Анатомия человека

Постоянно в крови циркулирует около 25 трлн эритроцитов. Их общая поверхность составляет 3800 м2, что превышает поверхность кожи в 1500 раз. Это красные безъядерные клетки диаметром около 7--8 мкм и толщиной около 2 мкм. По форме они напоминают двояковогнутую линзу, что увеличивает их поверхность и способствует выполнению кровью транспортных функций, а главное -- переносу кислорода от легких к различным клеткам и тканям организма. Эритроциты живут около 120 дней и разрушаются в печени и селезенке. Длительность жизни эритроцитов у новорожденных на 23й день после рождения составляет около 12 дней (укороченный срокжизни), что в 10 раз меньше, чем у взрослых. К 10му дню этот показатель увеличивается почти в 3 раза.

Общая характеристика органов кровообращения. Особенности кровообращения плода. Строение сердца, его возрастные особенности. Возрастные изменения частоты и силы сердечных сокращений, кровяного давления

Организм способен поддерживать жизнедеятельность лишь при получении каждой клеткой организма питательных веществ и кислорода, а также удалении выделяемых ими продуктов обмена веществ. Эти условия обеспечивает сосудистая система организма.

Сосудистую систему человека разделяют на кровеносную и лимфатическую.

Кровеносная система состоит из сердца и кровеносных сосудов. Существует три вида кровеносных сосудов: артерии, капилляры и вены.

Строение кровеносных сосудов

Артерии -- кровеносные сосуды, по которым кровь течет от сердца к органам и частям тела. Артерии имеют толстые стенки, состоящие из трех слоев. Наружный слой представлен соединительнотканной оболочкой и называется адвентицией. Средний слой, или медиа, состоит из гладкой мышечной ткани и содержит соединительнотканные эластические волокна. Внутренний слой, или интима, образован эндотелием, под которым находятся подэндотелиальный слой и внутренняя эластическая мембрана. Эластические элементы артериальной стенки образуют единый каркас, работающий как пружина и обусловливающий эластичность артерий. В зависимости от кровоснабжаемых органов и тканей артерии делятся на париетальные (пристеночные), кровоснабжающие стенки тела, и висцеральные (внутренностные), кровоснабжающие внутренние органы. До вступления артерии в орган она называется экстраорганной, войдя в орган -- внутриорганной, или интраорганной.

В зависимости от развития различных слоев стенки выделяют артерии мышечного, эластического или смешанного типа. Артерии мышечного типа имеют хорошо развитую среднюю оболочку, волокна которой располагаются спирально по типу пружины. К таким сосудам относятся мелкие артерии. Артерии смешанного типа в стенках имеют примерно равное количество эластических и мышечных волокон. Это сонная, подключичная и другие артерии среднего диаметра. Артерии эластического типа имеют наружную тонкую и внутреннюю более мощную оболочки. Они представлены аортой и легочным стволом, в которые кровь поступает под большим давлением. Боковые ветви одного ствола или ветви различных стволов могут соединяться друг с другом. Такое соединение артерий до их распадения на капилляры получило название анастомоза, или соустья. Артерии, образующие анастомозы, называются анастомозирующими (их большинство). Артерии, не имеющие анастомозов, называются концевыми (например, в селезенке). Концевые артерии легче закупориваются тромбом и предрасположены к развитию инфаркта.

После рождения ребенка окружность, диаметр, толщина стенок и длина артерий увеличиваются, изменяется также уровень отхождения артериальных ветвей от магистральных сосудов. Разница между диаметром магистральных артерий и их ветвей вначале небольшая, но с возрастом увеличивается. Диаметр магистральных артерий растет быстрее, чем их ветвей. С возрастом увеличивается также окружность артерий, длина их возрастает пропорционально росту тела и конечностей. Уровни отхождения ветвей от магистральных артерий у новорожденных располагаются проксимальнее, а углы, под которыми отходят эти сосуды, у детей больше, чем у взрослых. Меняется также радиус кривизны дуг, образуемых сосудами. Пропорционально росту тела и конечностей и увеличению длины артерий меняется топография этих сосудов. По мере увеличения возраста меняется тип ветвления артерий: в основном с рассыпного на магистральный. Формирование, рост, тканевая дифференцировка сосудов внутриорганного кровеносного русла в различных органах человека протекает в процессе онтогенеза неравномерно. Стенка артериального отдела внутриорганных сосудов, в отличие от венозного, к моменту рождения уже имеет три оболочки. После рождения увеличивается длина и диаметр внутриорганных сосудов, число анастомозов, число сосудов на единицу объема органа. Особенно интенсивно это происходит до года и от 8 до 12 лет.

Наиболее мелкие разветвления артерий называются артериолами. Они отличаются от артерий наличием лишь одного слоя мышечных клеток, благодаря которому осуществляют регулирующую функцию. Артериола продолжается в прекапилляр, в котором мышечные клетки разрознены и не составляют сплошного слоя. Прекапилляр не сопровождается венулой. От него отходят многочисленные капилляры.

В местах перехода одного вида сосудов в другие концентрируются гладкомышечные клетки, образующие сфинктеры, которые регулируют кровоток на микроциркуляторном уровне.

Капилляры -- мельчайшие кровеносные сосуды с просветом от 2 до 20 мкм. Длина каждого капилляра не превышает 0,3 мм. Их количество очень велико: так, на 1 мм2 ткани приходится несколько сотен капилляров. Общий просвет капилляров всего тела в 500 раз больше просвета аорты. В покоящемся состоянии органа большая часть капилляров не функционирует и ток крови в них прекращается. Стенка капилляра состоит из одного слоя эндотелиальных клеток. Поверхность клеток, обращенная в просвет капилляра, неровная, на ней образуются складки. Это способствует фагоцитозу и пиноцитозу. Различают питающие и специфические капилляры. Питающие капилляры обеспечивают орган питательными веществами, кислородом и выносят из тканей продукты обмена. Специфические капилляры способствуют выполнению органом его функции (газообмен в легких, выделение в почках). Сливаясь, капилляры переходят в посткапилляры, которые по строению аналогичны прекапилляру. Посткапилляры сливаются в венулы с просветом 4050 мкм.

