№47 : Фармация Физиология «жкт» МИМСР Методичка №47 : Фармация Физиология «ЖКТ» Болезни Желудка Антациды и адсорбенты Противоязвенные средства Средства, влияющие на вегетативную нервную систему Адренергические средства H2 -антигистаминные средства Ингибиторы протонного насоса МИМСР Лекция и статьи : Биоэлементы в косметологии. Биоэлементы в Диетологии. Методичка № 1 МИМСР Лекция и статьи : Биоэлементы в косметологии. Биоэлементы в Диетологии. Методичка № 2 МИМСР Лекции и статьи : Физиология человека. Часть №1 Биосинтез белка Любая живая клетка способна синтезировать белки, и эта способность представляет одно из наиболее важных и характерных ее свойств. С особенной энергией идет биосинтез белков в период роста и развития клеток. В это время активно синтезируются белки для построения клеточных органоидов, мембран. Синтезируются ферменты. Биосинтез белков идет интенсивно и во многих взрослых, т. е. закончивших рост и развитие, клетках, например в клетках пищеварительных желез, синтезирующих белки-ферменты (пепсин, трипсин), или в клетках желез внутренней секреции, синтезирующих белки-гормоны (инсулин, тироксин). Способность к синтезу белков присуща не только растущим или секреторным клеткам: любая клетка в течение всей жизни постоянно синтезирует белки, так как в ходе нормальной жизнедеятельности молекулы белков постепенно денатурируются, структура и функции их нарушаются. Такие пришедшие в негодность молекулы белков удаляются из клетки. Взамен синтезируются новые полноценные молекулы, в результате состав и деятельность клетки не нарушаются. Способность к синтезу белка передается по наследству от клетки к клетке и сохраняется ею в течение всей жизни. Основная роль в определении структуры белков принадлежит ДНК. Сами ДНК непосредственного участия в синтезе не принимают. ДНК содержится в ядре клетки, а синтез белков происходит в рибосомах, находящихся в цитоплазме. В ДНК только содержится и хранится информация о структуре белков. На длинной нити ДНК следует одна за другой запись информации о составе первичных структур разных белков. Отрезок ДНК, содержащий информацию о структуре одного белка, называют геном. Молекула ДНК представляет собрание нескольких сот генов. Чтобы разобраться в том, каким образом структура ДНК определяет структуру белка, приведем такой пример. Многие знают об азбуке Морзе, при помощи которой передают сигналы и телеграммы. По азбуке Морзе все буквы алфавита обозначены сочетаниями коротких и длинных сигналов - точкам и тире. Буква А обозначается .--, Б -- --. и т. д. Собрание условных обозначений называют кодом или шифром. Азбука Морзе представляет собой пример кода. Получив телеграфную ленту с точками и тире, знающий код Морзе легко расшифрует написанное. Макромолекула ДНК, состоящая из нескольких тысяч последовательно расположенных четырех видов нуклеотидов, представляет собой код, определяющий структуру ряда молекул белка. Так же как в коде Морзе каждой букве соответствует определенное сочетание точек и тире, так и в коде ДНК каждой аминокислоте соответствует определенное сочетание точек и тире, так и в коде ДНК каждой аминокислоте соответствует определенное сочетание последовательно связанных нуклеотидов. Код ДНК удалось расшифровать почти полностью. Сущность кода ДНК состоит в следующем. Каждой аминокислоте соответствует участок цепи ДНК из трех рядом состоящих нуклеотидов. Например, участок Т-Т-Т соответствует аминокислоте лизину, отрезок А-Ц-А - цистеину, Ц-А-А - валину и. т. д. Допустим, что в гене нуклеотиды следуют в таком порядке: А-Ц-А-Т-Т-Т-А-А-Ц-Ц-А-А-Г-Г-Г Разбив этот ряд на тройки (триплеты), мы сразу расшифруем, какие аминокислоты и в каком порядке следуют в молекуле белка: А-Ц-А - цистеин; Т-Т-Т - лизин; А-А-Ц - лейцин; Ц-А-А - валин; Г-Г-Г - пролин. В коде Морзе всего два знака. Для обозначения всех букв, всех цифр и знаков препинания приходится брать на некоторые буквы или цифры до 5 знаков. Код ДНК проще. Разных нуклеотидов 4. Число возможных комбинаций из 4 элементов по 3 равно 64. Разных аминокислот всего 20. Таким образом, различных триплетов нуклеотидов с избытком хватает для кодирования всех аминокислот. Транскрипция. Для синтеза белка в рибосомы должна быть доставлена программа синтеза, т. е. информация о структуре белка, записанная и хранящаяся в ДНК. Для синтеза белка в рибосомы направляются точные копии этой информации. Это осуществляется с помощью РНК, которые синтезируются на ДНК и точно копируют ее структуру. Последовательность нуклеотидов РНК точно повторяет последовательность в одной из цепей гена. Таким образом, информация, содержащаяся в структуре данного гена, как бы переписывается на РНК. Этот процесс называют транскрипцией (лат. "транскрипция" - переписывание). С каждого гена можно снять любое число копий РНК. Эти РНК, несущие в рибосомы информацию о составе белков, называют информационными (и-РНК). Для того чтобы понять, каким образом состав и последовательность расположения нуклеотидов в гене могут быть "переписаны" на РНК, вспомним принцип комплементарности, на основании которого построена двухспиральная молекула ДНК. Нуклеотиды одной цепи обусловливают характер противолежащих нуклеотидов другой цепи. Если на одной цепи находится А, то на том же уровне другой цепи стоит Т, а против Г всегда находится Ц. Других комбинаций не бывает. Принцип комплементарности действует и при синтезе информационной РНК. Против каждого нуклеотида одной из цепей ДНК встает комплементарный к нему нуклеотид информационной РНК (в РНК вместо тимидилового нуклеотида (Т) присутствует уридиловый нуклеотид (У)). Таким образом, против Г днк встает Ц рнк, против А днк - У рнк, против Т днк - А рнк. В результате образующаяся цепочка РНК по составу и последовательности своих нуклеотидов представляет собой точную копию состава и последовательности нуклеотидов одной из цепей ДНК. Молекулы информационной РНК направляются к месту, где происходит синтез белка, т. е. к рибосомам. Туда же идет из цитоплазмы поток материала, из которого строится белок, т. е. аминокислоты. В цитоплазме клеток всегда имеются аминокислоты, образующиеся в результате расщепления белков пищи. Транспортные РНК. Аминокислоты попадают в рибосому не самостоятельно, а в сопровождении транспортных РНК (т-РНК). Молекулы т-РНК невелики - они состоят всего из 70-80 нуклеотидных звеньев. Их состав и последовательность для некоторых т-РНК уже установлены полностью. При этом выяснилось, что в ряде мест цепочки т-РНК обнаруживаются 4-7 нуклеотидных звеньев, комплементарных друг другу. Наличие комплементарных последовательностей в молекуле приводит к тому, что эти участки при достаточном сближении слипаются друг с другом благодаря образованию водородных связей между комплементарными нуклеотидами. В результате возникает сложная петлистая структура, напоминающая по форме листок клевера. К одному из концов молекулы т-РНК присоединяется аминокислота (Д), а в верхушке "листка клевера" находится триплет нуклеотидов (Е), который соответствует по коду данной аминокислоте. Так как существует не менее 20 различных аминокислот, то, очевидно, имеется не менее 20 различных т-РНК: на каждую аминокислоту - своя т-РНК. Реакция матричного синтеза. В живых системах мы встречаемся с новым типом реакций, наподобие редупликации ДНК, или реакцией синтеза РНК. Такие реакции неизвестны в неживой природе. Их называют реакциями матричного синтеза. Термином "матрица" в технике обозначают форму, употребляемую для отливки монет, медалей, типографского шрифта: затвердевший металл в точности воспроизводит все детали формы, служившей для отливки. Матричный синтез напоминает отливку на матрице: новые молекулы синтезируются в точном соответствии с планом, заложенным в структуре уже существующих молекул. Матричный принцип лежит в основе важнейших синтетических реакций клетки, таких, как синтез нуклеиновых кислот и белков. В этих реакциях обеспечивается точная, строго специфичная последовательность мономерных звеньев в синтезируемых полимерах. Здесь происходит направленное стягивание мономеров в определенное место клетки - на молекулы, служащие матрицей, где реакция протекает. Если бы такие реакции происходили в результате случайного столкновения молекул, они протекали бы бесконечно медленно. Синтез сложных молекул на основе матричного принципа осуществляется быстро и точно. Роль матрицы в матричных реакциях играют макромолекулы нуклеиновых кислот ДНК или РНК. Мономерные молекулы, из которых синтезируется полимер, - нуклеотиды или аминокислоты - в соответствии с принципом комплементарности располагаются и фиксируются на матрице в строго определенном, заданном порядке. Затем происходит "сшивание" мономерных звеньев в полимерную цепь, и готовый полимер сбрасывается с матрицы. После этого матрица готова к сборке новой полимерной молекулы. Понятно, что как на данной форме может производиться отливка только какой-то одной монеты, одной буквы, так и на данной матричной молекуле может идти "сборка" только какого-то одного полимера. Матричный тип реакций - специфическая особенность химизма живых систем. Они являются основой фундаментального свойства всего живого - его способности к воспроизведению себе подобного. Трансляция. Информация о структуре белка, записанная в и-РНК в виде последовательности нуклеотидов, переносится далее в виде последовательности аминокислот в синтезируемой полипептидной цепи. Этот процесс называют трансляцией. По мере сборки белковой молекулы рибосома ползет по и-РНК. Когда рибосома продвинется вперед на 50-100 А, с того же конца на и-РНК входит вторая рибосома, которая, как и первая, начинает синтез и движется вслед за первой рибосомой. Затем на и-РНК вступает третья рибосома, четвертая и т. д. Все они выполняют одну и ту же работу: каждая синтезирует один и тот же белок, запрограммированный на данной и-РНК. Чем дальше вправо продвинулась рибосома по и-РНК, тем больший отрезок белковой молекулы "собран". Когда рибосома достигает правого конца и-РНК, синтез окончен. Рибосома с образовавшимся белком сходит с и-РНК. Затем они расходятся: рибосома - на любую и-РНК (так как она способна к синтезу любого белка; характер белка зависит от матрицы), белковая молекула - в эндоплазматическую сеть и по ней перемещается в тот участок клетки, где требуется данный вид белка. Через короткое время заканчивает работу вторая рибосома, затем третья и т. д. А с левого конца и-РНК на нее вступают все новые и новые рибосомы, и синтез белка идет непрерывно. Число рибосом, умещающихся одновременно на молекуле и-РНК, зависит от длины и-РНК. Так, на молекуле и-РНК, которая программирует синтез белка гемоглобина и длина которой около 1500 А, помещается до пяти рибосом (диаметр рибосомы приблизительно равен 230 А). Группу рибосом, помещающуюся одновременно на одной молекуле и-РНК, называют полирибосомой. Теперь остановимся подробнее на механизме работы рибосомы. Рибосома во время движения по и-РНК в каждый данный момент находится в контакте с небольшим учаством ее молекулы. Возможно, размер этого участка составляет всего один триплет нуклеотидов. Рибосома передвигается по и-РНК не плавно, а прерывисто, "шажками", триплет за триплетом. На некотором расстоянии от места контакта рибосомы с и-РНК находится пункт "сборки" белка: здесь помещается и работает фермент белок-синтетаза, создающий полипептидную цепь, т. е. образующий пептидные связи между аминокислотами. Сам механизм "сборки" белковой молекулы в рибосомах осуществляется следующим образом. В каждую рибосому, входящую в состав полирибосомы, т. е. движущуюся по и-РНК, из окружающей среды непрерывным потоком идут молекулы т-РНК с "навешанными" на них аминокислотами. Они проходят, задевая своим кодовым концом место контакта рибосомы с и-РНК, который в данный момент находится в рибосоме. Противоположный конец т-РНК (несущий аминокислоту) оказывается при этом вблизи пункта "сборки" белка. Однако только в том случае, если кодовый триплет т-РНК окажется комплементарным к триплету и-РНК (находящемуся в данный момент в рибосоме), аминокислота, доставленная т-РНК, попадет в состав молекулы белка и отделится от т-РНК. Тотчас же рибосома делает "шаг" вперед по и-РНК на один триплет, а свободная т-РНК выбрасывается из рибосомы в окружающую среду. Здесь она захватывает новую молекулу аминокислоты и несет ее в любую из работающих рибосом. Так постепенно, триплет за триплетом, движется по