Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Контрольная работа

Физиологическая регуляция организма



Содержание

• 1. Опишите строение двигательного анализатора и функции каждого отдела. Каково значение двигательного анализатора в координации движений?
• 2. Опишите строение и функции щитовидной и паращитовидной (околощитовидной) желез. Каким образом нервная и гуморальная системы регулируют их деятельность?
• 3. Что такое условный и безусловный рефлекс? Какие элементы общие для условных и безусловных рефлексов, а какие - разные? Приведите конкретные примеры рефлексов у животных, с которыми вы работаете
• 4. Опишите сущность полостного и пристеночного пищеварения и механизм всасывания продуктов гидролиза белков, жиров и углеводов. Как отразится на процессе пищеварения и всасывания недостаток в кормах каротина и витамина А?
• 5. Опишите процесс пищеварения в тонком и толстом отделах кишечника, а также виды, значение и регуляцию их двигательной активности
• 6. Что такое жизненная и общая емкость легких? Из каких объемов воздуха они складываются? Чем отличается по газовому составу альвеолярный воздух от выдыхаемого и вдыхаемого воздуха?
• Список используемой литературы



1. Опишите строение двигательного анализатора и функции каждого отдела. Каково значение двигательного анализатора в координации движений?

Двигательная активность является основной формой поведения животных во внешней среде. Совершенствование этой функции явилось основным фактором эволюции животного мира.

Анализатор - это нервный механизм, функция которого состоит в том, чтобы разлагать известную сложность внешнего и внутреннего мира на отдельные элементы, т.е. производить анализ. Вместе с тем благодаря широким связям с другими анализаторами здесь происходит и синтезирование анализаторов друг с другом и с разными деятельностями организма.

В составе каждого анализатора различают 3 отдела:

1) периферический, состоящий из рецепторов и специальных образований, способствующих работе рецепторов (например, органы чувств - слуха, зрения и т.д.).

2) проводниковый - проводящие пути и подкорковые нервные центры

3) корковый - области коры больших полушарий, воспринимающие информацию от соответствующих рецепторов.

Двигательный анализатор - совокупность чувствительных нервных образований, воспринимающих, анализирующих и синтезирующих импульсы, идущие от мышечно-суставного аппарата. Двигательный анализатор, как и другие анализаторы, состоит из цепи нервных клеток, начинающейся с рецепторов сухожилий, суставов и др. проприорецепторов и кончающейся группами нервных клеток в коре больших полушарий головного мозга.

В коре головного мозга, в пределах двигательной зоны и других органов чувств, возникают очаги возбуждения и торможения, которые обеспечивают выработку условных связей между зонами. Все это создает ощущение работы мышечно-сосудистого аппарата и координацию движений.

Все многообразие двигательных реакций - ходьба, прыжки, поиск пищи или сезонный перелет птиц, брачные ритуалы или зимняя спячка - обеспечиваются сложной многозвеньевой системой регуляции опорно-двигательного аппарата. К воспринимающему звену двигательного анализатора относятся мышечные веретена, тельца Гольджи, Пачини и Руффини.

Проприорецепция, или мышечно-суставная рецепция. Это восприятие проприорецепторами изменений положения тела и его частей в пространстве и состояния мышц, передача информации в ЦНС и восприятие ее сенсорными нейронами коры больших полушарий. Благодаря проприорецепции обеспечивается постоянный тонус мышц, сохраняется поза и совершаются движения. Она обеспечивается проприорецепторами, находящимися среди мышечных волокон (мышечные веретёна), в сухожилиях (тельца Гольджи) и фасциях (Пачиниевы тельца) (рис. 1)

Рис. 1. Мышечное веретено: 1 - проксимальный конец интрафузального мышечного волокна, прикрепленного к волокну скелетной мышцы; 2 - дистальный конец этого волокна; 3 - ядерная сумка; 4 - афференнтные волокна; 5 - гамма-эфферентные волокна; 6-мотрное волокно, идущее к скелетной мышце



Мышечное веретено это высокодифференцированное образование, одним концом которого крепится к мышечным волокнам, а вторым к фасциям. Средняя часть веретена расширена, и от него импульсы проводятся по афферентным нервным волокнам. На участках мышечного веретена от ядерного утолщения до мест прикрепления волокна находятся рецепторы, импульсы от которых передаются по афферентным нервным волокнам в центр; и здесь же заканчиваются тонкими гамма-эфферентными волокнами. Вместе с чувствительными и двигательными волокнами проприорецепторов к мышцам подходят волокна спинальных мотонейронов (рис. 2)

Рис. 2. Проприорецепторная взаимосвязь в мышцах конечностей: 1 - мышца-сгибатель; 2 - мышца-разгибатель; 3 - спинной мозг; 4 - смешанный нерв; 5 - мышечные рецепторы; 6 - рецепторы сухожилия (тельца Гольджи); 7 - центростремительные волокна; 8 - промежуточные нейтроны; 9 - моторные волокна, иннервирующие мышцы-сгибатели; 10 - моторные волокна, иннервирующие мышцы - разгибатели; 11 - соединительные волокна мозга.

Мышечные веретена двигательных анализаторов располагаются параллельно мышечным волокнам. При растяжении мышечного волокна растягиваются и волокна мышечного веретена. Возникшие в это время импульсы передаются в центральную нервную систему. При сокращении мышцы натяжение веретен ослабевает.

При сокращении мышц импульсы в центральную нервную систему поступают и от телец Гольджи, Пачини, Руффини, расположенных преимущественно в сухожилиях. Благодаря этим образованиям мышцы становятся не только двигательным аппаратом, но также своеобразным органом чувств.

Необходимо отметить, что все части анализатора действуют как единое целое. Нарушение одной из них вызывает нарушение функции всего анализатора.

Отличительной особенностью двигательного анализатора от других органов чувств являются:

- почти полное отсутствие способности к адаптации. Это создает постоянную готовность проприорецепторов к возбуждению и проведению импульсом в центральную нервную систему, которая обеспечивает координацию мышечных движений и соответствующее положение организма животных в пространстве;

- автоматическое саморегулирование большинства двигательных функций организма животных;

- связь этих движений с другими анализаторами через сложение системы условных рефлексов.

Эти рецепторы реагируют на изменение состояния мышц и сухожилий, положение конечностей, суставов являясь источником информации о состоянии двигательного аппарата.