Вены -- кровеносные сосуды, которые несут кровь из органов и тканей к сердцу. Они, так же как и артерии, имеют стенки, состоящие из трех слоев, но содержат меньше эластических и мышечных волокон, поэтому менее упруги и легко спадаются. Вены имеют клапаны, которые открываются по току крови, что способствует движению крови в одном направлении. Клапаны представляют собой полулунные складки внутренней оболочки и обычно располагаются попарно у слияния двух вен. В венах нижней конечности кровь движется против действия силы тяжести, мышечная оболочка развита лучше и клапаны встречаются чаще. Они отсутствуют в полых венах (отсюда и их название), венах почти всех внутренних органов, мозга, головы, шеи и в мелких венах.

Артерии и вены обычно идут вместе, причем крупные артерии снабжаются одной веной, а средние и мелкие -- двумя венамиспутницами, многократно анастомозирующими между собой. В результате общая емкость вен в 10--20 раз превышает объем артерий. Поверхностные вены, идущие в подкожной клетчатке, не сопровождают артерии. Вены вместе с главными артериями и нервными стволами образуют сосудистонервные пучки. По функции кровеносные сосуды делятся на присердечные, магистральные и органные. Присердечные начинают и заканчивают оба круга кровообращения. Это аорта, легочный ствол, полые и легочные вены. Магистральные сосуды служат для распределения крови по организму. Это крупные экстраорганные артерии и вены. Органные сосуды обеспечивают обменные реакции между кровью и органами.

К моменту рождения сосуды развиты хорошо, причем артерии больше, чем вены. Строение сосудов наиболее интенсивно изменяется в возрасте от 1 годадо 3 лет. В это время усиленно развивается средняя оболочка, окончательно форма и размеры кровеносных сосудов складываются к 1418 годам. Начиная с 4045 лет внутренняя оболочка утолщается, в ней откладываются жироподобные вещества, появляются атеросклеротические бляшки. В это время стенки артерий склерозируются, просвет сосудов уменьшается.

Общая характеристика органов дыхания. Дыхание плода. Легочная вентиляция у детей разного возраста. Возрастные изменения глубины, частоты дыхания, жизненной емкости легких, регуляция дыхания.

Органы дыхания обеспечивают поступление в организм кислорода, необходимого для процессов окисления, и выделение углекислого газа, являющегося конечным продуктом обменных процессов. Потребность в кислороде для человека важнее, чем потребность в пище или воде. Без кислорода человек погибает в течение 57 мин, в то время как без воды он может прожить до 710 дней, а без пищи -- до 60 дней. Прекращение дыхания ведет к гибели прежде всего нервных, а затем и других клеток. В дыхании выделяют три основных процесса: обмен газов между окружающей средой и легкими (внешнее дыхание), обмен газов в легких между альвеолярным воздухом и кровью, обмен газов между кровью и межтканевой жидкостью (тканевое дыхание).

Фазы вдоха и выдоха составляют дыхательный цикл. Изменение объема грудной полости совершается за счет сокращений инспираторных и экспираторных мышц. Основной инспираторной мышцей является диафрагма. Во время спокойного вдоха купол диафрагмы опускается на 1,5 см. К инспираторным мышцам относятся также наружные косые межреберные и межхрящевые, при сокращении которых ребра поднимаются, грудина смещается вперед, боковые части ребер отходят в стороны. При очень глубоком дыхании в акте вдоха участвует ряд вспомогательных мышц: грудиноключичнососцевидные, лестничные, большая и малая грудные, передняя зубчатая, а также мышцы, разгибающие позвоночник и фиксирующие плечевой пояс (трапециевидная, ромбовидная, поднимающая лопатку).

При активном выдохе сокращаются мышцы брюшной стенки (косые, поперечная и прямая), в результате уменьшается объем брюшной полости и повышается давление в ней, оно передается на диафрагму и поднимает ее. Вследствие сокращения внутренних косых и межреберных мышц опускаются и сближаются ребра. К вспомогательным экспираторным мышцам относятся мышцы, сгибающие позвоночник.

Дыхательные пути образуются носовой полостью, носо и ротоглоткой, гортанью, трахеей, бронхами различных калибров, включая бронхиолы.

Полость носа

Воздух поступает через ноздри, сближенные между собой и направленные вниз. Нос имеет верхушку и спинку, а также хрящевые крылья. Полость носа делится на преддверие полости и собственно полость. Преддверие полости выстлано неороговевающим плоским эпителием и содержит волосы, сальные и потовые железы. Полость носа покрыта слизистой оболочкой. В ней содержатся клетки, выделяющие слизь, которая благодаря движению ресничек передвигается кнаружи и удаляет различные твердые частицы. Кроме того, слизь увлажняет дыхательный воздух. В день выделяется около поллитра слизи. Слизистая оболочка также согревает воздух.

Носовая полость делится продольной перегородкой на правую и левую половины. На боковых стенках располагаются три носовые раковины: верхняя, средняя и нижняя, свисающие в полость носа. Между раковинами находятся носовые ходы: верхний, средний и нижний, в которые открываются воздухоносные пазухи черепа. В нижний носовой ход открывается носослезный канал, в средний -- верхнечелюстная (гайморова) и лобная пазухи и передние ячейки решетчатой кости, а в верхний -- ее задние ячейки и клиновидные пазухи.

В слизистой оболочке выделяют дыхательную и обонятельные области. В последней располагаются чувствительные окончания обонятельных нейронов. Обонятельная область занимает верхнюю носовую раковину и прилегающие к ней части средней раковины и перегородки носа. Остальная слизистая оболочка полости носа относится к дыхательной части. В средней и нижней раковине расположено большое количество тонкостенных венозных сосудов, находящихся в спавшемся состоянии. Они способны растягиваться и переполняться кровью, при этом возникает ощущение «заложенности» носа.

У новорожденного полость носа низкая (17,5 см) и узкая, носовые раковины толстые, носовые ходы развиты слабо. Нижняя носовая раковина касается дна полости носа, хоаны находятся ниже. К 6 месяцам высота полости носа увеличивается до 22 мм и формируется средний носовой ход, к 2 годам -- нижний, после 2 лет -- верхний. К 10 годам полость носа увеличивается в 1,5 раза, а к 20 годам -- в 2 раза.