и-РНК рибосома и растет звено за звеном - полипептидная цепь. Так работает рибосома - этот органоид клетки, который с полным правом называют "молекулярным автоматом" синтеза белка. В лабораторных условиях искусственный синтез белка требует огромных усилий, много времени и средств. А в живой клетке синтез одной молекулы белка завершается в 1-2 мин. Роль ферментов в биосинтезе белка. Не следует забывать, что ни один шаг в процессе синтеза белка не идет без участия ферментов. Все реакции белкового синтеза катализируются специальными ферментами. Синтез и-РНК ведет фермент, который "ползет вдоль молекулы ДНК от начала гена до его конца и оставляет позади себя готовую молекулу и-РНК. Ген в этом процессе дает только программу для синтеза, а сам процесс осуществляет фермент. Без участия ферментов не происходит и соединения аминокислот с т-РНК. Существуют особые ферменты, обеспечивающие захват и соединение аминокислот с их т-РНК. Наконец, в рибосоме в процессе сборки белка работает фермент, сцепляющий аминокислоты между собой. Энергетика биосинтеза белка. Еще одной очень важной стороной биосинтеза белка является его энергетика. Любой синтетический процесс представляет собой эндотермическую реакцию и, следовательно, нуждается в затрате энергии. Биосинтез белка представляет цепь синтетических реакций: 1) синтез и-РНК; 2) соединение аминокислот с т-РНК; 3) "сборку белка". Все эти реакции требуют энергетических затрат. Энергия для синтеза белка доставляется реакцией расщепления АТФ. Каждое звено биосинтеза всегда сопряжено с распадом АТФ. Компактность биологической организации. При изучении роли ДНК выяснилось, что явление записи, хранения и передачи наследственной информации осуществляется на уровне молекулярных структур. Благодаря этому достигается поразительная компактность "рабочих механизмов", величайшая экономичность их размещения в пространстве. Известно, что содержание ДНК в одном сперматозоиде человека равно 3.3x10 -12 степени г. ДНК содержит всю информацию, определяющую развитие человека. Подсчитано, что все оплодотворенные яйцеклетки, из которых развились все люди, живущие ныне на Земле, содержат столько ДНК, сколько ее умещается в объеме булавочной головки. Авторегуляция химической активности клетки Любой клетке, как и всякой живой системе, присуща способность сохранять свой состав и все свои свойства на относительно постоянном уровне. Так, например, содержание АТФ в клетках составляет около 0. 04%, и эта величина стойко удерживается, несмотря на то, что АТФ постоянно расходуется в клетке в процессе жизнедеятельности. Другой пример. Реакция клеточного содержимого слабощелочная, и эта реакция устойчиво удерживается, несмотря на то что в процессе обмена веществ постоянно образуются кислоты и основания. Стойко удерживается на определенном уровне не только химический состав клетки, но и другие ее свойства. Высокую устойчивость живых систем нельзя объяснить свойствами материалов, из которых они состоят, так как белки, жиры и углеводы обладают незначительной устойчивостью. Устойчивость живых систем активна, она обусловлена сложными процессами координации и регуляции. Рассмотрим, например, каким образом поддерживается постоянство содержания АТФ в клетке. АТФ расходуется клеткой при осуществлении ею какой-либо деятельности. Синтез АТФ происходит в результате процессов бескислородного и кислородного расщепления глюкозы. Очевидно, постоянство содержания АТФ достигается благодаря точному уравновешиванию обоих процессов - расхода АТФ и ее синтеза. При снижении количества АТФ в клетке включаются процессы бескислородного и кислородного расщепления глюкозы, в ходе которых АТФ синтезируется. Когда уровень АТФ достигнет нормы, синтез АТФ притормаживается. Включение и выключение процессов, обеспечивающих поддержание нормального состава клетки, происходит в ней автоматически. Такую регуляцию называют саморегуляцией или авторегуляцией. Основой регуляции деятельности клетки являются процессы информации, т. е. сигналы. Сигналом служит изменение, возникающее в каком-нибудь звене системы. В ответ на сигнал включается процесс, в результате которого возникшее изменение устраняется. Когда нормальное состояние системы восстановлено - это служит новым сигналом для выключения процесса. Понижение содержания АТФ в клетке представляет сигнал, включающий процесс синтеза АТФ. Когда концентрация АТФ достигнет нормы - это новый сигнал, приводящий к выключению синтеза АТФ. По своему механизму сигнализация в клетке носит химический характер: сигналом служит химическое вещество - появление его или изменение его концентрации. Прием сигналов, передача их и ответные реакции на сигнализацию осуществляются ферментами. ОБМЕН БЕЛКОВ БЕЛКИ - сложные вещества - полимеры, состоящие из аминокислот, связанных между собой пептидной связью. Функции белков: Основной строительный материал в организме. Являются переносчиками витаминов, гормонов, жирных кислот и др. веществ. Обеспечивает нормальное функционировании иммунной системы. Обеспечивает состояние "аппарата наследственности". Являются катализаторами всех биохимических метаболических реакций организма. Организм человека в нормальных условиях (в условиях, когда нет необходимости пополнения дефицита ами- нокислот за счет распада сывороточных и клеточных белков) практически лишен резервов белка (мобилизу- емый резерв - 45г : 40г в мыщцах, 5г в крови и печени), поэтому единственным источником пополнения фонда аминокислот, из которых синтезируются белки организма, могут служить только белки пищи. Различают заменимые аминокислоты (синтезируются в организме) и незаменимые аминокислоты (не могут синтезироваться в организме, а поэтому должны поступать в организм в пищей). К незаменимым амино- кислотам относятся: валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин. Недостаток незаменимых аминокислот в пище приводит к нарушениям белкового обмена. Кроме основной функции белков - белки как пластический материал, он может использоваться и как источник энергии при недостатке других веществ (углеводов и жиров). При окислении 1 г белка освобождается около 4,1 ккал. Поступая в организм с пищей белки окончательно расщепляются в ки-шечнике до аминокислот, всасываются в кровь и транспортируется в печень. Из печени аминокислоты поступают в ткани, где и используются в основ- ном для синтеза белков. Конечными продуктами метаболизма белков является аммиак, мочевина, мочевая кис- лота. Они выводятся из организма почками и частично потовыми железами. При избыточном поступлении белков в организм, превышающем потреб-ность, они могут превращаться в углеводы и жиры. Избыточное потребление белка вызывают перегрузку работы печени и почек, участвующих в обезвреживании и элиминации их метаболитов. Повышается риск формирования аллергических реакций. Уси- ливаются процессы гниения в кишечнике - расстройство пищеварения в кишечнике. Дефицит белка в пище приводит к явлениям белкового голодания - истощению, дистрофии внутренних орга- нов, голодные отеки, апатия, снижению резистентности организма к действию повреждающих факторов внеш- ней среды, мышечной слабости, нарушении функции центральной и периферической нервной системы, нару- шению ОМЦ, нарушение развития у детей. Суточная потребность в белках - 1 г/кг веса при условии достаточного содержания незаменимых аминокислот (например, при приеме около 30 г животного белка), старики и дети - 1,2-1,5 г/кг , при тяжелой работе, росте мышц - 2 г/кг. Большую роль в обмене белков играет азот. Азот является обязательной составной частью белка и продуктов его расщепления. Азот поступает в организм только с белковой пищей. Белки содержат в среднем 16% азота. Азотистым балансом называется разность между количеством азота поступившего в организм и количест- вом азота выведенного из организма. Различают: азотистое равновесие, положительный и отрицательный азо- тистый баланс. Для здорового в обычных условиях характерно азотистое равновесие. В период роста, во время беременности, при интенсивных физических нагрузках наблюдается (при росте мышечной массы) положительный азотистый баланс. Отрицательный азотистый баланс формируется при белковом голодании, лихорадочных состояниях, нарушениях нейроэндокринной регуляции белкового обмена. Минеральный обмен Минеральные вещества: Составляют 0,7 - 1,5% съедобной части продукта, Не обладают энергетической ценностью. Функции: - пластическая (структурная - построение костной ткани), - участвуют в углеводном, белковом и жировом обмене, - участвуют в водно-солевом и кислотно-основном обменах, - обеспечивают течение ферментативных реакций. Макроэлементы (содержатся в организме в большом количестве) КАЛЬЦИЙ Функции: - составляет основу костной ткани и тканей зубов, - принимает участие в работе ряда ферментов, гормонов, - участвует в поддержании ионного гомеостаза, - обеспечивает нормальную работу сердечно-сосудистой системы и нервно-мышечных процессов, - придает стабильность клеточным мембранам и участвует в тканеобразовании - необходим для нормальной возбудимости нервной ткани и сократимости мышц, - является важнейшим компонентом свертывающей системы крови. Источник: Молоко, молочные продукты (творог, сыр), яичная скорлупа. Продукты тормо-зящие всасывание - фитиновые кислоты в злаковых, щавелевая в щавеле и шпи-нате, жиры, фосфаты (оптимальное для всасывание является соотношение каль-ция и фосфора 1:1). Суточная потребность: 800-1000 мг. Избыток: Сердечно-сосудистая недостаточность, нарушения функций почек, сердца, аор-ты и других внутренних органов (кальциноз), нарушение функций желудочно-кишечного тракта (тошнота, рвота), астения, адинамия, депрессия. Недостаток: Повышенная нервно-мышечная возбудимость, тетанические судороги, сердечно- сосудистая недостаточность, снижение и утрата мышечного тонуса. ФОСФОР Функции: - входит в состав костной ткани, белков, нуклеиновых кислот (ДНК, РНК), - является компонентом мембран клеток - участвует в обменен энергии (аденозинтрифосфат, креатинфосфат), является аккумулятором энергии, - принимает участие в росте и делении клеток, - участвует в образовании активных форм витаминов, - поддерживает кислотно-щелочное равновесие, - обеспечивает мышечную и умственную деятельность. Источник: Рыба, хлеб, мясо, молоко и молочные продукты, фасоль горох, перловая, овсяная крупа, сыр. Фосфор находится в трудноусваиваемой форме в растительных про-дуктах (в форме фитиновой кислоты). Суточная потребность: Около 1200-1500 мг. Соотношение фосфора и кальция 1,5 : 1. Избыток: Избыток фосфора приводит выделение кальция из костей. Недостаток: Слабость, адинамия. МАГНИЙ Функции: - регулирует нервно-мышечную возбудимость, - участвует в обмене углеводов, в энергетическом обмене - принимает участие в формировании костной ткани. Источник: Овсяная крупа, орехи, горох, фасоль, ячневая крупа, хлеб. Суточная потребность: 350-500 мг. Соотношение магния и кальция 0,7 : 1. Избыток: Угнетение дыхания, снижение артериального давления, угнетение функций центральной нервной системы. Недостаток: Апатия, депрессия, мышечная слабость, склонность к судорогам, нарушение функций сердечно-сосудистой системы. НАТРИЙ Функции: - жизненно важный катион внеклеточной жидкости. - участвует в поддержании нормального состояния буферных систем крови, - регулирует артериальное давление, - участвует в регуляции водно-солевого обмена, - участвует в работе пищеварительных ферментов, - принимает участие в обмене веществ, - влияет на функциональную активность нервной и мышечной ткани, - принимает участие в функционировании сердечно-сосудистой системы, - участвует в регуляции кислотно-основного состояния. Источник: Поваренная соль (хлорид натрия). Суточная потребность: Около 10 г. Избыток: Задержка воды в организме, отеки, повышенная нагрузка (перегрузка) на нейро-эндокринную систему, почки. Недостаток: Повышенная утомляемость. КАЛИЙ Функции: Основной внутриклеточный ион. - Участвует в регуляции кислотно-основного состояния, - обеспечивает нормальную работу сердечно-сосудистой системы, - обеспечивает работу некоторых ферментов, - обеспечивает передачу нервного импульса, - является антагонистом натрия, - обеспечивает нормальную мышечную активность. Источник: Бобовые, "картофель в мундире", яблоки, виноград, изюм, курага. Суточная потребность: 2,7-5,9 г. Избыток: Нарушение фуьвции желудочно-кишечного тракта (тошнота., рвота), закисление крови (ацидоз), нарушение функции сердечно-сосудистой системы. Недостаток: Адинамия, мышечная слабость, сухость кожи, снижение кожной чувствительности, нарушение функции сердечно-сосудистой системы, снижение артериального и рост венозного давления, нарушение пищеварения (тошнота, рвота). ХЛОР Функции: - важнейший анион внеклеточного пространства, изменение концентрации которого следует за изменением концентрации натрия, - участвует в образовании желудочного сока, - участвует в работе ряда ферментов. Источник: Хлеб, поваренная соль (хлорид натрия). Суточная потребность: 2-4 г. Избыток: Клинически не определяется. Недостаток: Судороги. СЕРА Функции: - входит в состав белков в виде серосодержащих аминокислот, некоторых гор-монов и витаминов. Источник: В основном животные продукты. Суточная потребность: Точно не определена. Избыток: Клинически не определяется. Недостаток: Клинически не определяется. ЖЕЛЕЗО Функции: - участвует в образовании гемоглобина (нормальной структуре эритроцитов), - определяет работу ряда ферментов, - участвует в процессе переноса кислорода к тканям, - участвует во внутриклеточных окислительных процессах. Источник: Печень, почки, бобовые (находятся в трудноусваиваемой форме, т.