2. Опишите строение и функции щитовидной и паращитовидной (околощитовидной) желез. Каким образом нервная и гуморальная системы регулируют их деятельность?

Щитовидная железа располагается на вентральной и латеральной поверхностях первых колец трахеи, имеет две доли (у свиней она не разделена на доли). Масса щитовидной железы крупного рогатого скота около 15 г, свиней -18, мелкого рогатого скота - 14, лошадей -25-30 г.

Снаружи железа покрыта капсулой из рыхлой волокнистой соединительной ткани; в глубь органа от капсулы отходят прослойки соединительной ткани, которые делят орган на дольки, представленные пузырьками, - фолликулами (рис. 3).

Рис. 3. Щитовидная железа лошади (по Креллингу и Грау): 1 - фолликулы; 2 - стенка фолликула; 3 - коллоид; 4 - вакуоль; 5 - капилляр; 6 - соединительная ткань

Фолликул - структурно-функциональная единица щитовидной железы. Стенка фолликула образована фолликулярными клетками - тироцитами, расположенными на базальной мембране. В стенке фолликула, а также около фолликула имеются околофолликулярные клетки (К-клетки); полость фолликула заполнена коллоидом.

В щитовидной железе вырабатываются йодсодержащие гормоны. Клетки тироциты (фолликулярные) выделяют тироксин и трийодтиронин, регулирующие окислительные процессы. Вырабатываемый железой гормон тироксин повышает общий обмен веществ, усиливает азотистый обмен, ускоряет рост костей, положительно влияет на образование молочного жира.

К-клетки (околофолликулярные) выделяют кальцитонин (тирокальцитонин), снижающий содержание кальция в крови.

Секреторная деятельность тироцитов очень сложная и сводится к следующему: из аминокислот и солей, приносимых с кровью и проникающих в тироцит, при активном участии рибосом, эндоплазматической сети, комлекса Гольджи образуется нейодированный тиреоглобулин, одной из аминокислот которого является тирозин. В полости фолликула в тирозин тиреоглобулина включаются последовательно атомы йода, которые образуются при окислении йодида, поглощенного из крови фолликулярными клетками. В ходе этого процесса последовательно синтезируются и накапливаются в коллоиде фолликула монойодтирозин, дийодтирозин, тетрайодтирозин (тироксин), трийодтиронин.

Таким образом, в состав гормонов, продуцируемых тироцитами, обязательно входит йод, поэтому для нормальной функции щитовидной железы необходим постоянный его приток с кровью. Организм получает йод с водой и кормом. При функциональной недостаточности железы (гипофункции) развивается кретинизм, выражающийся в задержке роста, диспропорции частей тела. Это заболевание встречается в тех районах, где в почве и воде почти нет йода, необходимого для образования тироксина. При гиперфункции повышаются возбудимость нервной системы и основной обмен веществ.

Обильное кровоснабжение щитовидной железы обеспечивается сонной артерией. Иннервируется железа нервными волокнами симпатической и парасимпатической нервной системы.

Регуляция образования йодсодержащих гормонов осуществляется:

1) тиреотропином передней доли гипофиза. Влияет на все стадии йодирования, связь между гормонами осуществляется по типу прямых и обратных связей;

2) йодом. Малые дозы стимулируют образование гормона за счет усиления секреции фолликулов, большие - тормозят;

3) вегетативной нервной системой: симпатическая - повышает активность продукции гормона, парасимпатическая - снижает;

4) гипоталамусом. Тиреолиберин гипоталамуса стимулирует тиреотропин гипофиза, который стимулирует продукцию гормонов, связь осуществляется по типу обратных связей;

5) ретикулярной формацией (возбуждение ее структур повышает выработку гормонов);

6) корой головного мозга. Декортикация активизирует функцию железы первоначально, значительно снижает с течением времени.

Тиреокальцитоцин образуется парафолликулярными клетками щитовидной железы, которые расположены вне железистых фолликул. Он принимает участие в регуляции кальциевого обмена, под его влиянием уровень Са снижается. Тиреокальцитоцин понижает содержание фосфатов в периферической крови.

Тиреокальцитоцин тормозит выделение ионов Са²⁺ из костной ткани и увеличивает его отложение в ней. Он блокирует функцию остеокластов, которые разрушают костную ткань, и запускают механизм активации остеобластов, участвующих в образовании костной ткани.

Околощитовидные (паращитовидные) железы - небольшие образования округлой или овальной формы, масса железы 0,15-0,4 г. В железах различают наружное и внутреннее тельца. Расположение органа у разных видов животных сильно варьирует. У крупного рогатого скота наружное тельце железы находится краниально от щитовидной железы в области деления общей сонной артерии, а внутреннее тельце - около дорсального края медиальной поверхности щитовидной железы. У лошади наружное тельце расположено между пищеводом и краниальной половиной щитовидной железы, а внутреннее тельце - на трахее.

Эпителиальные клетки околощитовидной железы - паратироциты образуют сложную систему переплетающихся тяжей, в которых раздичают их два основных типа: главные и оксифильные клетки. Паратироциты выделяют гормон паратиреодин, или паратгормон, который повышает содержание кальция, снижает содержание фосфора в крови, регулирует рост и регенерацию костной ткани, влияет на проницаемость клеточных мембран и синтез АТФ. То есть гормон паратиреодин регулирует кальциевый и фосфорный обмены, влияет на белковый, жировой и водный обмены веществ.

Регуляция деятельности паращитовидных желез осуществляется по принципу обратной связи, регулирующим фактором является уровень кальция в крови, регулирующим гормоном - паратгормон. Основным стимулом к выбросу в кровоток паратгормона служит снижение концентрации кальция в крови (норма 2,25-2,75 ммоль/л, или 9-11 мг/100 мл).

Основная функция паратгормона заключается в поддержании постоянного уровня ионизированного кальция в крови и эту функцию он выполняет, влияя на кости, почки, и посредством витамина D - на кишечник. Как известно, в организме человека содержится около 1 кг кальция, 99% которого локализуется в костях в форме гидроксиапатита. Около 1% кальция организма содержится в мягких тканях и во внеклеточном пространстве, где он принимает участие во всех биохимических процессах.