Из полости носа воздух через хоаны поступает в носовую, затем ротовую части глотки и гортань.

Строение глотки рассмотрено при описании пищеварительной системы.

Гортань

Гортань находится на уровне IV--VI шейных позвонков (рис. 21). По бокам от нее располагаются доли щитовидной железы, сзади -- глотка. Спереди гортань покрыта только мышцами шеи, а внизу граничит с трахеей. Гортань образована гиалиновыми (щитовидный, перстневидный, черпаловидные) и эластическими (рожковидные, клиновидные и надгортанник) хрящами. Щитовидный хрящ непарный и состоит из двух пластинок, соединяющихся под углом: прямым -- у мужчин и тупым (120°) -- у женщин. Этот выступ получил название кадык, или адамово яблоко. Внизу щитовидного хряща лежит перстневидный хрящ, расположенный расширенной частью кзади, а суженной -- кпереди. Кнутри от щитовидного хряща располагаются парные черпаловидные хрящи. На их верхушке сидят маленькие конической формы рожковидные хрящи. В толще мышц гортани располагаются клиновидные хрящи. Сверху гортань прикрыта надгортанником.

Гортань новорожденного короткая, широкая, воронкообразная, располагается выше -- на уровне II--IV шейных позвонков. Пластинки щитовидного хряща располагаются под тупым углом друг к другу, выступ гортани отсутствует. Так как гортань располагается высоко, надгортанник поднят над корнем языка и пища при глотании обходит его по бокам. Поэтому ребенок может дышать и глотать одновременно, что необходимо при акте сосания. Гортань наиболее быстро растет в течение первых четырех лет жизни. С возрастом она опускается и положение, характерное для взрослого человека, занимает после 17--20 лет.

Среднюю часть гортани составляет собственно голосовой аппарат. В его образовании участвуют голосовые связки, расположенные между щитовидным и черпаловидными хрящами. Голосовые складки ограничивают голосовую щель, форма которой меняется в зависимости от степени натяжения голосовых связок и положения черпаловидных хрящей. У ребенка голосовая щель находится высоко и имеет длину 6,5 см (в 3 раза короче, чем у взрослого). Голосовая щель заметно увеличивается в первые три года жизни, а затем в период полового созревания. В гортани звук лишь образуется, а для формирования членораздельной речи необходимо участие губ, языка, мягкого нёба и околоносовых пазух. В течение первых лет жизни гортань растет медленно и не отличается у мальчиков и девочек. В дальнейшем рост ее у мальчиков идет быстрее, чем у девочек. После 6--7 лет у мальчиков становится заметным выступ гортани. После периода полового созревания размеры гортани, длина голосовых связок у мальчиков становятся больше, чем у девочек. В это время меняется голос у мальчиков. Активный рост гортани продолжается до 25 лет у мужчин и до 2223 лет у женщин.

После 25 лет начинается окостенение гиалиновых хрящей: вначале щитовидного, потом перстневидного и в последнюю очередь -- черпаловидного. В них откладываются соли кальция, хрящи окостеневают, становятся хрупкими и ломкими. Окостенения эластичных хрящей не происходит.

Трахея

Гортань переходит в трахею, начинающуюся на уровне VII шейного позвонка и заканчивающуюся на уровне V грудного позвонка, где она разделяется на два главных бронха. Это место получило название бифуркации. Длина трахеи от 8,5 до 15 см. Ее основу составляют 16--20 гиалиновых хрящевых колец, открытых сзади. Трахея плотно сращена с пищеводом, что объясняет отсутствие хрящей на задней стенке: пищевой комок, проходя по пищеводу, не испытывает сопротивления со стороны трахеи. У новорожденного длина трахеи 3,24,5 см, ширина просвета -- 0,8 см, хрящи развиты слабо, тонкие и мягкие. Трахея быстро растет в течение первых 6 месяцев жизни и в период полового созревания (длина ее удваивается), а к 2025 годам она становится длиннее в 3 раза. Слизистая оболочка стенки трахеи у ребенка тонкая, железы развиты слабо. После 60--70 лет хрящи трахеи становятся плотными, хрупкими, при сдавлении легко ломаются.

Бронхи

После бифуркации трахея распадается на два главных бронха. Бифуркация трахеи до 7 лет находится кпереди от IVV грудных позвонков, а после 7 лет постепенно устанавливается на уровне V грудного позвонка, как у взрослого человека. Правый бронх является продолжением трахеи, он короче и шире левого и состоит из 6--8 хрящевых полуколец. В составе левого бронха -- 912 полуколец. Главные бронхи особенно быстро растут на первом году жизни ребенка и в период полового созревания. От главных бронхов отходят долевые бронхи, а затем сегментарные. Сегментарные подразделяются на субсегментарные (910), дольковые и внутридольковые.

Главные бронхи имеют строение трахеи: гиалиновые хрящевые полукольца, соединенные сзади перепончатой частью. При уменьшении диаметра бронхов до 1 мм исчезают хрящевые пластинки. Внутридольковые бронхи распадаются на 18--20 концевых бронхиол, которые имеют диаметр 0,5 мм и представляют собой конечные разветвления воздухоносных путей. Бронхиальное дерево к моменту рождения в основном сформировано. Интенсивнее всего оно растет на первом году жизни и в период полового созревания. К 20 годам все его размеры увеличиваются в 3,54 раза. В 4045 лет бронхиальное дерево имеет наибольшие размеры, после 50 лет начинаются его возрастные изменения. В старческом возрасте длина сегментарных бронхов уменьшается и появляются выпячивания их стенок.

Общая характеристика органов пищеварения, их возрастные особенности. Изменения секреторной, моторной и всасывающей функций желудочнокишечного тракта с возрастом

Пища необходима для процессов жизнедеятельности, потому что содержащиеся в ней питательные вещества поддерживают функционирование органов и тканей, обеспечивают их энергией и материалами для рост и регенерации.

