздух насыщен водяными парами и в таком виде удаляется 0,35 л. С конечными продуктами переваривания пищи удаляется около 0,15 л воды. Таким образом, в течение суток из организма удаляется около 2,5 л воды. Для сохранения водного баланса такое же количество должно поступать в организм: с продуктами питания и питьем в организм поступает около 2 л воды и 0,5 л воды образуется в организме в результате обмена веществ (обменная вода), т.е. приход воды равен 2,5 л.
Регуляция водного баланса. Ауторегуляция
Этот процесс запускается с отклонением константы содержания воды в организме. Количество воды в организме — жесткая константа, так как при недостаточном поступлении воды очень быстро наступает сдвиг рН и осмотического давления, что приводит к глубокому нарушению обмена вешеств в клетке. О нарушении водного баланса организма сигнализирует субъективное чувство жажды. Оно возникает при недостаточном поступлении воды в организм или при избыточном ее выделении (усиленное потоотделение, диспепсии, при избыточном поступлении минеральных солей, т.е. при повышении осмотического давления).
В различных участках сосудистого русла особенно в области гипоталамуса (в супраоптическом ядре) находятся специфические клетки — осморецепторы, содержащие вакуоль (пузырек), заполненную жидкостью. Эти клетки огибает капиллярный сосуд. При повышении осмотического давления крови в силу разности осмотического давления жидкость из вакуоли будет выходить в кровь. Выход воды из вакуоли приводит к ее сморщиванию, что вызывает возбуждение клеток осморецепторов. Кроме этого, возникает ощущение сухости слизистой оболочки полости рта и глотки, при этом раздражаются рецепторы слизистой оболочки, импульсы от которых так же поступают в гипоталамус и усиливают возбуждение группы ядер, называемых центром жажды. Нервные импульсы от них поступают в кору головного мозга и там формируется субъективное чувство жажды.
При увеличении осмотического давления крови начинают формироваться реакции, которые направлены на восстановление константы. Вначале используется резервная вода из всех водных депо, она начинает переходить в кровь, кроме того раздражение осморецепторов гипоталамуса стимулирует выделение АДГ. Он синтезируется в гипоталамусе, а депонируется в задней доле гипофиза. Выделение этого гормона приводит к уменьшению диуреза за счет увеличения обратного всасывания воды в почках (особенно в собирательных трубочках). Таким образом, организм освобождается от избытка солей при минимальных потерях воды. На основе субъективного ощущения жажды (мотивации жажды) формируются поведенческие реакции, направленные на поиск и прием воды, что приводит к быстрому возвращению константы осмотического давления к нормальному уровню. Так осуществляется процесс регуляции жесткой константы.
Водное насыщение осуществляется в две фазы:
- фаза сенсорного насыщения, возникает при раздражении водой рецепторов слизистой оболочки полости рта и глотки, в кровь выходит депонированная вода;
- фаза истинного или метаболического насыщения, возникает в результате всасывания принятой воды в тонкой кишке и поступления ее в кровь.
Выделительная функция различных органов и систем
Выделительная функция пищеварительного тракта сводится не только к удалению непереваренных остатков пищи. Например, у больных нефритом удаляются азотистые шлаки. При нарушении тканевого дыхания недоокисленные продукты сложных органических веществ также появляются в слюне. При отравлениях у больных с симптомами уремии наблюдается гиперсаливация (усиленное слюноотделение), которую в определенной степени можно рассматривать как дополнительный выделительный механизм.
Через слизистую оболочку желудка выделяются некоторые красители (метиленовый синий или конгорот), что используется для диагностики заболеваний желудка при одновременной гастроскопии. Кроме того, через слизистую желудка удаляются соли тяжелых металлов, лекарственные вещества.
Поджелудочная железа и кишечные железы так же экскретируют соли тяжелых металлов, пурины и лекарственные вещества.