к. образует с железом труднорастворимые соли). Чай снижает усвоение железа (содержит дубильные вещества). Суточная потребность: 12-15 мг. Избыток: Гемосидероз (избыточное накопление в тканях и органах соединений железа) Недостаток: Железодефицитная анемия. Микроэлементы (содержатся в организме в низких концентрациях) МЕДЬ Функции: - участвует в построении ряда ферментов и белков, - обеспечивает процессы биологического окисления, тканевого дыхания, выработки энергии, - участвует в обмене железа, - обеспечивает обмен биологически активных веществ и гормонов в организме. Источник: Печень, морские продукты, зернобобовые, гречневая и овсяная крупа, орехи. Суточная потребность: 30 мкг/кг (2-2,5 мг). Недостаток: Анемия. Избыток: Поражение центральной нервной системы и печени. ЦИНК Функции: - обеспечивает действие различных ферментов клеточного метаболизма, - обеспечивает нормальный рост, развитие и половое созревание, - участвует в процессе кроветворения и процессах регенерации, - участвует в процессах синтеза белка и нуклеиновых кислот. Источник: Мясо, птица, твердые сыры, зернобобовые, крупы, креветки, орехи. Суточная потребность: 10-22 мг. Недостаток: Замедление роста, в ряде случаев может привести к карликовости, задержке полового развития, нарушение вкуса, аппетита, обоняния, нарушение заживления ран. Избыток: Нарушение функций почек, язва желудка. МАРГАНЕЦ Функции: - обеспечивает нормальный рост, - поддерживает репродуктивную функцию, процесс образования костей, - обеспечивает нормальный метаболизм соединительной ткани, - участвует в регуляции углеводного и липидного обмена, - является структурным компонентом некоторых ферментов, - стимулирует биосинтез холестерина, - участвует в процессе утилизации глюкозы клетками, - участвует в процессе синтеза и метаболизма инсулина. Источник: Злаковые, бобовые, орехи, кофе, чай. Суточная потребность: 5-10 мг. Недостаток: Снижение концентрации холестерина в организме, похудание, поражение кожи, тошнота, рвота. Избыток: Поражение центральной нервной системы, утомляемость, головная боль, снижение мышечного тонуса, дисфункция щитовидной железы, снижение функции половых желез и надпочечников. ХРОМ Функции: - участвует в регуляции углеводного и липидного обменов, снижает количество глюкозы в крови, - участвует в регуляции метаболизма холестерина (уменьшает концентрацию холестерина). Источник: Говяжья печень, мясо, птица, зернобобовые, перловая крупа, ржаная мука, дрожжи. Суточная потребность: 200-250 мкг. Недостаток: Клинически не определяется. Избыток: Слабость, головная боль, бронхит, нарушение функций легких, гастрит. ЙОД Функции: - участвует в образовании гормона щитовидной железы - тироксина, - контролирует состояние энергетического обмена, - обеспечивает нормальное физическое и психическое развитие, - влияет на состояние центральной нервной системы, эмоций, - обеспечивает работу печени, сердечно-сосудистой системы, - влияет на водно-солевой, углеводный и липидный обмены, - усиливает метаболические процессы в организме. Источник: Морские водоросли, морская рыба, мясо, молоко, йодированная поваренная соль. Суточная потребность: 100-150 мкг. Недостаток: Нарушение синтеза тироксина и угнетение функции щитовидной железы (эндемический зоб). Избыток: Нарушение функций щитовидной железы. ФТОР Функции: - участвует в костеобразовании и процессе образования зубов Источник: Рыба (треска, сом), орехи, печень, телятина, баранина, овсяная крупа, чай. Суточная потребность: 2-3 мг. Недостаток: Разрушение зубов. Избыток: Поражение зубной эмали. Режимы мышечной тренировки Режим мышечной деятельности зависит от интенсивности и длительности функциональной активности мышц. При всякой мышечной работе повышается поглощение кислорода, и чем она интенсивнее, тем кислорода требуется больше. Однако, даже при максимально интенсивном и глубоком дыхании кровь, в первые секунды не в состоянии обеспечить адекватного напряжения кислорода в мышечной ткани. Возникает кислородный дефицит, который тем больше, чем выше интенсивность работы, следовательно возрастает потребность, так называемый кислородный долг. Поэтому на начальном этапе в пусковой фазе АТФ восполняется за счет процессов не требующих наличия кислорода в среде: с помощью креатинкиназной реакции и гли колиза. Соответственно уменьшается содержание в мышце креатинфосфата, гликогена, возрастает концентрация лактата. Если эти процессы не в состоянии обеспечить достаточный ресинтез АТФ то уровень ее в клетке снижается. Анаэробный режим мышечной тренировки Если интенсивность мышечной работы максимальна, а длительность кратковременна, то пусковой фазой все и заканчивается. Быстро расходуется креатинфосфат, гликоген, а в мышце накапливается лактат. Возникает быстрое утомление. Эта фаза не может продолжаться более 10 - 30 мин. Данный режим принято называть анаэробным. Анаэробная производительность организма - обеспечение мышечной деятельности организма за счет энергии анаэробных реакций в условиях дефицита кислорода с накоплением в тканях кислых продуктов обмена (молочной кислоты). Анаэробно-аэробный режим мышечной тренировки При работах субмаксимальной интенсивности, но большей длительности в условиях относительного кислородного голодания (когда интенсивность газообмена крови еще не успевает за интенсивностью метаболизма мышцы) изменения в пусковой фазе станут менее резкими, а сама пусковая фаза станет более короткой. Значение креатинкиназного пути значительно уменьшается, гликолиз еще эффективен. Тенденция к накоплению лактата сохраняется, однако, его концентрация растет медленнее. Начинает включаться и аэробное дыхание, но роль его еще незначительна, т.к. многие ферменты заблокированы низким уровнем pH (высоким содержанием кислот), неадекватно снабжение кислородом тканей. Субстратом для мышечной деятельности окажется не столько гликоген мышц, сколько глюкоза крови приносимая из печени, наряду с этим параллельно постепенной активации и преобладании аэробных процессов начинает активироваться и распад жировой ткани. В этот период на долю окисляемых углеводов приходится 67% окисляемых субстратов, а на долю аэробно окисляемых жирных кислот 33%. Снижение уровня АТФ на фоне частичного возмещения замедляется, расход мышечного гликогена становится менее значительным, медленно ресинтезируется креатинфосфат, т.е. восполняются потраченные резервы мышцы. Учитывая, что доля жирных кислот, окисляемых при такой функциональной активности мышц, составляет не более 1/3 для снижения жировой ткани его применять не рекомендуется. Данный режим принято называть анаэробно-аэробным или смешанным. Аэробный режим мышечной тренировки При мышечной работе еще меньшей интенсивности и еще большей длительности, восстанавливается динамичное равновесие между снабжением ткани кислородом и интенсивностью физической нагрузки, возникает так называемое "устойчивое состояние". Преобладающим в этот период является аэробный ресинтез АТФ. Уровень АТФ, креатинфосфата и гликогена в мышцах возрастает и стабилизируется. Растет потребление гликогена печени, активно мобилизуются из подкожно-жировой клетчатки жиры, которые расщепляются на глицерин и жирные кислоты, а затем поступают в кислородный реактор клетки. При этом аэробное окислительное фосфорилирование составляет 95%, анаэробный гликолиз менее 5%, а окисляемые субстраты состоят на 13% из углеводов и на 87% из жирных кислот. Данный режим принято называть аэробным. Таким образом, существует определенная последовательность включения и преобладания различных путей ресинтеза АТФ по мере продолжительности и интенсивности мышечной работы. Первые 2-3 секунды расщепление только АТФ, затем с 3 по 20 секунду ресинтез АТФ осуществляется за счет креатинфосфата, на 40 секунде работы максимальной мощности достигает гликолиз, в дальнейшем постепенно все больше превалирует аэробное окисление. Аэробная производительность организма - обеспечение мышечной деятельности организма за счет энергии аэробных реакций в условии достаточного поступления, транспорта и утилизации кислорода клетками. Синтез АТФ АТФ - это сокращенное название аденозинтрифосфорной кислоты. АТФ содержится в каждой клетке животных и растений. Количество АТФ колеблется и в среднем составляет 0.04% (на сырую массу клетки). Наибольшее количество АТФ содержится в скелетных мышцах - 0.2 - 0.5%. По химической структуре АТФ является нуклеотидом, и, как у всякого нуклеотида, в ней имеются азотистое основание (адеин), углевод (рибоза) и фосфорная кислота. Однако в части, содержащей фосфорную кислоту, молекула АТФ имеет существенные отличия от обычных нуклеотидов. У нее в этой части сконденсированы три молекулы фосфорной кислоты. Это очень неустойчивая структура. Самопроизвольно и значительно быстрее под влиянием фермента в АТФ разрывается связь между Р и О и к освободившимся связям присоединяется одна или две молекулы воды, причем отщепляется одна или две молекулы фосфорной кислоты. Это очень неустойчивая структура. Самопроизвольно и значительно быстрее под влиянием фермента в АТФ разрывается связь между Р и О и к освободившимся связям присоединяется одна или две молекулы воды, причем отщепляется одна или две молекулы фосфорной кислоты. Если отщепляется одна молекула фосфорной кислоты, то АТФ переходит в АДФ, т. е. в аденозиндифосфорную кислоту. Если отщепляется две молекулы фосфорной кислоты, то АТФ переходит в АМФ, т. е. а аденозинмонофосфорную кислоту. Реакция отщепления каждой молекулы фосфорной кислоты от АТФ сопровождается большим энергетическим эффектом, а именно отщепление одной грамм-молекулы фосфорной кислоты сопровождается освободжением почти 40 кдж. Это очень большая величина. Все другие экзотермические реакции клетки сопровождаются значительно меньшим выходом энергии. Самые эффективные из них дают не более 8 - 10 кдж. Чтобы подчеркнуть такую особенно высокую энергетическую эффективность фосфорнокислородной связи в АТФ, ее называют связью, богатой энергией, или макроэргической связью и наличие такой связи обозначают знаком ~. В АТФ имеются две макроэргические связи. АТФ играет центральную роль в клеточных превращениях энергии. АТФ в реакциях, как правило, теряет одну молекулу фосфорной кислоты и переходит при этом в АДФ. Из АДФ путем присоединения фосфорной кислоты снова синтезируется АТФ. Понятно, что эта реакция идет с поглощением энергии 40 кдж/моль (10 ккал/моль). ФИЗИОЛОГИЯ ПИЩЕВАРЕНИЯ Под пищеварением понимают совокупность физических, химических и физиологических процессов, обеспечивающих обработку и превращение пищевых продуктов в форму: доступную для усвоения клетками организма. Физические изменения заключаются в размельчении пищи, перемешивании и растворении. Химические воздействия на пищевые продукты осуществляют ферменты пищеварительных желез. Ферментативному воздействию подвергаются белки, жиры и углеводы. Вода, минеральные соли, витамины поступают в кровь в неизмененном виде. В результате обработки пищи организм человека получает энергетические субстраты, пластический материал: необходимый для роста и воспроизведение клеток. ПИЩЕВАРЕНИЕ В РОТОВОЙ ПОЛОСТИ В ротовой полости происходит механическое размельчение пищи, под воздействием секрета слюнных желез и жевательных