Пищеварение -- физиологический процесс, в ходе которого поступающая в организм пища подвергается механическим и химическим превращениям, в результате чего образовавшиеся простые питательные вещества всасываются в кровь и лимфу. Химические изменения представляют собой последовательные реакции питательных веществ с компонентами секретов пищеварительных желез. В результате этих реакций происходит расщепление белков, углеводов и жиров под действием ферментов трех основных групп: протеаз, липаз и карбогидраз. Протеазы (пепсин, трипсин) расщепляют белки на аминокислоты и содержатся в желудочном, поджелудочном и кишечном соках. Липазы действуют на жиры с образованием глицерина и жирных кислот и входят в состав поджелудочного и кишечного соков. Карбогидразы (амилаза) расщепляют углеводы на глюкозу и представлены в слюне, поджелудочном и кишечном соках.

Происхождение ферментов, расщепляющих питательные вещества, обусловливает наличие трех типов пищеварения: аутолитического, симбионтного и собственного. Аутолитическое пищеварение осуществляется за счет собственных ферментов растительных и животных продуктов и присутствует у ребенка при молочном вскармливании, при недостаточно сформировавшемся собственном пищеварении. Например, в гидролизе питательных веществ молока участвуют ферменты самого молока. Симбионтное пищеварение происходит под воздействием ферментов, которые образуются симбионтами человека (бактерии и простейшие). Собственное пищеварение осуществляется ферментами, синтезирующимися в организме самого человека.

По локализации самого процесса пищеварение делится на внутриклеточное и внеклеточное. В ходе внутриклеточного пищеварения происходит расщепление веществ в пищевой вакуоли пугем фагоцитоза или пиноцитоза. У человека оно осуществляется лейкоцитами. Внеклеточное пищеварение делится на контактное, или пристеночное, и дистантное, или полостное. Последнее происходит под действием выделившихся в составе пищеварительных соков ферментов на питательные вещества. Контактное пищеварение осуществляется ферментами, фиксированными на клеточной мембране микроворсинок кишечника. Переработка пищи в пищеварительном тракте длится от 24 до 48 ч и включает четыре основные стадии:

* поступление пищи в ротовую полость, ее пережевывание и проглатывание;

* переваривание -- ферментативное расщепление пищи на простые молекулы питательных веществ в различных отделах пищеварительного тракта;

* абсорбция, или всасывание, -- поступление простых молекул питательных веществ в кровоток, который разносит их туда, где они необходимы;

* экскреция, или выделение, -- выведение непереваренной пищи через анальное отверстие в виде кала.

Строение пищеварительной трубки

Стенка пищеварительного канала на своем протяжении имеет три слоя: внутренний -- слизистая оболочка, средний -- мышечная оболочка и наружный -- серозная оболочка.

Слизистая оболочка выполняет функцию переваривания и всасывания и состоит из собственного слоя, собственной и мышечной пластинок. Собственный слой, или эпителий, укреплен на рыхлой соединительной ткани, в которую включены железы, сосуды, нервы и лимфоидные образования. Ротовая полость, глотка, пищевод покрыты многослойным плоским эпителием. Желудок, кишечник имеют однослойный цилиндрический эпителий. Собственная пластинка слизистой оболочки, на которой лежит эпителий, образована рыхлой волокнистой неоформленной соединительной тканью. В ней располагаются железы, скопления лимфоидной ткани, нервные элементы, кровеносные и лимфатические сосуды. Мышечная пластинка слизистой оболочки состоит из гладкой мышечной ткани. Под мышечной пластинкой находится слой соединительной ткани -- подслизистый слой, который соединяет слизистую оболочку с лежащей кнаружи мышечной оболочкой.

Среди эпителиальных клеток слизистой оболочки располагаются бокаловидные, одноклеточные железы, выделяющие слизь. Это вязкий секрет, смачивающий всю поверхность пищеварительного канала, что предохраняет слизистую оболочку от вредного воздействия твердых частиц пищи, химических веществ и облегчает их передвижение. В слизистой оболочке желудка и тонкой кишки имеются многочисленные железы, в секрете которых содержатся ферменты, участвующие в процессе переваривания пищи. По строению эти железы делятся на трубчатые (простая трубка), альвеолярные (пузырек) и смешанные (альвеолярнотрубчатые). Стенки трубки и пузырька состоят из железистого эпителия, выделяют секрет, который через отверстие железы вытекает на поверхность слизистой оболочки. Кроме того, железы бывают простыми и сложными. Простые железы представляют собой одиночную трубку или пузырек, а сложные состоят из системы разветвленных трубок или пузырьков, которые впадают в выводной проток. Сложная железа делится на дольки, отделяющиеся друг от друга прослойками соединительной ткани. Помимо мелких желез, находящихся в слизистой оболочке пищеварительного тракта, имеются крупные железы: слюнные, печень и поджелудочная железа. Последние две лежат вне пищеварительного канала, но сообщаются с ним своими протоками.

Мышечная оболочка на большей части пищеварительного канала состоит из гладких мышц с внутренним слоем круговых мышечных волокон и наружным слоем продольных мышечных волокон. В стенке глотки и верхней части пищевода, в толще языка и мягкого нёба находится поперечнополосатая мышечная ткань. При сокращении мышечной оболочки пища продвигается по пищеварительному каналу.

Серозная оболочка покрывает органы пищеварения, находящиеся в брюшной полости, и называется брюшиной. Она блестящая, беловатого цвета, увлажнена серозной жидкостью и состоит из соединительной ткани, которая выстлана однослойным эпителием. Глотка и пищевод снаружи покрыты не брюшиной, а слоем соединительной ткани, который называется адвентицией.

Пищеварительная система состоит из полости рта, глотки, пищевода, желудка, тонкого и толстого кишечника, а также двух пищеварительных желез -- печени и поджелудочной железы

Особенности белкового, углеводного, жирового, водносолевого обмена в детском возрасте

Обмен веществ -- это поступление в организм из внешней среды различных веществ, усвоение их и выделение образующихся продуктов распада. Обмен веществ складывается из двух взаимосвязанных и противоположных процессов -- анаболизма и катаболизма. Анаболизм -- это реакции биологического синтеза сложных молекул основных биологических соединений, специфичных для данного организма, из простых компонентов, поступающих в клетки. Анаболизм является основой для формирования новых тканей в процессе роста, процессов регенерации, синтеза клеточных соединений и требует затраты энергии. Последняя поставляется реакциями катаболизма, при которых происходит расщепление молекул сложных органических веществ с высвобождением энергии. Конечные продукты катаболизма (вода, углекислый газ, аммиак, мочевина, мочевая кислота) в биологическом синтезе не участвуют и удаляются из организма. Соотношение процессов анаболизма и катаболизма определяет три состояния: рост, разрушение структур и динамическое равновесие. Последнее состояние характерно для взрослого здорового человека: процессы анаболизма и катаболизма уравновешены, нарастание ткани не происходит. При росте организма анаболизм превалирует над катаболизмом, при разрушении тканей -- наоборот.