3. Что такое условный и безусловный рефлекс? Какие элементы общие для условных и безусловных рефлексов, а какие - разные? Приведите конкретные примеры рефлексов у животных, с которыми вы работаете

Рефлекс - это ответная реакция организма на раздражение из внешней или внутренней среды, осуществляемая с помощью ЦНС. Различают безусловные и условные рефлексы.

Безусловные рефлексы - это врожденные, постоянные, наследственно передаваемые реакции, свойственные представителям данного вида организмов. Например, зрачковый, коленный, ахиллов и др. рефлексы. Безусловные рефлексы обеспечивают взаимодействие организма с внешней средой, его адаптацию к условиям среды и создают условия целостности организма. Безусловные рефлексы возникают непосредственно за действием раздражителя, т.к. осуществляются по готовым, передаваемым по наследству, рефлекторным дугам, которые всегда постоянны. Сложные безусловные рефлексы называются инстинктами.

К числу безусловных рефлексов относят сосательные и двигательные, которые присущи уже 18-недельному плоду. Безусловные рефлексы - база выработки условных рефлексов у животных и человека. У детей они с возрастом превращаются в синтетические комплексы рефлексов, что увеличивает приспособляемость организма к внешней среде.

Условные рефлексы - реакции приспособительные, временные и строго индивидуальные. Они присущи только одному или нескольким представителям вида, подвергнутым обучению (дрессировке) или воздействию естественной среды. Условные рефлексы вырабатываются постепенно, при наличии определенной среды, и являются функцией нормальной, созревшей коры больших полушарий и низших отделов головного мозга. В этом отношении условные рефлексы связаны с безусловными, так как являются ответной реакцией одного и того же материального субстрата - нервной ткани.

Если условия выработки рефлексов постоянны из поколения в поколение, то рефлексы могут стать наследственными, т.е. могут превращаться в безусловные. Примером такого рефлекса может служить раскрывание клюва слепыми и неоперившимися птенцами в ответ на сотрясение гнезда птицей, прилетающей их кормить. Поскольку за сотрясением гнезда следует кормление, что повторялось во всех поколениях, то условный рефлекс становится безусловным. Однако все условные рефлексы - реакции приспособительные к новой внешней среде. Они исчезают при удалении коры головного мозга. Высшие же млекопитающие и человек с повреждением коры становятся глубокими инвалидами и погибают при отсутствии необходимого ухода.

Проведенные И.П. Павловым многочисленные опыты показали, что основу выработки условных рефлексов составляют импульсы, поступающие по афферентным волокнам из экстеро- или интерорецепторов. Для образования их необходимы следующие условия:

1) действие индифферентного (в будущем условного) раздражителя должно предшествовать действию безусловного раздражителя. При другой последовательности рефлекс не вырабатывается или бывает очень слабым и быстро угасает;

2) в течение определенного времени действие условного раздражителя должно сочетаться с действием безусловного раздражителя, т.е. условный раздражитель подкрепляется безусловным.

Такое сочетание действия раздражителей следует повторять неоднократно. Кроме того, обязательным условием при выработке условного рефлекса является нормальная функция коры больших полушарий, отсутствие болезненных процессов в организме и посторонних раздражителей.В противном случае, кроме вырабатываемого подкрепляемого рефлекса, будет возникать еще и ориентировочный, или рефлекс внутренних органов (кишечника, мочевого пузыря и др.).

Действующий условный раздражитель всегда вызывает слабый очаг возбуждения в соответствующей зоне мозговой коры. Подключившийся (через 1-5 с) безусловный раздражитель создает в соответствующих подкорковых ядрах и участке коры больших полушарий второй, более сильный очаг возбуждения, который отвлекает на себя импульсы первого (условного) более слабого раздражителя. В результате между обоими очагами возбуждения коры больших полушарий устанавливается временная связь. При каждом повторении (т.е. подкреплении) эта связь становится прочнее. Условный раздражитель превращается в сигнал условного рефлекса.

Для выработки условного рефлекса необходимы условный раздражитель достаточной силы и высокая возбудимость клеток мозговой коры, которые должны быть свободны от сторонних раздражителей. Соблюдение перечисленных условий ускоряет выработку условного рефлекса.

В зависимости от методики выработки условные рефлексы подразделяют на секреторные, двигательные, сосудистые, рефлексы изменения во внутренних органах и т.д.

Рефлекс, выработанный подкреплением условного раздражителя безусловным, называют условным рефлексом первого порядка. На его основе можно выработать новый рефлекс. Например, сочетанием светового сигнала с кормлением у собаки выработан прочный условный рефлекс слюноотделения. Если перед световым сигналом давать звонок (звуковой раздражитель), то через несколько повторений такого сочетания у собаки начинается слюноотделение на звуковой сигнал. Это и будет рефлекс второго порядка, или вторичный, подкрепляемый не безусловным раздражителем, а условным рефлексом первого порядка. При выработке условных рефлексов высших порядков необходимо, чтобы новый индифферентный раздражитель включался за 10-15 с до начала действия условного раздражителя ранее выработанного рефлекса. Если же раздражитель будет действовать через интервалы, более близкие или совмещенные, тo новый рефлекс не появится, а ранее выработанный угаснет, так как в коре мозга разовьется торможение. Неоднократное повторение совместно действующих раздражителей или значительное накладывание времени действия одного раздражителя на другой обусловливает появление рефлекса на комплексный раздражитель.

Условным раздражителем для выработки рефлекса может стать и определенный промежуток времени. У людей рефлексом на время является ощущение голода в те часы, когда они обычно принимают пищу. Интервалы могут быть весьма короткими. У детей школьного возраста рефлекс на время - ослабление внимания перед концом урока (за 1-1,5 мин до звонка). Это результат не только утомления, но и ритмичной работы мозга в период учебных занятий. Реакция на время в организме - это ритм многих периодически меняющихся процессов, например, дыхания, сердечной деятельности, пробуждении от сна или спячки, линьки животных и т.д. В основе ее возникновения лежит ритмическая посылка импульсов из соответствующих органов в мозг и обратно к эффекторным аппаратам.

двигательный щитовидный рефлекс пищеварение легкий

4. Опишите сущность полостного и пристеночного пищеварения и механизм всасывания продуктов гидролиза белков, жиров и углеводов. Как отразится на процессе пищеварения и всасывания недостаток в кормах каротина и витамина А?