движений происходит перемешивание, смачивание пищи, формирование пищевого комка. Функции слюны: 1) пищеварительная, осуществляется за счет ферментов - амилазы и мальтазы, воздействующих преимущественно на крахмал, 2) благодаря растворению пищевых веществ слюна обеспечивает воздействие на вкусовые рецепторы и способствует возникновению вкусовых ощущений, 3) слюна смачивает благодаря муцину отдельные частицы пищи и тем самым участвует в формировании пищевого комка, 4) слюна стимулирует секрецию желудочно-кишечного сока, 5) слюна необходима для акта глотания. Пища находится в ротовой полости непродолжительное время 15 - 30 с, поэтому в ротовой полости не происходит полного расщепления крахмала. Однако действие слюны продолжается некоторое время в желудке, где продолжается переваривание крахмала. ПИЩЕВАРЕНИЕ В ЖЕЛУДКЕ Химическая обработка пищи в полости желудка осуществляется за счет ферментов желудочного сока и слюны. Механическая обработка обеспечивается за счет моторной деятельности. Под влиянием химических и механических воздействий пищевые комки в желудке превращаются в пищевую кашицу (химус). ФУНКЦИИ ЖЕЛУДКА Секреторная функция обеспечивается железами слизистой оболочки желудка. Моторная функция обеспечивается за счет сокращения мускулатуры стенки желудка, благодаря чему происходит перемешивание пищи и продвижение ее в двенадцатиперстную кишку. Всасывательная функция способствует поступлению в организм минеральных веществ, воды, продуктов расщепления белка. СОСТАВ ЖЕЛУДОЧНОГО СОКА Желудочный сок представлен органическими и неорганическими веществами. Главной неорганической частью является соляная кислота. Органическая часть желудочного сока состоит из белковых и небелковых компонентов. Из небелковых это азот, мочевина, аммиак, молочная кислота, аминокислоты, полипептиды. Из белковых - муцин и гастромукопротеид (внутренний фактор Касла), ферменты. Муцин предохраняет слизистую оболочку желудка от агрессивного действия соляной кислоты, а также механического воздействия пищи. Он также предотвращает разрушение витаминов С, группы В, возбуждает секрецию желудочных желез и поджелудочной железы. Гастромукопротеин необходим для всасывания витамина В12, при взаимодействии с которым образуется антианемический фактор. Ферменты составляют главную часть органических веществ, входящих в состав желудочного сока. К ним относят пепсин, гастриксин, химозин. Первостепенная роль среди ферментов принадлежит пепсину. В активную форму он переходит при воздействии соляной кислоты и проявляет свое действие только в кислой среде. Пепсин расщепляет белки. Гастриксин расщепляет желатину, которая в большом количестве содержится в соединительной ткани. Химозин вызывает створаживание молока и переводит растворимый белок казеиноген в нерастворимый казеин. Способность к расщеплению углеводов и жиров в желудке слабая. Переваривание углеводов осуществляется амилазой и мальтазой слюны под прикрытием муцина. Самая высокая кислотность желудочного сока наблюдается при переваривании белковой пищи животного происхождения, самая низкая при переваривании углеводов. Установлено, что белки растительного происхождения лучше перевариваются в среде с невысокой кислотностью желудочного сока. К веществам способным стимулировать выделение желудочного сока относят: экстрактивные вещества мяса и печени (бульоны), спирты, продукты расщепления пищи. Секреция желудка тормозится продуктами расщепления жира. Эвакуация из желудка происходит через 6-10 часов. Углеводистая пища эвакуируется быстрее, чем пища богатая белками. А жирная пища может задерживаться в желудке очень долго, до 10 часов. Открытие пилорического сфинктера происходит вследствие раздражения слизистой оболочки пилорического отдела соляной кислотой. Открывается сфинктер привратника и содержимое желудка поступает в двенадцатиперстную кишку (ДПК), среда в ДПК становится кислой вместо щелочной. Это способствует рефлекторному закрытию сфинктера привратника. Начинается процесс переваривания в ДПК. ПИЩЕВАРЕНИЕ В ДВЕНАДЦАТИПЕРСТНОЙ КИШКЕ В ДПК изливаются три вида пищеварительных соков: панкреатический (сок поджелудочной железы), желчь, кишечный сок. Все они имеют выраженную щелочную реакцию. В состав поджелудочного и кишечного сока входят три вида ферментов, расщепляющих белки, жиры и углеводы. Протеолитические ферменты: трипсин, химотрипсин, эластаза, карбоксипептидазы. Роль протеолитических ферментов заключается в распаде нативных белков и продуктов их первичной обработки в желудке (альбумоз и пептонов) до низкомолекулярных полипептидов и аминокислот. Амилолитические ферменты: альфа-амилаза. Их роль состоит в дальнейшем расщеплении углеводов до глюкозы и мальтозы. Липолитические ферменты: липаза, фосфолипаза А. Липаза секретируется в активном состоянии, ее активность возрастает под действием желчных кислот. Липаза расщепляет жиры до глицерина и жирных кислот. В регуляции пищеварения в ДПК существенную роль отводят соляной кислоте. Она активирует биологически активное вещество просекретин и переводит его в секретин, который резко усиливает выделение пищеварительных соков в ДПК. При сопоставлении количества панкреатического сока, выделившегося при употреблении белковой, углеводной и жирной пищи, отмечено наибольшее количество сока выделяется на углеводную пищу, а наименьшее на жирную. При этом сок полученный на белковую пищу животного происхождения имел более щелочную реакцию, чем сок выделяющийся на углеводную и жирную пищу. Отмечено также, что поджелудочная железа обладает способностью за счет изменения количества отделяемого сока и состава ферментов приспосабливаться к переработке различной по объему и качеству пищи. СОСТАВ И ФУНКЦИЯ ЖЕЛЧИ Желчь - продукт секреции печеночных клеток, представляет собой жидкость золотисто-желтого цвета, имеющую щелочную реакцию. Основными компонентами желчи являются желчные кислоты (преимущественно холевая), пигменты (билирубин и биливердин) и холестерин. Различают желчь печеночную и желчь пузырную (находящуюся в полости желчного пузыря). Отличия пузырной желчи от печеночной состоит в том, что слизистая оболочка пузыря продуцирует муцин и обладает способность всасывать воду, поэтому в пузыре желчь имеет вязкую и тягучую консистенцию. Основные функции желчи: - повышает активность ферментов панкреатического сока, особенно липазы, непосредственно участвует в пищеварении за счет собственных ферментов амилазы и протеаз, выводит из организма различные экзо- и эндогенные токсичные продукты и продукты обмена веществ, эмульгирует жиры и готовит их к дальнейшему расщеплению, необходима для всасывания жирорастворимых витаминов A,D,E,K, усиливает секреторную функцию поджелудочной железы, повышает тонус и моторику ЖКТ, участвует в пристеночном пищеварении в тонком кишечнике, оказывает бактериостатическое влияние на флору кишечника, предупреждая развитие гнилостных процессов. Установлено, что наибольшее количество желчи выделяется при смешанном питании. Максимальным желчегонным эффектом обладают жиры. ПИЩЕВАРЕНИЕ В ТОНКОМ КИШЕЧНИКЕ Кишечное пищеварение завершает этап механической и химической обработки пищи. В тонком кишечнике осуществляется окончательная переработка пищи и всасывание продуктов расщепления жиров, белков и углеводов (пристеночное пищеварение). Основными ферментами кишечного сока являются пептидазы, расщепляющие пептиды до аминокислот, кислая и щелочная фосфатазы расщепляющие фосфолипиды, липаза воздействующая на нерасщепленные в ДПК жиры. Карбогидразы завершающие расщепление углеводов и превращающие полисахариды и дисахариды в моносахара. Специфических ферментом кишечника является энтерокиназа, которая катализирует превращение трипсиногена в трипсин. На поверхности кишечника осуществляется пристеночное или контактное пищеварение. В нем принимают участие ферменты фиксированные на клеточной мембране энтероцита. Если полостное пищеварение обеспечивает начальный гидролиз пищевых веществ до промежуточных продуктов, то мембранное (пристеночное) пищеварение осуществляет его конечную стадию - гидролиз промежуточных пищевых продуктов и переход их к всасыванию. ПИЩЕВАРЕНИЕ В ТОЛСТОМ КИШЕЧНИКЕ Основной функцией проксимальной части толстого кишечника является всасывание воды. Роль дистального отдела толстого кишечника состоит в формировании каловых масс и удалении их из организма. Существенная роль в процессах осуществляемых в толстом кишечнике принадлежит микрофлоре - бактериям заселяющим его нисходящие отделы. Бактерии выделяют молочную кислоту обладающую антисептическими свойствами, осуществляют синтез витаминов: витамина К, пантотеновой. Микрофлора инактивирует агрессивные ферменты верхних отделов ЖКТ, подавляет развитие патогенных микроорганизмов. Отрицательная роль микроорганизмов кишечника состоит в том, что они в определенных условиях образуют эндотоксины и могут стать причиной заболеваний. Энергетические метаболиты Как задержать неминуемое наступление старости? Что предпринять, чтобы дольше сохранить бодрость, сберечь упругую крепость мышц, не поддаваться хвори и усталости? Нет еще на эти вопросы однозначного ответа, хотя проблему задержки старения, волнующую человечество с незапамятных времен, пытаются решить представители многих научных сфер. Одна из таких попыток была предпринята в лаборатории эволюционной биохимии Института эволюционной морфологии и экологии животных имени А. Н. Северцова. Она основана на результатах исследований отечественных и зарубежных ученых, изучавших биохимию и физиологию роста и регенерации животных, на работах по применению биологически активных веществ распада для стимуляции роста и подъема физиологического состояния организма, на работах по применению лечебного голодания в этих же целях. Сотрудник этой лаборатории В. Г. Сараев провел эксперименты более чем на семи тысячах подопытных животных (это были птицы и млекопитающие различного возраста и веса), изучая, как влияют на них голодание и недоедание различной продолжительности. Одновременно он проанализировал и данные о состоянии организма животных, подвергнутых длительному голоданию в природных условиях, полученные многими исследователями. Некоторые грызуны, например, малый и желтый суслики, проводят в летне-зимней спячке 8-9 месяцев. За это время они теряют 37-49 процентов веса. Иначе говоря, их вес достигает критической величины: известно, что взрослые позвоночные погибают, если теряют в весе от 30 до 50 процентов, а молодые - и того раньше. Дни активной жизни, которые следуют за спячкой, требуют очень больших затрат энергии ( в это время проходит гон сусликов, беременность и вскармливание детенышей). И, несмотря на это, за первые 35-37 дней взрослый малый суслик увеличивает свой вес на 62 процента, а следующие 22 дня - на 9,7 процента. Приведенный пример не уникален, то же происходит у сурков, ежей… О чем это говорит? Во время зимней спячки (а спячка - это голодание при пониженных температуре и уровне обмена веществ и при больших запасах в организме жиров и углеводов) у животного вырабатывается какой -то мощный внутренний механизм. Чем продолжительнее спячка, чем больше теряет животное в весе, тем интенсивнее и продолжительнее последующий его рост или увеличение веса. Чем больше теряет в весе какой-нибудь орган во время спячки, тем энергичнее затем он увеличивает свои объем и массу. Но ведь и у животных, не впадающих в спячку, короткие и регулярные периоды недоедания или голодания - скорее норма, чем исключение. И, как показывают экспериментальные работы, такое кратковременное голодание не только не приносит вреда организму животного, но как бы способствует его своеобразному обновлению - усиливается рост, увеличивается вес. В результате анализа всех этих данных родилась рабочая гипотеза, суть которой сводится к следующему: биоорганические структуры тела животных обновляются и растут циклами, состоящими из двух противоположных, но взаимосвязанных процессов - периода распада и периода последующего синтеза. Причем для последующего синтеза совершенно необходимы определенные биологически активные вещества - метаболиты - предыдущего распада. Именно они подхлестывают новую волну синтеза - чем интенсивнее и продолжительнее период распада и чем больше образовалось и накопилось в это время таких метаболитов, тем интенсивнее, продолжительнее и период синтеза. Следовательно, благотворное воздействие периодических голоданий на организм связано именно с действием биологически активных веществ, образующихся во время распада тканей в клетках животного. И действительно, более чем трехтысячелетний опыт использования голодания в лечебных целях подтверждает, что дозированное голодание или длительные периоды ограниченного питания задерживают биологическое старение, увеличивают продолжительность жизни (в опытах на животных на 30-60): даже снижают процент смертности от многих заболеваний. Однако долгое голодание, во-первых, практически мало осуществимо да и небезопасно для организма, именно поэтому лечебное голодание проводят в стационаре под наблюдением врачей. (Кстати, эффекта положительного воздействия голодания добиваются не за счет снижения калорийности рациона, если он хорошо сбалансирован по всем компонентам, а за счет уменьшения количества пищи.) А во-вторых, стоит возобновить после голодания нормальное, без строгого количественного ограничения питание, как люди и животные быстро прибавляют в весе, старятся и скоро сравниваются по биологическому возрасту со своими сверстниками. Животных же, если речь идет о сельскохозяйственных животных, в период голодания невозможно эксплуатировать. А обязательно ли голодание? Нельзя ли "встряхнуть" организм, введя в него биологически активные вещества - метаболиты? И вот тогда В.