Обмен белков

Белки -- это полимеры, состоящие из аминокислот, которые связаны между собой в определенной последовательности. Специфичность белков определяется количеством аминокислот и их последовательностью. Из 20 аминокислот только 8 относятся к незаменимым (триптофан, лейцин, изолейцин, валин, треонин, лизин, метионин, фенилаланин) и поступают в организм извне с пищей. Другие аминокислоты являются заменимыми, их поступление в организм с продуктами питания необязательно, они могут синтезироваться в организме. Белки пищи, содержащие весь необходимый набор аминокислот для нормального синтеза белка организма, называются полноценными (животные белки). Белки пищи, не содержащие всех необходимых для синтеза белка организма аминокислот, называют неполноценными (растительные белки). Наиболее высока биологическая ценность белков яиц, мяса, молока, рыбы.

При смешанном питании организм получает весь необходимый для синтеза белка набор аминокислот. Особенно важно поступление всех незаменимых аминокислот для растущего организма. Например, отсутствие в пище лизина приводит к задержке роста ребенка, валина -- к расстройству равновесия у детей. Детям необходимо больше белка, чем взрослым, так как у них интенсивнее идут процессы роста и формирования новых клеток и тканей. Суточная потребность в белке на 1 кг массы у новорожденного составляет 45 г, у ребенка до 10 лет -- 3 г, до 12 лет -- 2 г, у взрослых -- 1,5-- 1,8 г. Белковое голодание ребенка приводит к задержке, а затем и к полному прекращению роста и физического развития. Ребенок становится вялым, наблюдаются резкое похудение, распространенные отеки, поносы, воспаление кожных покровов, снижение сопротивляемости инфекциям. В некоторых африканских странах широко распространено заболевание квашиоркор -- результат питания преимущественно растительной пищей, лишенной незаменимых аминокислот. Серьезные нарушения развития у детей и подростков возникают потому, что белок является основным пластическим материалом организма, из которого образуются различные клеточные структуры. Кроме того, белки входят в состав ферментов, гормонов, образуют гемоглобин и антитела крови.Об интенсивности белкового обмена в организме судят по азотистому балансу -- соотношению поступившего с пищей и выделившегося с мочой, калом, потом азота. Если количество поступившего азота больше, чем выведенного, говорят о положительном азотистом балансе (отмечается у детей до окончания процесса роста). Если соотношение обратное, имеет место отрицательный азотистый баланс (болезнь, голодание, заключительные этапы старения организма).

Обмен белков регулируется нервным и гуморальным путем. Нервная регуляция осуществляется гипоталамусом. Гуморальная регуляция реализуется соматотропным гормоном гипофиза и гормонами щитовидной железы (тироксин и трийодтиронин), которые стимулируют синтез белка. Гормоны коры надпочечников (гидрокортизон, кортикостерон) усиливают распад белков в тканях, а в печени, наоборот, стимулируют.

Конечными продуктами обмена белков являются азотсодержащие вещества -- мочевина и мочевая кислота, из которых вначале образуется глюкоза, а затем -- углекислый газ и вода.

Обмен жиров

В организме жир синтезируется из глицерина и жирных кислот, а также из продуктов обмена углеводов и белков. Основная функция жира -- энергетическая: при его распаде образуется в 2 раза больше энергии (9,3 ккал), чем при распаде такого же количества белков и углеводов. Большая часть жиров находится в жировой ткани и составляет резервный энергетический запас. Кроме того, жир выполняет и пластическую функцию: идет на построение новых мембранных структур клеток и на замену старых.

Жиры делятся на собственно жиры (липиды) и жироподобные вещества (липоиды). Липиды состоят из глицерина и жирных кислот. К липоидам относятся фосфатиды и стерины. Жиры, также каки белки, обладают специфичностью, что связано с наличием в них жирных кислот. Последние делятся на насыщенные и ненасыщенные. Насыщенные жирные кислоты обычно твердые при комнатной температуре и содержатся в животных жирах, ненасыщенные -- жидкие и содержатся в растительных маслах. Некоторые жирные кислоты не могут образовываться в организме и являются незаменимыми. К ним относятся линолевая, линоленовая (растительные масла) и арахидоновая (куриный и гусиный жир, свиное сало) кислоты. Биологическая ценность жиров определяется наличием в них незаменимых жирных кислот. Отсутствие в рационе жиров с такими кислотами приводит к тяжелым патологическим нарушениям. В рационе должны преобладать растительные жиры. После 40 лет животные жиры следует исключать из рациона, так как, встраиваясь в клеточную мембрану, они делают ее непроницаемой для различных веществ, в результате чего клетка стареет.

На 1 кг массы взрослого человека в сутки должно поступать 1,25 г жира (80--100 г). Энергетические же затраты детского организма значительно выше. Поэтому на первом году жизни ребенок должен получать 7 г жира на 1 кг массы тела, к 4 годам -- 4 г, в 1012 лет -- 1,5 г. Всасывание жиров у детей также происходит достаточно интенсивно. При грудном вскармливании усваивается до 90 % жиров молока, при искусственном -- 85--90 %, у детей старшего возраста жиры усваиваются на 95--97 %. Состав жира у новорожденного отличается от материнского, так как плод синтезирует жир из жирных кислот и глюкозы, поступающих через плаценту. Доля жира в теле новорожденного зависит от массы тела при рождении: при 1500 г -- 3 %, 2500 г -- 8 %, 3500 г -- 16 %. Особенностью жировой ткани новорожденного является наличие бурого жира (до 8 % массы тела), который играет важную роль в терморегуляции. Дефицит бурого жира может привести к переохлаждению новорожденного.