Пищеварение, его значение

Пищеварение - это комплекс физико-химических процессов, в результате которых специфические питательные вещества расщепляются до неспецифических веществ, пригодных для всасывания в кровь и лимфу.

Кроме питательных веществ с пищевыми продуктами в организм поступают необходимые элементы, которые усваиваются без обработки. Это минеральные соли, микроэлементы, витамины (водо- и жирорастворимые), вода, а также пищевые волокна (клетчатка и пектины, которые почти не усваиваются). Пищевые волокна очень важны для организма. Они выполняют детоксикационную функцию - поглощают радионуклиды, стимулируют моторику ЖКТ, обеспечивают более полноценное переваривание и всасывание. Значение пищеварения. Пищеварение обеспечивает: Энергетические потребности организма - приток энергии с питательными веществами (самые энергоемкие - жиры); Пластические потребности организма - питательные вещества являются строительным материалом для роста, развития и обновления всех клеточных структур. Пищеварение - это начальный этап обмена веществ.

Виды пищеварения

1. Внутриклеточное пищеварение, характерное для одноклеточных. Питательные вещества попадают в клетку путем фаго- и пиноцитоза. Внутри клетки они подвергаются гидролизу в пищеварительной вакуоли лизосомными ферментами. Непереваренные остатки с ферментами и элементами пищеварительной вакуоли активно путем экзоцитоза выбрасываются в окружающую среду. На все процессы затрачивается много энергии. В организме человека внутриклеточное пищеварение сохранилось у лейкоцитов и клеток лимфо-ретикуло-гистиоцитарной системы. 2. Внеклеточное пищеварение, которое делится на 3 вида: полостное (дистантное), пристеночное (мембранное, контактное) и внеорганизменное. В ЖКТ человека имеет место полостное и пристеночное пищеварение.

Таблица 1

Отличительные признаки полостного и пристеночного пищеварения

№	Полостное пищеварение	Пристеночное пищеварение
1	Начальный этап переваривания пищи	Заключительный этап, который заканчивается всасыванием мономеров в кровь и лимфу.
2	Пищеварительные соки выделяются в полость ЖКТ, гидролиз питательных веществ происходит в пищевом комке в процессе хаотичного движения ферментов при перемешивании с пищей.	Гидролиз питательных веществ происходит на поверхности плазматических мембран энтероцитов, ферменты жестко фиксированы, их активные центры строго ориентированы в пространстве.
3	Осуществляется во всех полостях ЖКТ	Частично в 12-перстной кишке, а также в тощей и подвздошной кишках, т.е. в тонком кишечнике.
4	Тратится много соков, ферментов и энергии, так как сок вместе с пищевыми массами переходит в следующий отдел ЖКТ.	Экономный расход ферментов и энергии, так как ферменты фиксированы и могут многократно вступать в реакцию гидролиза.
5	Происходит грубая ломка молекул питательных веществ до олигомеров.	Происходит окончательный гидролиз питательных веществ до мономеров, который завершается всасыванием их в кровь и лимфу.
6	Малая поверхность контакта с пищей	Площадь контакта огромная за счет складок, ворсинок (выростов слизистой) и микроворсинок (выростов мембран энтероцитов) и гликокаликса**

**Примечание: Снаружи микроворсинки покрыты гликокаликсом. Это сеточка из мукополисахаридов. На гликокаликсе адсорбированы кишечные ферменты, которые вызывают гидролиз крупных олигомеров до димеров. Гликокаликс является своеобразным молекулярным ситом, который предупреждает проникновение на микроворсинки крупных пищевых частиц и бактерий. В то же время гликокаликс выполняет рецепторную функцию по отношению к энтероцитам.

Всасывание - транспорт или переход конечных продуктов пищеварения, неспецифических мономеров, из полости ЖКТ через полупроницаемые мембраны во внутреннюю среду организма (кровь и лимфу).

Условия, необходимые для всасывания

1. Наличие конечных неспецифических веществ (мономеров) - глюкозы, аминокислот, моноглицеридов, жирных кислот.

2. Наличие большой площади поверхности для всасывания.

3. Проницаемость мембран ЖКТ для различных веществ. 4. Наличие специфических белков-переносчиков.

5. Наличие энергии АТФ для активного транспорта.

6. Наличие градиентов для пассивного транспорта (концентрационного, осмотического, гидростатического, электрического).

7. Определенное время пребывания пищи в ЖКТ.

Выраженность всасывания в разных отделах ЖКТ

1. Ротовая полость. Нет условий для всасывания питательных веществ. Пища находится здесь короткое время, нет конечных продуктов гидролиза. В ротовой полости всасываются лекарственные вещества (нитроглицерин, валидол и др.), яды (цианистый калий).

2. Желудок. В желудке почти нет конечных продуктов гидролиза. Всасываются вода, минеральные соли, лекарственные препараты, алкоголь, глицерин.

3. Тонкий кишечник. В тонком кишечнике имеются все условия для всасывания и поэтому здесь всасываются: глюкоза, аминокислоты, глицерин, жирные кислоты, минеральные соли, вода (в виде изотонических растворов) и витамины.

4. Толстый кишечник. В толстом кишечнике всасывается в основном вода - до 10 л/сутки (суточное потребление воды приблизительно 2 литра, а остальное количество всасывается за счет пищеварительных соков). Основные механизмы всасывания.

Существуют 2 механизма всасывания: пассивный транспорт - без затраты энергии, по градиенту; активный транспорт - с затратой энергии АТФ (градиент роли не играет), участвуют белки-переносчики. Пассивно всасываются: вода (по осмотическому градиенту), органические кислоты и органические основания (по концентрационному и гидростатическому градиентам), минеральные соли - К+, С1- (по концентрационному и электрическому градиентам), витамины (по концентрационному градиенту). Активно всасываются: аминокислоты, глюкоза, жирные кислоты, Са2+, Na+.

Механизмы всасывания белков, жиров и углеводов

БЕЛКИ всасываются в виде аминокислот в тонком кишечнике (возможно в виде ди- и трипептидов). Аминокислоты всасываются активно, с участием Na+ и переносчиков (4 системы переносчиков), между которыми существуют конкурентные взаимоотношения. Аминокислота и переносчик образуют комплекс с ионами Na+ , который через апикальную мембрану по натриевому градиенту проникает в энтероцит. В клетке этот комплекс распадается. Аминокислота по концентрационному градиенту через базальную мембрану всасывается в кровь и по портальной системе поступает в печень. Переносчик возвращается в полость кишечника. С помощью работы Na+ -К + насоса Na+ также изгоняется из клетки в полость кишечника - активно с затратой АТФ.