Г. Сараев начал поиск тех веществ, которые образуются в организме во время голодания. Из тканей молодых животных (крысят, кроликов), предварительно подвергнутых длительному голоданию, ему удалось впервые выделить и очистить физиологически высокоактивные вещества. Полученный затем из них препарат был введен подопытным животным. Прошло некоторое время, и экспериментатор убедился, что организм этих животных начал вести себя так, будто он сам прошел перед тем период голодания: начал увеличиваться вес молодых животных, возобновились рост и прибавка веса у взрослых и старых, давно прекративших расти. Следующие эксперименты показали, что с помощью этих препаратов можно вызвать задержку биологического старения животных, что практически выразилось в снижении смертности от хронических и старческих заболеваний, неблагоприятных факторов среды и прямом увеличении продолжительности жизни на 25-30%. Пример действия этих препаратов показан на публикуемой фотографии: вверху - нормальная белая крыса-самец, имевшая максимальные для нормы показатели: вес - 675 граммов, возраст - свыше двух лет. Внизу - самец белой крысы, которому на протяжении 26 месяцев опыта было сделано девять инъекций препарата по 2 - 4 мг. Его вес - 802 грамма, возраст - 3,5 года (продолжительность жизни крыс не превышает 2,5 года, а вес - 500 - 600 граммов). Исследователи отметили лечебное действие препаратов: у подопытных животных быстро затягивались раны, язвы, легко излечивались абсцессы, травмы (вспомните рабочую гипотезу: чем длительнее период распада, создающего метаболиты, тем интенсивнее последующий синтез). Биологически активные метаболиты - это естественные продукты жизнедеятельности тканей животных. Причем количество их в организме всех исследованных животных уменьшается по мере увеличения веса, а затем и возраста животного. Например, из 100 мл крови, взятой у 2,5-месячного кролика весом 1700 граммов после двух суток голодания, было выделено 470 мг таких активных метаболитов, у 5-месячного весом 2970 граммов - 322 мг, у 25-месячного весом 5335 граммов - уже только 308 мг. Очевидно, количество метаболитов связано с биологическим, а не календарным возрастом животного. В защиту такого предположения говорит и практика искусственного введения этих веществ: на молодых, растущих животных препарат почти не оказывает действия, но с увеличением веса и возраста подопытного животного повышается и эффективность его воздействия. Если такая корреляция будет подтверждена и последующими опытами (а здесь важна статистика), то количество метаболитов в крови сможет стать тестом на биологический возраст животного, иначе говоря, на продуктивность, на устойчивость к болезням и неблагоприятным факторам среды. Появится реальная возможность биохимического отбора истинно молодых, вернее, наиболее жизнеспособных животных. Итак, действие выделенных метаболитов почти полностью повторяет действие на животных голоданий или длительных ограничений рациона. Не есть ли это реальная возможность хотя бы частично заменить голодание терапевтическим воздействием аналогично действующих веществ, извлеченных из тканей животных? Ответить на это должны дальнейшие исследования. И еще одно любопытное предположение сделал ученый, исходя из результатов своих экспериментов. Гипертрофия усиленно работающей мышцы также вызывается физиологически активными метаболитами, образующимися в процессе ее интенсивной работы. При усиленной работе органа, например, скелетной мышцы, происходит его частичное разрушение, распад. Это явление заметил еще И. П. Павлов, который писал: "Функциональная деятельность органов связана с их частичным разрушением…" Но затем начинается рост: интенсивная работа мышцы приводит к ее гипертрофии. Увеличивается в размерах и оставшийся в одиночестве после операции один из парных органов, почка, например, вынужденная работать с удвоенной интенсивностью. Есть основания полагать, что индукторами гипертрофии того или иного органа также являются активные метаболиты, образующиеся в первоначальный период распада. Подобные вещества, например, были выделены из крови лошади после интенсивного бега. Следовательно, возникает перспектива с помощью таких веществ направленно увеличивать массу органа без предыдущей усиленной его работы. Если верна предложенная гипотеза, то из нее практически следует, что физиологически активные вещества способны помочь всякой ткани или органу "омолодиться" и самовосстановиться. Кто знает, может быть, этот путь со временем откроет возможность восстанавливать поврежденную мышечную ткань и сердечную мышцу, разрушенную при инфаркте. Естественно, первые положительные опыты, подтверждающие предположения ученых, требуют еще широкого и длительного изучения. Каково же практическое использование уже полученных результатов? В ходе исследований, изучавших рост животных разного вида, возраста и веса под влиянием голодания различной продолжительности или ограниченного питания, была выявлена интересная его особенность - периодичность: периоды снижения веса сменяются периодами его подъема и наоборот. Причем их продолжительность и интенсивность изменяются по мере увеличения веса и возраста животных. Эти периоды отличаются целым рядом показателей, которые прежде всего подчеркивают, что такие колебания веса не случайны, они суммарно отражают те периоды распадов и синтеза, которые идут в тканях организма. Ежедневно наблюдая за потреблением отдельными животными пищи, исследователь увидел, что не количество съедаемого корма определяет подъем или снижение кривой веса, а, наоборот, подъем или снижение кривой веса, то есть распад или синтез тканей самого организма, определяет потребление и усвоение пищи. В периоды снижения веса пища усваивается лишь в небольшой степени. Вот, например, данные об изменении веса петуха и потреблении им пищи. Бросается в глаза, что, имея ежедневно одинаковую порцию кормов, он, однако, не поедал их полностью или в равных количествах. И еще одна особенность: несмотря на ежедневное питание и достаток корма, вес животного периодически снижался и поднимался. Это говорит о том, что отнюдь не количество потребленной пищи определяет здесь параметры кривой веса. Периодические спады и подъемы веса свойственны всем позвоночным животным и человеку (в чем легко убедиться, взвешиваясь натощак каждое утро). Анализ ежедневного баланса азота (по количеству азота судят о количестве белков) показал, что в периоды снижения веса из организма животного часто выделялось азота больше, чем его было потреблено с пищей. Значит, пища, потребленная в это время, очень плохо усвоилась и была бесполезна для организма, а к тому же в эти периоды идет распад белков, заключенных в тканях самого организма. Иначе откуда мог взяться избыток азота? Это наталкивает на мысль, что существующий в настоящее время принцип кормления сельскохозяйственных животных и питания людей, когда ежедневно задается или потребляется одинаковое количество пищи, видимо, биологически и экономически не оправдан. На основании полученных данных был разработан режим кормления животных, в который включены периоды голодания. С его помощью можно подогнать скорость роста животного, прибавку в весе, при этом не только не увеличив количество кормов, но даже снизив как расход кормов, так и затраты рабочей силы на единицу получаемой продукции от любого вида животных. По подсчетам экономистов, работающих в сельском хозяйстве, оно несет ныне милиардные убытки от крайне коротких сроков эксплуатации продуктивных животных и производителей, выращиваемых в современных промышленных комплексах, где производители - кролики и свиньи - списываются после того, как они 3-4 раза принесла потомство, куры-несушки эксплуатируются всего 8-9 месяцев, коровы - до 5-6 лет и т. д. И основная причина выбраковки этих животных - их преждевременное биологическое старение, вызванное главным образом гиподинамией: движение животных в условиях комплексов весьма ограничено. Но как сдерживать старение? Из всех средств, которыми в настоящее время располагает наука, периодическое голодание или количественное ограничение рационов наиболее эффективно задерживают старение. Но ведь, как уже говорилось, аналогично действуют на животных и физиологически активные матаболиты. Значит, и они могут сыграть здесь свою роль. Наибольший результат следует, по-видимому, ожидать от применения их в комплексе с другими биологически активными веществами. Но пока все, о чем шла речь, лишь эксперименты в лаборатории. Впереди громадная исследовательская работа. Необходимо дальнейшее изучение химического состава и структуры действующего начала препаратов, изучение принципа действия этих веществ в организме. Адаптация организма к физическим нагрузкам С биологической точки зрения физическая подготовка представляет собой процесс направленной адаптации организма к тренировочным воздействиям. Нагрузки, применяемые в процессе физической подготовки, выполняют роль раздражителя, возбуждающего приспособительные изменения в организме. Тренировочный эффект определяется направленностью и величиной физиологических и биохимических изменений, происходящих под воздействием применяемых нагрузок. Глубина происходящих при этом в организме сдвигов зависит от основных характеристик физической нагрузки: интенсивности и продолжительности выполняемых упражнений; количества повторений упражнений; продолжительности и характера интервалов отдыха между повторением упражнений. Определенное сочетание перечисленных параметров физических нагрузок приводит к необходимым изменениям в организме, к перестройке обмена веществ и, в конечном итоге, к росту тренированности. Процесс адаптации организма к воздействию физических нагрузок имеет фазный характер. Поэтому выделяют два этапа адаптации: срочный и долговременный (хронический). Этап срочной адаптации сводится преимущественно к изменениям энергетического обмена и связанных с ним функций вегетативного обеспечения на основе уже сформированных механизмов их реализации, и представляет собой непосредственный ответ организма на однократные воздействия физических нагрузок. При многократном повторении физических воздействий и суммировании многих следов нагрузок, постепенно развивается долгосрочная адаптация. Этот этап связан с формированием в организме функциональных и структурных изменений, происходящих вследствие стимуляции генетического аппарата нагружаемых во время работы клеток. В процессе долговременной адаптации к физическим нагрузкам активируется синтез нуклеиновых кислот и специфических белков, в результате чего происходит увеличение возможностей опорно-двигательного аппарата, совершенствуется его энергообеспечение. Фазовость протекания процессов адаптации к физическим нагрузкам позволяет выделять три разновидности эффектов в ответ на выполняемую работу. Срочный тренировочный эффект, возникающий непосредственно во время выполнения физических упражнений и в период срочного восстановления в течение 0.5 - 1.0 часа после окончания работы. В это время происходит устранение образовавшегося во время работы кислородного долга. Отставленный тренировочный эффект, сущность которого