Выделительная функция легких
С выдыхаемым воздухом легкие удаляют углекислый газ и воду. Кроме того через альвеолы легких удаляется большинство ароматических эфиров. Через легкие удаляются так же сивушные масла (опьянение).
Выделительная функция кожи
Сальные железы при нормальном функционировании выделяют конечные продукты обмена. Секрет сальных желез служит для смазывания кожи жиром. Выделительная функция молочных желез проявляется в период лактации. Поэтому при попадании в организм матери токсических и лекарственных веществ, эфирных масел они выделяются с молоком и могут оказывать воздействие на организм ребенка.
Собственно выделительными органами кожи являются потовые железы, которые удаляют конечные продукты обмена и тем самым участвуют в поддержании многих констант внутренней среды организма. С потом из организма удаляется вода, соли, молочная и мочевая кислоты, мочевина, креатинин. В норме доля потовых желез в удалении продуктов белкового обмена невелика, но при заболеваниях почек, особенно при острой почечной недостаточности, потовые железы значительно увеличивают объем выделяемых продуктов в результате увеличения потоотделения (до 2 л и более) и значительного увеличения содержания мочевины в поте. Иногда мочевины удаляется настолько много, что она в виде кристалликов откладывается на теле и белье больного. С потом могут удаляться токсины и лекарственные вещества. Для некоторых веществ потовые железы являются единственным органом выделения (например, мышьяковистая кислота, ртуть). Эти вещества, выделяясь с потом, накапливаются в волосяных луковицах, покровах, что позволяет определить наличие данных веществ в организме даже спустя много лет после его гибели.
Выделительная функция почек
Почки являются главными органами выделения . Им принадлежит ведущая роль в поддержании постоянной внутренней среды (гомеостаза).
Функции почек весьма обширны и принимают участие:
- в регуляции объема крови и других жидкостей составляющих внутреннюю среду организма;
- регулируют постоянное осмотическое давление крови и других жидкостей организма;
- регулируют ионный состав внутренней среды;
- регулируют кислотно-щелочное равновесие;
- обеспечивают регуляцию выделения конечных продуктов азотистого обмена;
- обеспечивают экскрецию избытка органических веществ, поступающих с пищей и образовавшихся в процессе обмена веществ (например, глюкозы или аминокислоты);
- регулируют метаболизм (обмен веществ белков, жиров и углеводов);
- участвуют в регуляции АД;
- участвуют в регуляции эритропоэза;
- участвуют в регуляции свертывания крови;
- участвуют в секреции ферментов и физиологически активных веществ: ренин, брадикинин, простагландины, витамин D.
Структурно-функциональной единицей почки является нефрон, в нем осуществляются процесс мочеобразования. В каждой почке около 1 млн нефронов.
Образование конечной мочи является результатом трех главных процессов, происходящих в нефроне: , и секреции.
Клубочковая фильтрация
Образование мочи в почках начинается с фильтрации плазмы крови в почечных клубочках. На пути фильтрации воды и низкомолекулярных соединений имеется три барьера: эндотелий капилляров клубочка; базальная мембрана; внутренний листок капсулы клубочка.
При нормальной скорости кровотока крупные молекулы белка образуют барьерный слой на поверхности пор эндотелия, препятствуя прохождению через них форменных элементов и мелкодисперсных белков. Низкомолекулярные компоненты плазмы крови мог>т свободно достигать базальной мембраны, которая является одной из важнейших составных частей фильтрующей мембраны клубочка. Поры базальной мембраны ограничивают прохождение молекул в зависимости от их размера, формы и заряда. Отрицательно заряженная стенка пор затрудняет прохождение молекул с одноименным зарядом и ограничивает прохождение молекул размером более 4-5 нм. Последним барьером на пути фильтруемых веществ является внутренний листок капсулы клубочка, который образован эпителиальными клетками — подоцитами. Подоциты имеют отростки (ножки), которыми они прикрепляются к базальной мембране. Пространство между ножками перегораживается щелевыми мембранами, которые ограничивают прохождение альбуминов и других молекул с большой молекулярной массой. Таким образом, такой многослойный фильтр обеспечивает сохранение форменных элементов и белков в крови, и образование практически безбелкового ультрафильтрата — первичной мочи.