Углеводы всасываются в виде моносахаридов (глюкозы, галактозы, фруктозы). Активнее всего всасываются глюкоза и галактоза. Механизм всасывания глюкозы похож на всасывание аминокислот, только имеется собственный переносчик. Энергия затрачивается на работу К+ -Na+ насоса. Через базальную мембрану энтероцита глюкоза всасывается по механизму облегченной диффузии.

Жиры всасываются в виде моноглицеридов, глицерина и жирных кислот. Глицерин - пассивно, по концентрационному градиенту. Жирные кислоты и моноглицериды вместе с холестерином, лецитином и желчными кислотами образуют мицеллу, которая захватывается мембраной энтероцитов и переносится внутрь клетки без затраты энергии. В энтероцитах из жирных кислот и глицерина происходит синтез нейтрального жира, специфичного для человека, на что тратится энергия АТФ. Мельчайшие капельки нейтрального специфического жира вместе с холестерином и фосфолипидами покрываются липопротеиновой оболочкой и образуют хиломикроны, которые через базальную мембрану всасываются в лимфу и затем, поступая в общий кровоток, откладываются в жировое депо. Желчные кислоты всасываются через базальную мембрану в кровь, поступают в печень и участвуют в образовании желчи. Часть желчных кислот поступает обратно в просвет тонкого кишечника. Инкреция - выработка гастроинтестинальных гормонов, поступающих непосредственно в кровь. В настоящее время известно более 30 таких гормонов. Среди них наиболее важными являются: гастрин (вырабатывается G-клетками желудка, стимулирует желудочную секрецию): секретин (вырабатывается в 12-перстной кишке, стимулирует панкреатическую секрецию); холецистокинин-панкреозимин (ХЦК-ПЗ, вырабатывается в 12-перстной кишке, стимулирует панкреатическую секрецию и выделение желчи); мотилин (вырабатывается в проксимальном отделе тонкого кишечника, стимулирует желудочную секрецию и моторику); вилликинин (вырабатывается в 12-перстной кишке, усиливает сокращение ворсинок, способствует всасыванию); бомбезин (вырабатывается в 12-перстной кишке, стимулирует желудочную секрецию); соматостатин (вырабатывается в желудке и в проксимальном отделе тонкого кишечника, тормозит процессы пищеварения). Гастроинтестинальные гормоны регулируют почти все функции ЖКТ, оказывают влияние и на другие процессы в организме: участвуют в обмене веществ, работе сердечнососудистой системы, формировании памяти (следовательно, и в обучении, в проявлении психофизиологических особенностей человека). Ряд гормонов ЖКТ обнаружен в ЦНС: (эндорфины, гастрин, вещество Р), которые имеют информационное значение в организме.

Витамин А (ретинол). Он принимает активное участие в окислительных процессах на уровне клеточного обмена, в обмене белковом и минеральных веществ, обеспечивает нормальное состояние эпителия кожи, дыхательных путей, пищеварительного тракта, половых органов. При его недостатке происходит кератинизация эпителия и как следствие возникают легочные заболевания, нарушаются пищеварение, функция размножения и работа органов мочеотделения, снижается эффективность использования белковых веществ и фосфора костной тканью. (Менькин В.К.)

Провитаминная сущность каротина заключается в том, что этот пигмент способен расщепляться в организме человека и животных с образованием витамина А. В 1931 году Каррер установил, что витамин А, представляет собой гидролизованную половину молекулы симметричного каротина и получается из него путем окислительного распада по средней (центральной) двойной связи.

Каротин, попадая в организм человека или животного всасывается через стенки кишечника. Однако эффективность данного процесса на отдельных его этапах подвержена значительным колебаниям в зависимости от большого количества различных факторов. Эфиры ретинола и каротиноиды, поступившие с пищей в желудочно-кишечный тракт, в виде жировых глобул поступают в тонкую кишку, где в присутствии желчных кислот происходит их эмульгирование и образование мицелл. Гидролиз эфиров ретинола до ретинола и свободных жирных кислот осуществляется неспецифической панкреатической липазой. Образование мицелл, в состав которых входят желчные кислоты, жирные кислоты, моноглицериды, холестерин и др., существенно повышает эффективность всасывания каротина и ретинола. Всасывание каротина и каротиноидов происходит, главным образом, в верхней трети кишечника путем пассивной абсорбции с участием переносчиков - при физиологических концентрациях витамина, или пассивной диффузии - при более высоких концентрациях. По другим данным, всасывание ретинола идет по активному механизму или путем пиноцитоза. Ресорбция каротина в кровь через кишечный эпителий зависит, от характера воспринимаемого организмом каротинового препарата. Каротин сырых неизмельченных овощей и плодов ресорбируется в минимальной степени, ибо он находится внутри неподвижной клетки и окружен водной средой, не являющейся для него растворителем. Значительно лучше протекает для него ресорбция в случае применения мелко измельченного препарата или подвергнуто предварительной обработке, ослабляющей клеточные стенки. Решающим фактором для ресорбции каротина является наличие жировой среды. При бедной жирами диете даже чистый кристаллический каротин, принятый внутрь без жира, не обладает почти никаким физиологическим действием. Отсюда ясно, что наилучшей формой препарата каротина является его масляный раствор или концентрат. Наибольшее количество каротина, растворенного в масле, способны усваиваться организмом на 70-80 и даже 90%. Усвояемость организмом каротина и витамина А значительно повышается в присутствии б-токоферола (витамин Е), являющегося стабилизатором-антиоксидантом. Лучше всего ресорбируется каротин тех продуктов, которые обладают наиболее высоким содержанием витамина. (Конъ И.Я)

У животных в тонком отделе кишечника из каротина образуется витамин А, который поступает в лимфу и затем в кровь. При избыточном поступлении, каротин в организме животного резервируется в жировой ткани, а витамин А - в основном в печени. Способность превращать каротин в витамин А у животных разных видов неодинакова. У птицы из 1 мг в-каротина образуется 500 мкг витамина А, у свиньи - 160, у овцы - 174, у крупного рогатого скота - 120 и у лошади - 167 мкг (А. Хенниг, 1967). Эти данные необходимо учитывать при нормировании витамина А животным. (Менькин В.К.)