составляет активизация физической нагрузкой пластических процессов для избыточного синтеза разрушенных при работе клеточных структур и восполнение энергетических ресурсов организма. Этот эффект наблюдается на поздних фазах восстановления (обычно в пределах до 48 часов после окончания нагрузки). Кумулятивный тренировочный эффект - является результатом последовательного суммирования срочных и отставленных эффектов повторяющихся нагрузок. В результате кумуляции следовых процессов физических воздействий на протяжении длительных периодов тренировки (более одного месяца) происходит прирост показателей работоспособности и улучшение спортивных результатов. Небольшие по объему физические нагрузки не стимулируют развитие тренируемой функции и считаются неэффективными. Для достижения выраженного кумулятивного тренировочного эффекта необходимо выполнить объем работы, превышающий величину неэффективных нагрузок. Дальнейшее наращивание объемов выполняемой работы сопровождается, до определенного предела, пропорциональным увеличением тренируемой функции. Если же нагрузка превышает предельно допустимый уровень, то развивается состояние перетренированности, происходит срыв адаптации. САУНА Сауна - суховоздушный вид бани, в котором поддерживается высокая температура (90-100°С) и низкая относительная влажность (10-15%). В паровой (русской) бане в отличии от сауны поддерживается сравнительно невысокая температура воздуха (45-60°С) и высокая относительная влажность (90-100%). При известных условиях в одной и той же термальной камере бани (парной) можно создавать то условия сауны, то условия русской бани, увеличивая влажность путем испарения дополнительных количеств воды. Эффект влияния сауны на организм формируется как результат воздействия горячей и холодной воды чередующейся с воздействием сухим паром. Рационально сочетать воздействие сухим паром с последующим дозированным охлаждением в бассейне или под холодным душем и массажем. Посещение сауны рекомендуется не чаще 1 раза в неделю, русской бани 1 - 2 раз в неделю. ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ декомпенсация хронических заболеваний любых систем организма; острые заболевания инфекционной и иной природы; лихорадка (повышение температуры); выраженный атеросклероз сосудов с поражением различных систем и органов; активный туберкулез; инфекционный заболевания кожи; злокачественные новообразования; склонность к кровотечениям, тромбозам, эмболиям; выраженные расстройства обмена веществ при сахарном диабете, кахексии, гипертиреозе; выраженная глаукома; психозы и психопатии. ФАКТОРЫ ОЗДОРОВЛЕНИЯ ДЕЙСТВУЮЩИЕ В САУНЕ ТЕПЛО: Высокая температура сауны воздействует на механизмы терморегуляции человека, тесно связанные с жизненно важными органами и системами. Под влиянием временного перегревания (гипертермии) меняются все функции организма - кровообращение, дыхание, свойства крови, выделение и обмен веществ и др. ХОЛОД: Контраст в температуре (горячий и холодный воздух, вода, пар, снег) усиливает воздействие на механизмы терморегуляции, а через них на многие важные функции организма. ВЛАЖНОСТЬ: Очень низкая влажность (менее 15%) способствует большему потоотделению и, следовательно, освобождению от различных шлаков, образующихся в ходе обмена веществ. ВЕНИК: Известно, что вокруг тела возникает воздушная прокладка, которая на десятки градусов холоднее, чем воздух в сауне. Создавая дополнительную вентиляцию кожи, веник, конечно же, усиливает тепловое воздействие и удаление пота. Веник является и элементом массажа и механического раздражения рецепторов кожи, и фармакологического эффекта при специальном подборе веников. ВОДНЫЕ ПРОЦЕДУРЫ: Простое гигиеническое мытье в сауне - лишь одна из ее задач. Водная процедура - особый компонент сауны, оказывающий биологическое действие на организм. МАССАЖ ТЕЛА: Это хорошо изученный дополнительный лечебный фактор сауны, который должен использоваться как можно шире. ПСИХОЭМОЦИОНАЛЬНЫЙ ФАКТОР: Успокаивающее действие воды известно было человеку всегда и различные методы гидро- и бальнеотерапии - хорошо изученные средства как древней, так и современной медицины. В сауне психоэмоциональный фактор связан и с приятной компанией, обстановкой и ритуалом. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ АДАПТАЦИИ ОРГАНИЗМА К ДЕЙСТВИЮ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР ( АДАПТАЦИЯ К САУНЕ) Воздействие сауны на организм осуществляется через несколько взаимо-связанных физиологических механизмов адаптации: стимуляция функций кожи; рефлекторная стимуляция центральной и периферической нервной системы; изменение температурного баланса организма, усиление обмена и выделения токсических продуктов из организма; усиление капиллярного кровотока и дренажа лимфы. 1. Улучшение функций и качества кожи в результате усиления теплоотдачи открываются кожные поры; усиливается потоотделение; создаются условия для благоприятного отторжения омертвевшего рогового слоя и самоочищения кожи; пар с температурой более 60°С обладает прекрасным бактерицидным действием. 2. Рефлекторная стимуляция центральной и периферической нервной системы кожа, периферическая и центральная нервная системы развиваются из одного зародышевого листка, эктодермы и следовательно, имеют тесные связи. при воздействии на кожные рецепторы стимулируется и центральная и периферическая нервная система;в коже располагается до 100 рецепторов на 1 см2, причем порядка 15-16 из них реагируют на температурные изменения окружающей среды (терморецепторы). Более 80% из них представлены холодовыми рецепторами, и только 19% тепловыми. известны прямые рецепторные связи терморецепторов стоп и слизистой оболочкой дыхательных путей рефлекторное влияние оказывается и через рецепторы находящиеся в стенке кровеносных сосудов. 3. Изменение температурного баланса организма, усиление обмена и выделения токсических продуктов сначала в ответ на воздействие высокой температуры раскрываются кожные поры и увеличивается только кожная температура; затем открываются дополнительные капиллярные сети и усиливается капиллярный и лимфоток, благодаря чему резко возрастает площадь соприкосновения тела с окружающей средой и, следовательно, усиливается теплоотдача; однако, основным терморегулятором является пот, испарение пота максимально способствует удалению излишков тепла из организма, кроме того с потом удаляется и значительное количество токсических веществ, в том числе и молочная кислота, продукт анаэробного метаболизма в мышцах; в сауне создаются условия для кратковременного повышения температуры и внутренних органов, что значительно усиливает в них окисли-тельно-восстановительные процессы. 4. Усиление капиллярного кровотока и дренажа лимфы в состоянии покоя многие капилляры закрыты, в условиях сауны они открываются до такой степени, что могут получить в 700 раз больше крови чем в покое; поэтому сауну можно рассматривать как терапию капилляров, которая в состоянии обогощать кровью и убирать продукты обмена из очень плохо кровоснабжаемых в условиях покоя участков человеческого организма. ВЛИЯНИЕ САУНЫ НА ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ ОРГАНИЗМА Влияние на сердечно-сосудистую систему Основой влияния является восстановления микроциркуляции (кровотока в капиллярах). Высокая температура способствует усилению теплообмена орга-низма человека с окружающей средой: в том числе и за счет расширения капил-ляров, открытия новых ранее пустовавших. Возникает депонирование крови на периферии, снижается преднагрузка на сердце, ритм сердечных сокращений учащается, работа сердца становится более продуктивной. Контрастные ванны или душ способствует спазму периферических капилляров, кровь устремляется к сердцу, повышается внутренняя температура. По выходе из бассейна кожные со-суды расширяются вновь отдавая избыточное тепло. Так происходит "гимнастика сосудов". Влияние на дыхательную систему Горячий воздух способствует раздражению рецепторов слизистых оболо-чек верхних дыхательных путей. Усиливается выделение секрета из носа, бронхов, верхние дыхательные пути очищаются. Возрастает подвижность реберно-позвоночных суставов, экскурсии грудной клетки становятся более свободными. Увеличение скорости кровотока уменьшает размеры печени и селезенки, что увеличивает объем диафрагмального дыхания, что уменьшает венозный застой в легких, как следствие возрастает капиллярный кровоток в альвеолах. Увеличе-ние которого способствует росту парциального давления кислорода в крови от-текающей из легких (насыщение крови кислородом). Влияние на свертывающую и противосвертывающую систему крови Быстрое освобождение организма от жидкости за счет интенсивного потоотделения способствует сгущению крови. Тепловая реакция способствует активации и росту числа нейтрофилов в крови, возникает лейкоцитоз, усиление капилляротока вызывает из депо и резерв эритроцитов, поэтому растет соотношение объема клеточных элементов и плазмы (гематокрит). Рост гематокрита способствует активации свертывающей системы, активация которой компенси-руется одновременным "профилактическим" ростом фибринолитических и про-тивосвертывающих систем. Влияние сауны на мочевыделительную систему Усиленное потоотделение уменьшает нагрузку на почки, и они находятся в "краткосрочном отпуске". Образование мочи снижается уже в первые минуты и остается сниженным в течение нескольких часов после выхода из сауны. Влияние сауны на пищеварительную систему Сауна разгружает дезинтоксикационную работу не только почек, но и печени. Усиление капилляротока в печени, депонирование крови в капиллярах, усиление экскурсий диафрагмы, способствует устранению застоя в портальной системе. Тепло улучшает синтез и выделение желчи, освобождается от застойной желчи желчный пузырь. Нормализуются взаимоотношения в кишечнике, за счет усиления лимфотока, кишечник освобождается от токсинов. Влияние высо-кой температуры благоприятно сказывается и на кишечной флоре, что препятст-вует развитию дисбактериоза. Влияние сауны на мышечно-суставной аппарат Изменение температурного баланса в сауне, как отмечалось, ведет к уси-лению обмена веществ, увеличению капилляротока и лимфотока. Тренировка может приводить к микротравматизации мышечной ткани, скоплению в ней не-доокисленных продуктов метаболизма, что проявляется мышечными болями по-сле окончания занятий. Поэтому сауна является наиболее оптимальным, патоге-нетически обусловленным методом мышечного восстановления. Увеличение подвижности и уменьшение болезненности суставов в сауне определяется в пер-вую очередь усилением обмена межклеточной жидкости. Известно, что питание суставов и выделение межсуставной жидкости в меньшей степени зависит от местного кровотока, а в большей от уровня диффузии веществ из межклеточной жидкости. Сауна стимулирует все эти виды обмена межклеточной жидкости в организме. СПЕЦИФИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ САУНЫ У ДЕТЕЙ Принципиальным отличием влияния сауны на детей является гораздо более быстрая тенденция их к перегреванию, что обусловлено: небольшую массой, при относительно большей поверхности тела; более развитой системой капилляров; менее совершенными механизмами терморегуляции (защиты от перегре-вания); недостаточно развитыми регуляторными системами ответственными за поддержание нормального водно-электролитного баланса организма. Поэтому применение сауны у детей требует особой осторожности. Температура не должна составлять более 80°С, а охлаждение должно начинаться лишь с 20°С. Пребывание в парильне не более, чем трехкратное по 2 - 5 мин. САУНА И ЛИШНИЙ ВЕС Лечение ожирения и снижение веса в сауне - совершенно различные понятия. Недооценка этого может приводить к серьезным осложнениям, обусловленным нарушением режима приема тепловых процедур, связанным с избыточ-ным нахождением в паровой, либо с частым более 3 раз в неделю использованием сауны. Напомним, ожирение - результат эндокринных расстройств, малой физической нагрузки, типа конституции и т.