Основной силой, обеспечивающей фильтрацию в почечных клубочках, является гидростатическое давление крови в капиллярах клубочка. Эффективное фильтрационное давление, от которого зависит скорость клубочковой фильтрации, определяется разностью между гидростатическим давлением крови в капиллярах клубочка (70 мм рт. ст.) и противодействующими ему факторами — онкотическим давлением белков плазмы (30 мм рт. ст.) и гидростатическим давлением ультрафильтрата в капсуле клубочка (20 мм рт. ст.). Следовательно, эффективное фильтрационное давление равно 20 мм рт. ст. (70 — 30 — 20 = 20).
На величину фильтрации оказывают влияние различные внутри- почечные и внепочечные факторы.
К почечным факторам относятся: величина гидростатического давления крови в капиллярах клубочка; количество функционирующих клубочков; величина давления ультрафильтрата в капсуле клубочка; степень проницаемости капилляров клубочка.
К внепочечным факторам относятся: величина кровяного давления в магистральных сосудах (аорта, почечная артерия); скорость почечного кровотока; величина онкотического давления крови; функциональное состояние других выделительных органов; степень гидратации тканей (количество воды).
Канальцевая реабсорбция
Реабсорбция — обратное всасывание из первичной мочи в кровь воды и веществ, необходимых для организма. В почках человека за сутки образуется 150-180 л фильтрата или первичной мочи. Конечной или вторичной мочи выделяется около 1,5 л, остальная жидкая часть (т.е. 178,5 л) всасывается в канальцах и собирательных трубочках. Обратное всасывание различных веществ осуществляется за счет активного и пассивного транспорта. Если вещество реабсорбируется против концентрационного и электрохимического градиента (т.е. с затратой энергии), то такой процесс называется активным транспортом. Различают первично-активный и вторично-активный транспорт. Первично-активным транспортом называется перенос веществ против электрохимического градиента, осуществляется за счет энергии клеточного метаболизма. Пример: перенос ионов натрия, который происходит при участии фермента натрий-калий АТФазы, использующей энергию аденозинтрифосфата. Вторично-активным транспортом называется перенос веществ против концентрационного градиента, но без затраты энергии клетки. С помощью такого механизма происходит реабсорбция глюкозы и аминокислот.
Пассивный транспорт — происходит без затрат энергии и характеризуется тем, что перенос веществ происходит по электрохимическому, концентрационному и осмотическому градиенту. За счет пассивного транспорта реабсорбируются: вода, углекислый газ, мочевина, хлориды.
Реабсорбция веществ в различных отделах нефрона неодинакова. В проксимальном сегменте нефрона из ультрафильтрата в обычных условиях реабсорбируются глюкоза, аминокислоты, витамины, микроэлементы, натрий и хлор. В последующих отделах нефрона реабсорбируются только ионы и вода.
Большое значение в реабсорбции воды и ионов натрия, а также в механизмах концентрирования мочи имеет функционирование поворотно-противоточной системы. Петля нефрона имеет два колена — нисходящее и восходящее. Эпителий восходящего колена обладает способностью активно переносить ионы натрия в межклеточную жидкость, но стенка этого отдела непроницаема для воды. Эпителий нисходящего колена пропускает воду, но не имеет механизмов транспорта ионов натрия. Проходя через нисходящий отдел петли нефрона и отдавая воду, первичная моча становится более концентрированной. Реабсорбция воды происходит пассивно за счет того, что в восходящем отделе происходит активная реабсорбция ионов натрия, которые поступая в межклеточную жидкость, повышают в ней осмотическое давление и способствуют реабсорбции воды из нисходящих отделов.