Регуляция обмена жиров происходит нервным и гуморальным путем. Нервная регуляция осуществляется гипоталамусом. Парасимпатические нервы способствуют отложению жира, а симпатические -- усиливают его распад. Гуморальная регуляция реализуется соматотропным гормоном гипофиза, гормонами мозгового слоя надпочечников (адреналином и норадреналином), щитовидной железы (тироксином и трийодтиронином). Тормозят мобилизацию жира из жировой ткани глюкокортикоиды и инсулин.

Обмен углеводов

Углеводы выполняют в организме как пластическую, так и энергетическую функцию. Как пластический материал они входят в состав клеточной оболочки и цитоплазмы, нуклеиновых кислот и соединительной ткани. Энергетическая функция углеводов заключается в том, что они способны быстро распадаться и окисляться (1 г выделяет 4,1 ккал). Скорость распада глюкозы и возможность быстрого извлечения и переработки ее резерва -- гликогена -- создают условия для экстренной мобилизации энергетических ресурсов при эмоциональном возбуждении и мышечных нагрузках. Наибольшее количество углеводов содержится в хлебе, картофеле, овощах и фруктах. Углеводы расщепляются до глюкозы и всасываются в кровь. Неиспользованная глюкоза откладывается в виде гликогена в печени и мышцах и служит резервом углеводов в организме. Так как жиры и углеводы состоят из одинаковых химических элементов (О, Н и С), при излишке одних и недостатке других возможна их взаимозаменяемость.

Суточная потребность в углеводах у детей высока и составляет в грудном возрасте 10--12 г на 1 кг массы тела, в 3 года -- 200 г, до 7 лет -- 280 г, до 13 лет -- 370 г, у взрослого -- 400500 г. Количество глюкозы в крови младших школьников составляет 0,08--0,1 %, что равно норме взрослого человека. Большое количество углеводов в пище ребенка повышает содержание глюкозы в крови почти в 2 раза. Это получило название пищевой гликемии. У детей она связана с повышенным углеводным обменом, у взрослых сопровождается глюкозурией -- появлением сахара в моче. Стойкое патологическое повышение концентрации углеводов в крови, сопровождающееся выведением сахара с мочой, называется сахарным диабетом. Это заболевание обусловлено нарушением внутрисекреторной функции поджелудочной железы. При пониженном содержании сахара в крови гликоген печени и мышц расщепляется до глюкозы и поступает в кровь, при снижении концентрации глюкозы до 0,05 % наступает инсулиновый шок, который может привести к смерти.

Обмен углеводов регулируется нервным и гуморальным путем. Нервная регуляция осуществляется гипоталамусом. Гуморальная регуляция обусловлена соматотропным гормоном (гипофиз), тироксином и трийодтиронином (щитовидная железа), глюкагоном (поджелудочная железа), адреналином (мозговой слой надпочечников) и глюкокортикоидами (корковый слой надпочечников). Все эти гормоны увеличивают уровень сахара в крови и только инсулин (поджелудочная железа) снижает его.

Обмен воды

Вода не является источником энергии, но ее поступление в организм -- обязательное условие его нормальной жизнедеятельности. Количество воды у взрослого человека составляет 65 % от общей массы тела, у ребенка -- 7580 %. Она является составной частью внутренней среды организма, универсальным растворителем, участвует в регуляции температуры тела. Больше всего воды в крови -- 92 %, во внутренних органах содержание ее составляет 7686 %, в мышцах -- 70 %, меньше в жировой ткани -- 30 % и в костях -- 22 %.

Суточная потребность в воде взрослого человека -- 2--2,5 л. Это количество складывается из воды, потребляемой при питье (1 л), содержащейся в пище (1 л) и образующейся при обмене веществ (300350 мл). Основные органы, выделяющие воду из организма, -- почки, потовые железы, легкие и кишечник. Почками за сутки выделяется 1,21,5 л воды в составе мочи. Потовые железы удаляют 500--700 мл воды в составе пота. Легкие в виде водяных паров выводят 350 мл воды, при глубоком и учащенном дыхании это количество увеличивается до 700800 мл. Через кишечник с калом выводится 100150 мл. При расстройстве деятельности кишечника (поносе) организм может терять большое количество воды, что приводит к его обезвоживанию.

Нормальная деятельность организма характеризуется сохранением водного баланса, т.е. количество поступившей воды равно количеству выведенной. Если воды выводится из организма больше, чем поступает, возникает чувство жажды. Организм ребенка быстро накапливает и быстро теряет воду. Это обусловлено интенсивным ростом, физиологической незрелостью почек и нейроэндокринных механизмов регуляции водного обмена. При этом потери воды и обезвоживание организма у детей значительно выше, чем у взрослых, и во многом зависят от выделения воды через легкие и кожу. В сутки выделение воды может достигать 50 % объема принятой жидкости, особенно при пере гревании ребенка. Потери воды у детей достигают 1,3 г/кг в час, в то время как у взрослых они составляют 0,5 г/кг в час. Столь значительная потеря воды вызывает у детей большую, чем у взрослых, потребность восполнить ее. Недостаточное количество воды может привести к «солевой лихорадке», т.е. к повышению температуры тела. Потребность в воде на 1 кг массы тела с возрастом уменьшается. В 3 месяца ребенку на 1 кг массы требуется 150--170 г воды, в 2 года -- 95 г, в 13 лет -- 45 г.

Регуляция водного обмена осуществляется нервногуморальным путем. Центр жажды находится в гипоталамусе. Водный баланс регулируют минералокортикоиды (кора надпочечников) и антидиуретический гормон (гипоталамус).

Энергетический обмен. Затраты энергии на рост и развитие детского организма. Терморегуляция, возрастные особенности

При расщеплении и окислении питательных веществ до конечных продуктов выделяется энергия. Одним из важнейших показателей интенсивности обменных процессов в организме является величина основного обмена, под которой понимается уровень обменных реакций при комнатной температуре и в полном покое. Его определяют лежа, натощак, при температуре комфорта. Величина основного обмена зависит от возраста, пола и упитанности. В среднем у мужчин она составляет в сутки 71407560 кДж, у женщин -- 64206800 кДж. Для каждого человека величина основного обмена постоянна.