д. Эта серьезная проблема сопровождается не только увеличением веса тела, но и нарушением обмена веществ, функциональных расстройств дыхания, кровообращения, мышечной силы и др. Следует усвоить, что снижение веса в сауне это всего лишь потеря жидкости (гипогидратация), ее придумали спортсмены для перехода в наиболее благоприятную весовую категорию. Это "похудение" держится только в момент контрольного взвешивания. Однако, применение сауны в комплексной программе борьбы с лишним весом безусловно оправдано. Вследствие нарушения обмена веществ у тучных людей прежде всего страдают системы выделения, поэтому они быстрее начинают потеть в зале, быстрее устают, мышечные боли после тренировки у них обычное явление. Поэтому задача тренеров максимально уменьшить эти побочные явления. Сауна здесь выступает незаменимым помощником. Во-первых, это усиление обмена веществ, за счет воздействия темпера-туры, усиления дыхания, и в первую очередь кожного, во-вторых, это усиление выделительных процессов за счет потоотделения и капилляротока, в-третьих, это разгрузка сердечно-сосудистой системы, за счет депонирования крови в расширенных капиллярах кожи. Основные правила борьбы с лишним весом в сауне: не использовать сауну как основное средство похудения; применять сауну только после проведения физической нагрузки; не засиживаться в парной подолгу, использовать принцип "лучше меньше да лучше"; делать по несколько коротких, но частых заходов; обязательно смывать пот под прохладным душем или в бассейне. САУНА И ЦЕЛЛЮЛИТ Тщетность борьбы с целлюлитом следует искать, в часто не совсем правильном подходе к борьбе с этим неприятным недугом. Причина возникновения целлюлита - это нарушение обмена веществ и в первую очередь нарушение гуморального транспорта межклеточной жидкости. Диета, физические упражнения безусловно способствуют нормализации обмена веществ, но степень влияния на гуморальный транспорт их недостаточный. Здесь вам помогает квалифицированный массаж, но массажист не в состоянии охватить весь объем зон необходимых для стимуляции гуморального транспорта, вот тогда на помощь приходит сауна. Способность к усилению обмена веществ, капилляротока и тока лимфы у нее максимальная. Поэтому концепция борьбы с целлюлитом представлена в следующей схеме: диета - массаж - физические упражнения - сауна. На фоне диеты тренировки должны быть построены следующим образом: антицеллюлитный массаж, физические упражнения в аэробном режиме, сауна. Обмен витаминов ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ Витамин В1 (тиамин) Функции: Входит в состав ферментов, регулирует углеводный обмен, обмен аминокислот, обеспечивает нормальную деятельность ЦНС и периферической нервной систе-мы. Источники: Бобовые (горох - 8 мг%, фасоль - 0,5 мг%), крупы (овсянка, пшено, ядрица), свинина, хлеб грубого помола, отруби, дрожжи. Суточная потребность: Около 1,4-1,6 мг. Пища, богатая углеводами, алкоголь повышают потребность в витамине В1. Гиповитаминоз: Болезнь "бери-бери", поражение ЦНС и периферической нервной системы, па-раличи, атрофия мышц, мышечная слабость, сердечная недостаточность, нару-шение пищеварения. Гипервитаминоз: Не наблюдается. Витамин В2 (рибофлавин) Функции: Входит в состав ферментов, играющих роль в механизмах биологического окис-ления, регулирует энергетический обмен, обмен углеводов, белков, жиров. Источники: Молочные продукты, хлеб, мясо, печень, дрожжи, бобовые. Суточная потребность: Около 1,8-2 мг. Гиповитаминоз: Задержка роста, кожные нарушения, поражение глаз. Гипервитаминоз: Не наблюдается. Витамин В6 (пиридоксин) Функции: Входит в состав ферментов, участвующих в обмене аминокислот и жирных ки-слот. Источники: Зерно, фасоль, горох, мясные продукты, печень, рыба, дрожжи. Суточная потребность: Около 1,6-1,8 мг. Гиповитаминоз: Нарушения функций ЦНС, дерматит, судороги. Гипервитаминоз: Не наблюдается. Витамин В12 (цианокобаламин) Функции: Входит в состав ферментов, участвует в регуляции обмена аминокислот, нук-леиновых кислот, в процессе кроветворения. Источники: Единственный источник витамина - животные продукты (много в печени и поч-ках). Вырабатывается микроорганизмами. Суточная потребность: Около 5 мкг. (запасается в печени) Гиповитаминоз: Анемия, нарушения функций нервной системы, слабость, снижение аппетита. Гиповитаминоз может возникать при заболеваниях желудка, когда снижается выработка белкового вещества, обеспечивающего всасывание витамин В12 в ки-шечнике. Гипервитаминоз: Не наблюдается. Витамин Н (биотин) Функции: Входит в состав ферментов, регулирующих обмен аминокислот и жирных ки-слот. Источники: Печень, почки, яичный желток, соя, горох, молоко, мясные продукты (печень), дрожжи. Вырабатывается кишечной флорой. Суточная потребность: Около 0,15-0,3 мг. При нормальной кишечной флоре не требуется. Гиповитаминоз: Дерматит, нарушение функции ЦНС. Гипервитаминоз: Не наблюдается. Витамин В9 (фолиевая кислота) Функции: Входят в состав ферментов, участвует в процессах кроветворения и пищеваре-ния. Источники: Основной источник - хлеб, зеленые овощи, зелень петрушки, шпинат, салат, лук, ранняя капуста, горошек, свежие грибы. Много в свиной и говяжьей печени, твороге, сыре, молоке, очень много в прессованных хлебных дрожжах. Выраба-тывается микроорганизмами. Суточная потребность: Около 0,2 мг. (у человека некоторое количество витамина В9 содержится в депо - в печени). Гиповитаминоз: Анемия. Гипервитаминоз: Не наблюдается. Витамин РР (В5, никотиновая кислота, никотинамид) Функции: Входит в состав ферментов, участвует в клеточном дыхании, участвует в энерге-тическом обмене, обмене белков, регулирует высшую нервную деятельность и функции органов пищеварения. Источники: Печень (9-12 мг%), говядина (5 мг%), птица (6-8 мг%), хлеб грубого помола (3 мг%), гречка (4 мг%), бобовые (2 мг%), хлебопекарные дрожжи пресованные (40-50 мг%), овощи. Суточная потребность: Около 9-15 мг. или в 60 раз больше триптофана. Гиповитаминоз: Поражения кожи, расстройство пищеварения, нарушение функции ЦНС, депрес-сия. Гипервитаминоз: Нарушение пищеварения, поражение кожи, снижение зрения. Витамин В3 (пантотеновая кислота) Функции: Входит в состав ферментов, имеющих важное значение в обмене липидов и аминокислот. Источники: Почти во всех пищевых продуктах. Особенно в дрожжах, печени, молоке, мясе, почках, рыбе, бобовых. Суточная потребность: Около 8 мг. Гиповитаминоз: Встречается очень редко. Слабость мышц-разгибателей, "жжение в стопах", апатия, депрессия. Гипервитаминоз: Не наблюдается. Витамин С (аскорбиновая кислота) Функции: Обеспечивает функции ЦНС, стимулирует деятельность эндокринных желез, способствует усвоению железа и нормальному кроветворению, повышает сопро-тивляемость к экстремальным воздействиям. Источники: Свежие фрукты и растения. Плоды шиповника, красный перец, черная смороди-на, облепиха, капуста, шпинат, земляника, цитрусовые, молодой картофель, зе-леный лук, горошек. Суточная потребность: Около 75 мг. Гиповитаминоз: Снижение умственной и физической работоспособности, сопротивляемости ор-ганизма к инфекциям, поражение десен, повышение ломкости сосудов, кровото-чивость, цинга. Гипервитаминоз: Бессонница, головные боли, кровотечения в результате повышения ломкости ка-пилляров, способствует отложению камней в почках. Витамин Р (рутин) Функции: Обеспечивает нормальное структурно-функциональное состояние сосудистой стенки. Источники: Цитрусовые, цветы и листья гречихи, плоды шиповника, ягоды черноплодной рябины, красный перец, облепиха, черная смородина, вишня. Суточная потребность: 50-100 мг. Гиповитаминоз: Повышенная ломкость сосудов, повышение их проницаемости, кровоизлияния. Гипервитаминоз: Не наблюдается. ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ Витамин А (ретинол) Функции: Обеспечивает рост, развитие эпителиальных клеток, обеспечивает рост костей, входит в состав зрительного пигмента. Источники: Печень, рыбий жир, молоко и молочные продукты. Провитамин (каротин) в моркови, красном перце, абрикосах, тыкве, помидорах. Суточная потребность: около 1 мг. (бета-каротин - 1,8 мг). Гиповитаминоз: Ночная ("куриная") слепота, нарушение роста, нарушение ороговения эпителия, конъюнктивит, ороговение эпителия конъюнктивы, сухость, шероховатость ко-жи. Гипервитаминоз: Токсические явления (рвота, головокружение). Изменения кожи, слизистых обо-лочек, костей, головные боли, эйфория, анемия. Нарушения функций печени, почек, сердца. Витамин D (кальциферол) Функции: Регулирует фосфорно-кальциевый обмен, кальцификацию костей. Источники: Печень, рыбий жир, животные жиры, масла. Образуется в организме из прови-тамина под влиянием ультрафиолетового облучения. Суточная потребность: 2,5 мкг. Гиповитаминоз: Рахит, нарущение роста и окостенения костей, декальцификация. Гипервитаминоз: Нарушение функций ЦНС, сердца, почек. Витамин Е (токоферол) Функции: Участвует в процессе тканевого дыхания, регулирует функцию половых и дру-гих желез внутренней секреции, обезвреживает токсичные свободные радикалы, образующиеся в процессе перекисного окисления липидов (в первую очередь ненасыщенных). Источники: Растительные масла (соевое, подсолнечное), проросшая пшеница, зерно, яйца. Суточная потребность: 12 мг. Гиповитаминоз: Бесплодие, мышечная слабость. Гипервитаминоз: Не наблюдается. Витамин К (филлохиноны) Функции: Обеспечивает нормальную свертываемость крови (антигеморрагический вита-мин). Источники: Зеленые растения, вырабатывается кишечной флорой. Суточная потребность: При нормальной кишечной флоре не требуется, в противном случае - 1 мг. Гиповитаминоз: Замедление свертывания крови, спонтанные кровотечения. Гипервитаминоз: Не наблюдается. ОБМЕН УГЛЕВОДОВ УГЛЕВОДЫ - органические соединения, содержащиеся во всех тканях организма в свободном виде в соединениях с липидами и белками и являющиеся основным источникам энергии. Функции углеводов в организме: Углеводы являются непосредственным источником энергии для организма. Участвуют в пластических процессах метаболизма. Входят в состав протоплазмы, субклеточных и клеточных структур, выполняют опорную функцию для клеток. Углеводы делят на 3 основных класса: моносахариды, дисахариды и полисахариды. Моносахариды - углеводы, которые не могут быть расщеплены до более простых форм (глюкоза, фруктоза). Дисахариды - углеводы, которые пригидролизе дают две молекулы моносахаров (сахароза, лактоза). Полисахариды - углеводы, которые при гидролизе дают более шести молекул моносахаридов (крахмал, гликоген, клетчатка). В пищеварительном тракте полисахариды ( крахмал, гликоген; клетчатка и пектин в кишечнике не перевариваются ) и дисахариды под влиянием ферментов подвергаются расщеплению до моносахаридов (глюкоза и фруктоза) которые в тонком кишечнике всасываются в кровь. Значительная часть моносахаридов поступает в печень и в мышцы и служат материалом для образования гликогена. В печени и мышцах гликоген откладывается в резерв. По мере необходимости гликоген мобилизуется из депо и превращается в глюкозу, которая поступает к тканям и используется ими в процессе жизнедеятельности. Продукты распада белков и жиров могут частично в печени превращаться в гликоген. Избыточное количество углеводов превращается в жир и откладывается в жировом "депо". В организме происходит постоянное использование глюкозы различными тканями. Одним из главных потребителей глюкозы являются скелетные мышцы. Расщепление в них углеводов осуществляется с использованием аэробных и анаэробных реакций. При преобладании анаэробных реакций метаболизма глюкозы в мышцах накапливается большое количество молочной кислоты. Суточная потребность организма в углеводах - не менее 100-150 г. Депо глюкозы (гликоген) в печени, мышцах в среднем 300-400 г. При недостаточности углеводов развивается похудание, снижение трудоспособности, обменные нарушения, интоксикация организма. Избыток потребления углеводов может привести к ожирению, развитию бродильных процессов в кишечнике, повышенной аллергизации организма, сахарному диабету. Ритмы жизни: человек, общество, поколения Авторы: кандидаты медицинских наук В. Доскин и Н. Лаврентьева Жизнь каждого человека подчинена ритмическим колебаниям. Известны суточные, недельные, месячные, сезонные, годовые и, наконец, многолетние ритмы. Большой интерес представляют длительные циклические процессы. Что мы о них знаем? Начнем с недельного. В природе нет циклических процессов с недельным периодом - таких, как год (1 оборот Земли вокруг Солнца), день (1 оборот Земли вокруг своей оси, месяц (около 30 дней - 1 оборот Луны вокруг Земли). Условно неделю можно представить как вокруг Земли, включающего 4 фазы: новолуние, первую четверть, полнолуние и последнюю четверть. Но, строго говоря, неделю следовало бы отнести к искусственно выработанным периодам, так как ни в одном календарном месяце (кроме февраля не високосного года) нет