5. Опишите процесс пищеварения в тонком и толстом отделах кишечника, а также виды, значение и регуляцию их двигательной активности

Тонкий кишечник состоит из 3-х отделов: 12-перстной кишки, тощей кишки и подвздошной кишки. Особенности пищеварения в 12-перстной кишке. 12-перстная кишка - это диспетчер ЖКТ. Переводит кислое желудочное пищеварение в кишечное щелочное. Происходит смешивание, 3-х пищеварительных соков: собственно кишечного, панкреатического соков и желчи. Взаимодействуют 2 типа пищеварения: полостное и пристеночное. Характеризуется большим количеством разнообразных ферментов. Вырабатывается много гормонов. Начинаются процессы всасывания.

Особенности строения тонкого кишечника. Слизистая оболочка складчатая, на слизистой имеются ворсинки - выросты слизистой. В центре ворсинки расположен лимфатический сосуд, по периферии от него - кровеносные сосуды. Имеются также гладкомышечные элементы. Ворсинка может сокращаться и работает как микронасос, усиливая процессы всасывания. Апикальная мембрана энтероцитов имеет микроворсинки - выросты биомембран. Поверхность микроворсинок покрыта гликокаликсом.

Складки, ворсинки, микроворсинки и гликокаликс резко увеличивают поверхность контакта тонкого кишечника. Слизистая кишечника имеет 2 вида желез: 1. Бруннеровы железы - расположены в 12-перстной кишке, напоминают пилорические железы желудка. Выделяют сок, богатый водой, бикарбонатами, муцином, со слабой ферментной активностью. Муцин защищает слизистую 12-перстной кишки от действия НС1 и ферментов желудочного сока. 2.Либеркюновы железы - располагаются в тощей и повздошной кишке. Они вырабатывают кишечный сок, богатый ферментами. Большая часть ферментов кишечного сока фиксирована на микроворсинках и участвует в пристеночном пищеварении.

Состав кишечного сока. Кишечный сок представляет собой мутную, беловатого цвета жидкость со специфическим запахом. При отстаивании образует 2 слоя: верхний, прозрачный, содержит минеральные соли и много бикарбонатов. Нижний слой - мутный, содержит ферменты, слизь, слущенный эпителий, лейкоциты. Реакция сока - 7,5-8,6, количество 1,5-2 литра/сутки. В состав кишечного сока входят более 20 разнообразных ферментов. К ним относятся:

I. Пептидазы 1. Энтерокиназа - фермент фермента, активирует трипсиноген в трипсин. 2. Аминопептидазы. 3. Карбоксипептидазы. Пептидазы кишечного сока относятся к группе эрипсинов, они расщепляют полипептиды до аминокислот.

II. Амилолитические ферменты: амилаза, мальтаза, сахараза, лактаза. Все эти ферменты действуют на углеводы и расщепляют их до моносахаридов.

III. Липолитические ферменты: липаза, фосфолипаза - действуют на жиры, предварительно эмульгированные желчью, расщепляя их до глицерина и жирных кислот.

IV. Нуклеазы: рибонуклеаза и дезоксирибонуклеаза - расщепляют полинуклеотиды до мононуклеотидов. Регуляция кишечной секреции.

Секреция кишечных желез усиливается во время приема пищи, при местном механическом, химическом раздражении кишки и под влиянием некоторых кишечных гормонов.

Ведущее значение принадлежит местным механизмам регуляции. К ним относятся местные периферические рефлексы с участием клеток Догеля трех типов. При этом кишечный сок выделяется только в том участке, где находится химус. Рецепторами периферических рефлекторных дуг являются механо- и хеморецепторы. Рефлекторные дуги образуют мейснеровское подслизистое и ауэрбаховское межмышечное нервные сплетения.

Стимуляторами кишечной секреции являются: сами продукты переваривания белков и жиров, оказывающие местное раздражающее действие на слизистую. НС1 Гормоны ВИП, мотилин. Ингибитором кишечной секреции является соматостатин.

Для исследований регуляторных механизмов кишечной секреции предложены операции на собаках: операция Тири-Велла и Тири-Велла в модификации И.П. Павлова. Один (Тири) или два (Тири-Велла) конца изолированного отрезка тонкой кишки выводят в кожную рану. Для сохранения моторики И.П. Павлов предложил модификацию, которая заключалась в создании замкнутого кольца из изолированного отрезка кишки с одной фистулой.

Моторика тонкого кишечника. В тонком кишечнике различают следующие виды движения:

1. Тонические сокращения, которые обеспечивают лучший контакт химуса со слизистой.

2. Перистальтические сокращения - обеспечивают передвижение химуса из тонкого кишечника в толстый.

3. Маятникообразные сокращения, осуществляющиеся за счет последовательных сокращений продольных мышц в пределах отдельных отсеков. При этом химус может двигаться то в одном, то в другом направлении (как маятник). Эти сокращения обеспечивают втирание химуса в слизистую и более полный контакт с микроворсинками.

4. Ритмическая сегментация. На различных участках тонкого кишечника усиливается тонус циркулярных мышц. В результате кишечник разделяется на отдельные сегменты, затем места перетяжек меняются. Этот вид движения служит для лучшего контакта химуса со стенкой кишечника и ферментами.

Регуляция моторики кишечника. Блуждающий нерв усиливает все виды движений кишечника, а симпатический - наоборот, тормозит моторику. Гуморальными стимуляторами моторной активности кишечника также являются кислоты, основания, НС1, гастрин, серотонин, вилликинин, мотилин, желчные кислоты. В 1961 году советский ученый Богач описал основной закон двигательной активности ЖКТ: химус активирует моторику в данном отделе ЖКТ и в нижележащем, а на вышележащий отдел оказывает тормозное влияние.