В обычных условиях жизни на интенсивность обмена веществ влияют различные факторы, и прежде всего мышечная деятельность. Поэтому уровень обмена веществ в естественных условиях -- общий обмен -- значительно превышает основной.

При недостатке энергетически ценной пищи организм вначале расходует резервные углеводы и жиры, а затем белки мышц. Обмен энергии регулируется гипоталамусом и соответствующими центрами коры больших полушарий головного мозга. Гуморальная регуляция обеспечивается тироксином и трийодтиронином (щитовидная железа) и адреналином (мозговой слой надпочечников).

Обменные процессы в онтогенезе

В течение первых 5 дней жизни масса тела новорожденного снижается в связи с переходом на новый тип питания, удалением лишней воды из организма и расходованием запасов питательных веществ (гликогена и жиров). Все это сопровождается значительным возрастанием интенсивности основного обмена, который начинает повышаться со 2го дня жизни. Следующие 3--4 месяца жизни младенца характеризуются бурным ростом и повышением основного обмена. К концу первого года жизни величины основного обмена достигают максимальных значений за весь период онтогенеза. В течение периода от 1 года до 3 лет уровень основного обмена остается неизменным. Хотя затраты на рост снижаются, но с той же скоростью нарастает активность окислительных ферментов в созревающих тканях (почки, печень, селезенка, мозг и скелетные мышцы). В дальнейшем уровень основного обмена снижается по мере увеличения размеров тела. В период от 3 до 7 лет обменные процессы имеют достаточно высокий уровень (в 2 раза выше, чем у взрослого человека), что обеспечивается более интенсивной работой сердца и дыхания. В возрасте 7--12 лет обменные процессы достаточно стабильны. Интенсивность их снижается по сравнению с предыдущим возрастом, но остается в 1,5 раза выше, чем у взрослого человека. В период полового созревания меняется морфофункциональный статус, что сказывается и на процессах обеспечения организма энергией. У мальчиков величина основного обмена на 8--10 % выше, чем у девочек. По изменению темпов роста и интенсивности обмена девочки опережают мальчиков на год.

Общий расход энергии у ребенка и взрослого распределяется следующим образом: основной обмен -- у ребенка 60 %, у взрослого тоже 60 %, затраты энергии на рост и депонирование веществ -- у ребенка 15 %, у взрослого 0 %, на работу мышц -- у ребенка 15 %, у взрослого 25 %. Энергетические затраты на рост тем больше, чем младше ребенок. Так, в возрасте 3 месяцев на рост идет 36 % общей энергетической ценности пищи, в 6 месяцев -- 20 %, в 10 месяцев -- 11%. Энергозатраты ребенка на достижение полезного результата выше, что связано с недостаточными развитием нервной системы и координацией движений. Источником энергии у новорожденных детей служат жиры. В грудном возрасте за счет жиров покрывается 50 % потребности в энергии, углеводов -- 40 %, белков -- 10 %. С возрастом это соотношение меняется в пользу углеводов.

гормон нервный система кровеносный

Терморегуляция

Температура тела человека поддерживается на постоянном уровне независимо от колебания температуры окружающей среды. Это постоянство получило название изотермия, которая в процессе онтогенеза развивается постепенно. Новорожденный ребенок отличается слабой способностью поддерживать постоянство температуры тела, в результате чего может наступить охлаждение (гипотермия) или перегревание (гипертермия) организма при температурах, не влияющих на взрослый организм. Даже небольшая мышечная нагрузка (длительный крик ребенка) может привести к гипертермии. Еще ниже способность к изотермии у недоношенных детей, температура их тела в большей степени зависит от температуры окружающей среды.

Температура тела и его органов обусловлена процессами образования тепла и теплоотдачи. В связи с этим ясно, что температура разных органов неодинакова. Самая высокая температура (37,838 °С) в печени, так как она расположена глубоко внутри тела и имеет самый высокий уровень обменных процессов. Температура кожи вследствие высокой теплоотдачи самая низкая (29,533,9 °С на открытых участках) и зависит от температуры окружающей среды. Поэтому изотермия характерна только для внутренних органов и головного мозга. Различные участки кожи имеют неодинаковую температуру: самая высокая на туловище и голове (33--34 °С), самая низкая -- на конечностях.

Температура тела в течение дня колеблется в пределах 0,50,7 °С: максимальная при мышечной работе и в 1618 ч вечера, минимальна в покое и в 34 ч утра. Измеряют температуру тела в подмышечной впадине (36,536,9 °С), у грудных детей часто в прямой кишке, где она выше и составляет 37,2--37,5 °С.

Постоянство температуры тела у человека сохраняется лишь при равенстве теплообразования и теплопотери организма. Это достигается с помощью механизмов теплорегуляции, которая бывает химической и физической.

Химическая терморегуляция осуществляется путем изменения уровня теплообразования. У человека усиление теплообразования отмечается при уменьшении температуры окружающей среды ниже оптимальной температуры или зоны комфорта. В одежде температура комфорта составляет 18--20 °С, а без нее -- 28 °С. Наиболее интенсивное теплообразование наблюдается в мышцах, печени и почках.

Физическая терморегуляция осуществляется за счет изменения отдачи тепла организмом, которая осуществляется тремя путями: теплоизлучением (радиационная теплоотдача), конвекцией (перемешивание нагреваемого телом воздуха) и испарением воды с поверхности кожи и легких. В состоянии покоя при температуре 20 °С у человека радиация составляет 66 %, испарение -- 19 %, конвекция -- 15 % общей потери тепла организмом. При повышении температуры окружающей среды до 35 °С радиация и конвекция становятся невозможными и температура тела поддерживается только за счет испарения воды.

Характер отдачи тепла зависит от обмена веществ. При тяжелой мышечной работе 75 % тепла отдается путем испарения. Уменьшает теплоотдачу одежда, которая создает слой неподвижного воздуха между ней и телом, и наоборот -- обнаженное тело быстро теряет тепло. Препятствует теплоотдаче слой подкожной клетчатки, поскольку жир имеет малую теплопроводность.