Пищеварение в толстом кишечнике. Из тонкого кишечника порции химуса через илеоцекальный сфинктер переходят в толстую кишку. Толстый кишечник состоит из следующих отделов: слепая кишка, поперечная ободочная, сигмовидная кишка и прямая кишка. В толстом кишечнике происходят следующие процессы:

1. Продолжается утилизация необходимых для организма веществ. Пищевые волокна (целюллоза, пектин, лигнин) подвергаются расщеплению ферментом целлюлазой, который вырабатывают бактерии. Пищевые волокна усиливают моторику кишечника и действуют как легкие слабительные.

2. Всасываются в кровь вода (8-10 л/сутки) и минеральные соли.

3. Экскретируются метаболиты и соли тяжелых металлов.

4. Идет образование каловых масс и удаление их из организма. Первичный центр дефекации расположен в сакральном отделе спинного мозга.

5. Осуществляется ферментативный гидролиз и всасывание остатков питательных веществ, поступивших из тонкого кишечника.

6. С помощью бактериальной флоры толстого кишечника происходит синтез и усвоение витаминов Е, К и группы В.

В обычных условиях уровень активности толстого кишечника невысок. Однако, если возникают нарушения пищеварения в тонком кишечнике, то толстый кишечник их компенсирует. В соке толстой кишки в небольшом количестве присутствуют пептидазы, катепсин, амилаза, липаза, нуклеаза, щелочная фосфатаза. Толстый кишечник имеет собственную микрофлору. Это в основном бесспоровые облигатные бактерии, а также молочнокислые бактерии, кишечная палочка, стрептококки и спороносные анаэробы. Микрофлора участвует в создании иммунного барьера, подавляет рост патогенных микроорганизмов, уравновешивает процессы гниения и брожения в кишечнике, участвует в обмене белков, фосфолипидов, желчных и жирных кислот, билирубина и холестерина.

Моторика толстого кишечника В толстом кишечнике присутствуют те же виды моторной деятельности, что и в тонком кишечнике + масс-перистальтика. Перистальтика - в ней участвуют циркулярные мышцы и мышцы в области полос. В результате образуются вздутия (гаустры), скорость распространения волн 0,5 см/с. Происходит перемешивание содержимого и всасывание воды. Ритмическая сегментация - выражена в толстом кишечнике и обеспечивает перемешивание. Маятникообразные сокращения - тоже выражены и обеспечивают перемешивание и всасывание воды. Антиперистальтика - редка. Масс-перистальтика - сокращение циркулярных и продольных мышц на значительном протяжении толстого кишечника. Приводит к опорожнению его больших участков. Это очень редкие сокращения - 3-4 раза в сутки. Способствуют формированию каловых масс и наполнению прямой кишки.

Регуляция масс-перистальтики:

а) местная - под действием клетчатки, непереваренной пищи, экстрактивных веществ;

б) рефлекторная - по принципу безусловного рефлекса (но есть и слабый условный).

По принципу безусловного рефлекса - при раздражении рецепторов вышележащих отделов ЖКТ. Сначала - кратковременное торможение, а затем - усиление моторики. Состав каловых масс: непереваренная пища; инактивированные ферменты; продукты белкового обмена; желчные кислоты и пигменты; бактерии, отторгнутые эпителиоциты тонкого и толстого кишечника; лейкоциты; вода и минеральные вещества.

Акт дефекации. Дефекация - опорожнение толстого кишечника и эвакуация каловых масс из организма. Возникает при возбуждении центра дефекации, расположенного в сакральных сегментах (S1 - S4) спинного мозга. Возбуждение возникает под действие импульсов из коры головного мозга при наполнении прямой кишки и увеличении давления до 45мм. рт.ст. Возбуждаются рецепторы слизистого и мышечного сло?в, импульсы поступают в центр дефекации, расположенный в сакральных сегментах спинного мозга. Эфферентные волокна - волокна тазового нерва и соматические нервы. Тазовый нерв иннервирует внутренний и наружный анальные сфинктеры и сокращает мышцы прямой кишки. Соматические нервы осуществляют сокращения скелетной мускулатуры. Симпатическая нервная система представлена нижнем чревным нервом, обеспечивает закрытие сфинктера. Акт дефекации - рефлекторный процесс.

6. Что такое жизненная и общая емкость легких? Из каких объемов воздуха они складываются? Чем отличается по газовому составу альвеолярный воздух от выдыхаемого и вдыхаемого воздуха?

Дыхание - совокупность процессов, обеспечивающих потребление кислорода и выделение двуокиси углерода в атмосферу. В основе дыхательной функции лежат тканевые окислительно-восстановительные процессы, обеспечивающие обмен энергии в организме.

Сущность дыхания заключается в обеспечении процессов, при помощи которых животные и растительные клетки потребляют кислород, отдают двуокись углерода и переводят энергию в форму, доступную для биологического использования. Поступающий из окружающей среды кислород доставляется к клеткам, где он связывается с углеродом и водородом, которые отщепляются от высокомолекулярных веществ, включенных в цитоплазму. Конечные продукты превращений веществ, удаляемых из организма, двуокись углерода, вода и другие соединения содержат большую часть кислорода, поступающего в организм, остальной кислород входит в состав цитоплазмы. Кислород обеспечивает основные биохимические окислительные процессы, освобождающие энергию, поэтому нормальная жизнь и здоровье животных невозможны при недостаточном снабжении организма кислородом. При прекращении окислительных процессов животные погибают через несколько минут.

В процессе дыхания различают: обмен воздуха между внешней средой и альвеолами (внешнее дыхание или вентиляция легких), перенос газов кровью, потребление кислорода клетками и выделение ими двуокиси углерода (клеточное дыхание).

Жизненная ёмкость лёгких. В покое выдыхают в среднем 0,3-0,5, лошади - 5-6 л воздуха. Этот объем называют дыхательным воздухом. Сверх данного объёма собаки и овцы могут вдохнуть еще 0,5-1, а лошади - 10-12 л воздуха. После нормального выдоха животные могут выдохнуть приблизительно такое же количество воздуха.

При нормальном, неглубоком дыхании у животных грудная клетка не расширяется до максимального предела, а находится на некотором оптимальном уровне, при необходимости объем ее может увеличиваться за счет максимального сокращения мышц инспираторов.

Дыхательный, дополнительный и резервный объемы воздуха составляют жизненную емкость легких. У собак она составляет 1,5-3 л, у лошадей 26-30, у крупного рогатого скота - 30-35 л воздуха. При максимальном выдохе в легких еще остается немного воздуха, этот объем называют остаточным. Жизненная емкость легких и остаточный воздух составляют общую емкость легких. Величина жизненной емкости легких может значительно уменьшиться при некоторых заболеваниях, что приводит к нарушению газообмена.