Терморегуляция зависит также от перераспределения крови в сосудах и объема циркулирующей крови. При низкой температуре артериолы кожи сужаются, большее количество крови поступает в сосуды брюшной полости, в результате чего ограничивается теплоотдача. При еще более сильном охлаждении открываются артериовенозные анастомозы, что уменьшает поступление крови в капилляры и, соответственно, теплоотдачу. При повышении температуры окружающей среды сосуды кожи расширяются, селезенка и другие кровяные депо выбрасывают в общий кровоток дополнительное количество крови. Это также способствует увеличению теплоотдачи путем радиации и конвекции.

Самым эффективным средством для сохранения постоянной температуры тела при высокой температуре является испарение пота. Оно происходит особенно эффективно при тяжелой мышечной работе, когда возрастает теплообразование в самом организме. Например, у рабочих горячих цехов выделение пота составляет около 12 л за день.

При определенных условиях среды испарение воды с поверхности кожи становится неэффективным: например, при высокой влажности воздуха или при ношении воздухонепроницаемой одежды. В первом случае при насыщенном водяными парами воздухе пот выделяется в большом количестве, но не испаряется и стекает с кожи (в бане). Во втором случае слой воздуха между воздухонепроницаемой одеждой и телом быстро насыщается парами и испарение прекращается. Некоторая часть воды испаряется легкими в виде водяных паров, поэтому дыхание тоже участвует в поддержании температуры тела. В связи с этим при высокой температуре воздуха дыхание учащается, а при низкой -- становится более редким.

К механизмам физической терморегуляции относится также изменение положения тела. Когда человеку холодно, он сворачивается в «клубочек», уменьшая поверхность теплоотдачи. Часто можно отметить проявление физической терморегуляции в виде реакции мышц кожи («гусиная кожа»).

Таким образом, постоянство температуры тела обеспечивается химической регуляцией тепла (интенсивностью обмена веществ и теплообразованием), с одной стороны, и физической регуляцией тепла (теплоотдачей) -- с другой.

Изменение терморегуляции в онтогенезе

Основные терморегуляторные реакции организма формируются в младенческом возрасте. С одной стороны, жировая ткань подкожной клетчатки предотвращает избыточную теплоотдачу с относительно большой поверхности тела ребенка. С другой стороны, активация химической терморегуляции требует дополнительного количества жира в качестве субстрата окисления. В этом возрасте в организме ребенка функционирует бурая жировая ткань. Она насыщена митохондриями и служит для обогрева крупных сосудов, расположенных вдоль позвоночника. В течение первого года жизни реакции химической терморегуляции постепенно дополняются реакциями физической терморегуляции, более экономичными. Они связаны с формированием сосудодвигательных реакций, определяющих тонус поверхностно расположенных сосудов, в зависимости от окружающей среды. Сосудодвигательные реакции в этом возрасте еще несовершенны, а температура комфорта для ребенка первого года жизни -- 33 °С. Поэтому дети все время должны находиться в одежде. В период от 1 года до 3 лет перестает функционировать бурая жировая ткань, которая выделяла дополнительное тепло в первые месяцы жизни. При необходимости к производству тепла уже могут подключаться мышцы: у ребенка на холоде возникает дрожь. Однако механизмы теплоотдачи еще несовершенны, и температура комфорта остается высокой -- 30 °С. В возрасте от 3 до 7 лет еще значительное место занимают механизмы химической терморегуляции. С 6летнего возраста начинается быстрое развитие сосудодвигательных реакций периферических сосудов. Совершенствуются механизмы терморегуляции и в младшем школьном возрасте. К 10 годам у ребенка механизм физической терморегуляции настолько развит, что по своей эффективности мало отличается от подобного механизма у взрослых. В подростковом возрасте увеличение объемной скорости кровотока приводит к повышению температуры кожи. Это снижает возможности физической терморегуляции, и для поддержания постоянства температуры тела необходимо увеличение производства тепла, т.е. использование химической терморегуляции. В регуляции температурного гомеостаза в этом возрасте происходит регресс, что может привести к частому возникновению простудных заболеваний. В юношеском возрасте терморегуляторные реакции становятся более экономичными как при изменении температуры окружающей среды, так и во время мышечной деятельности.

Выделительная система. Возрастные особенности строения и функций почек. Возрастные особенности строения и функции кожи

Выделение -- процесс, в ходе которого организм избавляется от продуктов обмена веществ. Если выделения не происходит, организм отравляет сам себя. Функцию выведения из организма продуктов обмена выполняют легкие, кожа, желудочнокишечный тракт и почки. При помощи этих органов организм удаляет продукты жизнедеятельности, возникающие в результате процесса пищеварения и различных химических процессов, необходимых для поддержания жизни. Организм освобождается от чужеродных и токсических веществ, продуктов обмена, а также избытка воды, солей и органических соединений, которые образовались в процессе метаболизма или поступили в организм. Легкие выводят из организма углекислый газ, водяные пары, а также некоторые летучие вещества (пары химических веществ при наркозе, пары алкоголя при опьянении). Слюнные и желудочные железы выделяют некоторые тяжелые металлы, лекарственные средства, органические соединения (краски). Печень удаляет из организма гормоны, продукты обмена гемоглобина, азотистого метаболизма. Поджелудочная железа и кишечные железы экскретируют тяжелые металлы и лекарственные вещества. С потом из организма выделяются вода и соли, органические вещества (мочевина, мочевая кислота), а при напряженной мышечной работе -- молочная кислота. Сальные и молочные железы тоже относятся к выделительной системе, но выделяющиеся ими продукты не являются продуктами конечного обмена. Сальные и молочные железы выделяют кожное сало и молоко, которые имеют важное физиологическое значение. Основным органом выделения являются, конечно, почки. В выделительную систему входят почки и мочевыводящие пути (мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал).

Почки

Почки в организме выполняют разнообразные функции. С их помощью удаляются из плазмы крови конечные продукты метаболизма (мочевина, мочевая кислота и другие соединения), ненужные и вредные для организма. Почки выводят чужеродные вещества, поступившие в организм с пищей и в виде лекарств, а также ионы натрия, калия, фосфора, воду, что играет важную роль в регуляции ионного состава плазмы крови, количества воды и поддержании кислотнощелочного равновесия, т.е. обеспечении постоянства внутренней среды организма. В почках вырабатываются гормоноподобные вещества -- ренин, участвующий в регуляции уровня кровяного давления, и эритропоэтин, стимулирующий образование эритроцитов.