Определение жизненной емкости легких имеет большое значение для выяснения физиологического состояния организма в норме и при патологии. Ее можно определить с помощью специального аппарата, называемого водяным (спирометром). К сожалению, эти способы трудно применимы в производственных условиях. У лабораторных животных жизненную емкость определяют под наркозом, при вдыхании смеси с высоким содержанием СО₂. Величина наибольшего выдоха примерно соответствует жизненной емкости легких. ЖЕ изменяется в зависимости от возраста, продуктивности, породы и других факторов.

Легочная вентиляция. После спокойного выдоха в легких остается резервный, или остаточный, воздух, называемый также альвеолярным воздухом. Около 70% вдыхаемого воздуха непосредственно поступает в легкие, остальные 25-30% участия в газообмене не принимают, так как он остается в верхних дыхательных путях. Объем альвеолярного воздуха у лошадей составляет 22 л. Поскольку при спокойном дыхании лошадь вдыхает 5 л воздуха, из которых в альвеолы поступает только 70%, или 3,5 л, то при каждом вдохе в альвеолах вентилируется только часть воздуха (3,5:22). Отношение вдыхаемого воздуха к альвеолярному называют коэффициентом легочной вентиляции, а количество воздуха, проходящего через легкие за 1 мин, - минутным объемом легочной вентиляции. Минутный объем - величина переменная, зависимая от частоты дыхания, жизненной емкости легких, интенсивности работы, характера рациона, патологического состояния легких и других факторов.

Воздухоносные пути (гортань, трахея, бронхи, бронхиолы) не принимают непосредственного участия в газообмене, поэтому их называют вредным пространством. Однако они имеют большое значение в процессе дыхания. В слизистой оболочке носовых ходов и верхних дыхательных путях имеются серозно-слизистые клетки и мерцательный эпителий. Слизь улавливает пыль и увлажняет дыхательные пути. Мерцательный эпителий движениями своих волосков способствует удалению слизи с частицами пыли, песка и другими механическими примесями в область носоглотки, откуда она выбрасывается. В верхних дыхательных путях находится множество чувствительных рецепторов, раздражение которых вызывает защитные рефлексы, на пример кашель, чихание, фырканье. Данные рефлексы способствуют выведению из бронхов частиц пыли, корма, микробов, ядовитых веществ, представляющих опасность для организма. Кроме того, вследствие обильного кровоснабжения слизистой оболочки носовых ходов, гортани, трахеи вдыхаемый воздух согревается.

Объем легочной вентиляции несколько меньше количества крови, протекающей через малый круг кровообращения в единицу времени. В области верхушек легких альвеолы вентилируются менее эффективно, чем у основания, прилегающего к диафрагме. Поэтому в области верхушек легких вентиляция относительно преобладает над кровотоком. Наличие вено - артериальных анастомозов и сниженное отношение вентиляции к кровотоку в отдельных частях легких - основная причина более низкого напряжения кислорода и более высокого напряжения двуокиси углерода в артериальной крови по сравнению с парциальным давлением этих газов в альвеолярном воздухе.

Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха. Атмосферный воздух содержит 20,82% кисло рода, 0,03% двуокиси углерода и 79,03% азота. В воздухе животноводческих помещений обычно содержится больше двуокиси углерода, водяных паров, аммиака, сероводорода и др. Количество кислорода может быть меньше, чем в атмосферном воздухе.

Выдыхаемый воздух содержит в среднем 16,3% кислорода, 4% двуокиси углерода, 79,7% азота (эти показатели приведены в пересчете на сухой воздух, то есть за вычетом паров воды, которыми насыщен выдыхаемый воздух). Состав выдыхаемого воздуха непостоянен и зависит от интенсивности обмена веществ, объема легочной вентиляции, температуры атмосферного воздуха и др.

Рис. 4



Альвеолярный воздух отличается от выдыхаемого большим содержанием двуокиси углерода - 5,62% и меньшим кислорода - в среднем 14,2-14,6, азота - 80,48% (табл. 6).

Выдыхаемый воздух содержит воздух не только альвеол, но и «вредного пространства», где он имеет такой же состав, как и атмосферный.

Азот в газообмене не участвует, но процентное содержание его во вдыхаемом воздухе несколько ниже, чем в выдыхаемом и альвеолярном. Это объясняется тем, что объем выдыхаемого воздуха несколько меньше, чем вдыхаемого.

Предельно допустимая концентрация двуокиси углерода в скотных дворах, конюшнях, телятниках - 0,25%; но уже 1% СО₂ вызывает заметную одышку, и легочная вентиляция увеличивается на 20%. Содержание двуокиси углерода выше 10% ведет к смерти.



Список используемой литературы

1. Смолин, С.Г. Физиология и этология животных: учебное пособие / С.Г. Смолин.- СПб: Лань, 2018. - 628 с.

2. Медведев, И.Н. Физиологическая регуляция организма: учебное пособие / И.Н. Медведев, С.Ю. Завалишина, Н.В. Кутафина.- СПб: Лань, 2016. - 392 с.

3. Физиология пищеварения и обмена веществ: учебное пособие / И.Н. Медведев [и др.]; под ред. Медведева И.Н. - СПб.: Лань, 2016. - 144 с.

4. Ряднов, А.А. Физиология животных: учебное пособие / А.А. Ряднов.- Волгоград: Волгоградский ГАУ, 2015. - 184 с.

5. Ряднов, А.А. Физиология и этология животных: учебное пособие / А.А. Ряднов.- Волгоград: Волгоградский ГАУ, 2015. - 196 с.

6. Физиология человека /Под ред. Н.А.Агаджаняна, В.И. Циркина.- Санкт-Петербург, 1998/

7. Власова И.Г., Чеснокова С.А. Регуляция функций организма: Физиологический справочник. - М., 1998.

8. Очерки по физиологии. Физиология пищеварения. - Бишкек, 1997.

9. К.Р. Рахимов. Углеводы и механизм их усвоения.- Ташкент, 1986.

10. Мембранный гидролиз и транспорт. Новые данные и гипотезы. - Л., 1986.

Размещено на allbest.ru