целого числа недель. Древние люди, которые, как заметил выдающийся советский ученый А. Л. Чижевский, "…далеко превосходили нас остротой в искусстве наблюдения над явлениями природы и изысканным мастерством логических выводов", вложили в создание недели исторический опыт и народную мудрость - чередование 6 дней работы и 1 дня отдыха, по-видимому, соответствовало периоду колебания работоспособности у человека. Тысячелетиями жизнь человека текла в рамках недели, недельный цикл стал неотъемлемой частью жизни общества. Человек привык к этому ритму, сжился с ним. Более того, благодаря исключительным исследованиям датского эндокринолога Хамбургера мы теперь знаем, что строго в недельном ритме меняется в организме уровень гормонов коры надпочечников - этих важнейших регуляторов многих процессов в организме. Хамбургер был одновременно и исследователем и испытуемым: ежедневно он определял у себя количество продуктов превращения стероидных гормонов кетостероидов, выводимых с мочой. Причем определял не год, не два и не три, а семнадцать лет! В недельном ритме заметно меняется работоспособность рабочих промышленных предприятий - в понедельник относительно низкая производительность труда, во вторник, среду и четверг она возрастает, а затем в пятницу и субботу вновь снижается. Аналогичная динамика работоспособности отмечена у школьников и студентов. Поэтому призывы исследователей разгрузить конец недели, постепенно втягивать рабочих и учащихся в работу в начале недели, либо облегчить середину недели, чтобы сохранить высокую работоспособность в конце 7-дневного цикла и т. п., должны найти широкий отклик у руководителей производства, школьной и вузовской администрации. Изменение производительности труда при конвейерной сборке (по М. И. Виноградову). Неделя существовала еще в легендарном Вавилоне. Пять видимых невооруженным глазом планет, дневное и ночное светила дали названия семи дням недели. Понедельник - день Луны (lunes - исп., lundi - франц.) вторник - день Марса (martes - исп., mardi - франц.), среда - день Меркурия (mercredi - франц.), четверг - день Юпитера (jeudi - франц.), пятница - день Венеры (vendredi - франц., viernes - исп.), суббота - день Сатурна (Saturday - англ.), воскресенье - день Солнца (Sonntag - нем., sunday - англ.). В истории цивилизации были и другие "недели" - 3-, 4-, 5-, 6- и, наконец, 8-дневные, но в конце концов осталась семидневная неделя, по-видимому, как наиболее близкая собственным ритмам организма. В отличие от недельного месячный цикл существует объективно в окружающей нас природе. Это период вращения Луны вокруг Земли и период вращения Солнца вокруг своей оси (27 дней). Французские ученые А. Либер и К. Шерин предполагают, что то гравитационное влияние, которое Луна оказывает на Землю, испытывает каждое живое существо. Возможно, что эти "биологические приливы и отливы" могут вызывать колебания настроения, а у неуравновешенных людей - и тяжелые отклонения в поведении (недаром в древнем мире Луне приписывали вредоносное влияние, и слово "лунатик" стало синонимом "помутившегося разума"). Естественно полагать, что и все процессы в организме человека в таком случае будут испытывать соответствующие изменения. Еще Санторио, итальянский врач XVII века, измеряя длительное время вес мужчин, нашел что в течение месяца он колеблется на 1-2 фунта. В 1890 году известный русский врач Д.О. Отт сформулировал "закон волнообразной периодичности физиологических отправлений женского организма" не вдаваясь в подробное описание этого хорошо изученного ритма, скажем лишь, что циклические изменения, происходящее ежемесячно, пронизывают весь женский организм. Известно, например, что даже периодические изменения сна (трудность засыпания, возрастание движений во сне, увеличение продолжительности сна и т. п.) тесно связаны с менструальным циклом. У спортсменок, занимающихся легкой атлетикой, исследователи отмечают ухудшение спортивных результатов за счет временной депрессии, раздражительности и пониженной выносливости за несколько дней до наступления этого цикла. Зарубежными исследователями установлено, что именно в этот период у женщин, состоящих на учете в полиции, чаще отмечаются столкновения с полицией, попытки к самоубийству. У мужчин отмечается околомесячный ритм физической работоспособности и настроения. Мы наблюдали спортсмена-легкоатлета, у которого в конце каждого околомесячного цикла улучшались спортивные результаты, а новые спортивные навыки давались в этот период значительно легче и быстрее. В последние 10-15 лет за рубежом получила распространение гипотеза о так называемых "критических днях". Наиболее полное изложение она нашла в книге американского автора Джорджа Томмена "Is this your day?". Согласно этой гипотезе, в организме человека начиная с момента рождения идут независимо друг от друга три разных цикла: физический с периодом в 23 дня, эмоциональный - 28 дней и интеллектуальный - 33 дня. Имеются данные о том, что знание "критических дней" уменьшает частоту несчастных случаев, например, на автомобильном транспорте и т. п. Хотя разработка этой гипотезы начата еще в конце прошлого века, строгих научных доказательств существования "критических дней" пока еще нет. Изменения, происходящие во внешней среде в течение года, особенно в средних и высоких широтах, столь очевидны и значительны, что не возникает и сомнений в том, что в живых организмах (в том числе и в организме человека) должны регистрироваться ответные колебания. В самом деле: существенный перепад температур, разная продолжительность дня, чередование "сухих" и "влажных" сезонов года, периодические магнитные бури и многое другое сказывается на работоспособности человека, часто меняет и сам характер работы - вспомните сезонность в сельскохозяйственных работах, во многих промыслах. Изменяется по временам года и состав пищи. Все это определенным образом воздействует на функциональное состояние организма. Сезонное ритмы очень устойчивы, и не удивительно, что австралийские страусы у нас в зоопарке начинают кладку яиц тогда, когда в Москве стоят морозы. Но ведь в Австралии-то весна! Благоприятные и неблагоприятные воздействия на организм в разные сезоны года и выработанный веками ответ организма и на эти воздействия составляют сущность сезонных колебаний, а, следовательно, и годовых ритмов. В целом субъективную реакцию человека на сезоны года можно определить как бодрость летом и сонливость зимой. Психическая и мышечная возбудимость у взрослых и детей выше весной и в начале лета, осенью и зимой - ниже. Интересно, что различной в разные сезоны года оказалась даже способность глаза к адаптации в темноте: светочувствительность глаза, максимальная весной и ранним летом, понижается осенью и зимой. Летом дети растут быстрее. Скорость созревания костной системы у них увеличивается весной и замедляется осенью. Это связано с дозами солнечного облучения, богатой витаминами пищей и др. однако эти обстоятельства играют, по-видимому, лишь роль пусковых механизмов и реализации сезонных колебаний, как бы уже запрограммированных в организме. Значительные изменения претерпевает и обмен веществ. Так, содержание общего белка в сыворотке крови человека увеличивается зимой и уменьшается летом. Детский организм усваивает кальций и фосфор с разной интенсивностью на протяжении года. С февраля по май задержка этих веществ в организме возрастает, и в мае, например, их больше в организме, чем в апреле, несмотря на то, что в мае мы получаем этих веществ меньше, чем в апреле (их в это время года меньше в продуктах питания). В июне и июле усвоение кальция и фосфора продолжают нарастать, но в эти месяцы и с пищей поступает больше минеральных веществ. С августа по январь усвоение кальция и фосфора непрерывно снижается. Пожалуй, наиболее яркое проявление ритмичности обмена веществ - заболевание так называемой "арктической истерией". В зимнее время у эскимосов часто наблюдается весьма выраженное расстройство нервной системы. Исследования, проведенные американским ученым Боуленом в арктических районах западного полушария, показали, что у эскимосов отмечается четкий годовой ритм выделения кальция - зимой из организма выводится в 8-10 раз больше кальция, чем в летние месяцы. И вот этот недостаток кальция в организме, как предположил Боулен, сказывается на состоянии нервной системы. Это открытие послужило основой для профилактики и лечения "арктической истерии". В разные сезоны года в крови человека меняется содержание холестерина, виновного в развитии атеросклероза. Максимальное количество холестерина у здоровых людей отмечается зимой и осенью (200-250 мг%), минимальное (170-180 мг%) весной и летом. Такая же динамика содержания холестерина и у больных атеросклерозом: уровень холестерина в крови у них значительно выше осенью, чем весной. Несмотря на то, что в разных районах страны средний уровень артериального давления несколько различается, тем не менее чаще встречается такая тенденция: оно несколько повышается весной и летом и снижается осенью и зимой. На этот ритм уровня артериального давления, безусловно, оказывают влияние некоторые климатические и метеорологические условия, однако ритм сезонных изменений давления, по-видимому, является эндогенным, то есть внутренне обусловленным. К таким переменным величинам относится и количество в крови гемоглобина, вещества, осуществляющего перенос кислорода к тканям и углекислоты от тканей, и число лейкоцитов - белых кровяных телец, и их способность бороться с возбудителями инфекционных заболеваний. Распределение в Европе некоторых болезней по временам года: 1 - дифтерия, 2 - пневмония, 3 - сыпной тиф, 4 - скарлатина, 5 - грипп, 6 - цереброспинальный менингит, 7 - рахит, 8 - сенная лихорадка, 9 - желтая лихорадка, 10 - малярия, 11 - полиомиелит, 12 - лептоспирозы, 13 - амебная и бациллярная дизентерия, 14 - брюшной тиф, паратиф. " Тот, кто хочет заслужить действительное и полное признание в искусстве врачевания, должен прежде всего учитывать особенности сезона года на только потому, что они отличаются друг от друга, но и потому, что каждый из них может вызвать самые разные последствия… от атмосферных явлений зависит очень многое, потому, что состояние организма меняется в соответствии с чередованием сезонов года". Это слова величайшего врача древности, основоположника медицины Гиппократа, сказанные им более 2300 лет тому назад. Исследователи в экспериментах на животных отметили, что весной происходит более быстрое заживление ран. Известна сезонная периодичность инфекционных заболеваний, что связано с особенностями биологии возбудителей и переносчиков инфекции. Однако существует периодичность заболеваний и неинфекционной природы - это относиться прежде всего к язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, аппендициту, ревматизму. Отмечена сезонность в заболевании лейкозами. Обостренная гипертонической болезни и учащение приступов стенокардии, инфаркт миокарда также имеют сезонную динамику, причем максимум этих тяжелых страданий в разных странах и даже в одной стране, но в разных климатических зонах приходится на разные сезоны года. Хорошо изученный сезонный ритм многих заболеваний положен у нас в стране в основу профилактики заболеваний. Так, например, разработана и дала высокие результаты единая государственная система медикаментозной профилактики ревматизма. Многие люди, страдающие этим хроническим заболеванием, уже привыкли к тому, что в периоды ожидаемого обострения их осматривает врач и назначает соответствующее лечение. Сезонные колебания присущи всем проявлениям жизнедеятельности человека. Люди проявляются на свет и умирают не равномерно в течение года, а с определенными колебаниями - максимум и минимум приходится на определенное время года. Советский врач Н. Г. Гулюк, изучив 39 037 историй родов за 5 лет на относительно ограниченной территории, пришел к выводу, что наибольшее число рождений отмечается весной (март - апрель - май), а минимальное в осенне-зимний период. Оказалось, что примерно такой ритм рождений существует в масштабах всей страны. Сезонная ритмичность родов у женщин (по данным Н. Г. Гулюк). Не только рождению, но и смерти в обычные годы (не нарушаемые никакими из ряда вон выходящими событиями) свойственны колебания по сезонам года. Американский биоритмолог Халберг, изучая ритм смертности от пневмонии и гриппа проследил его в 48 штатах США. Пик смертности располагается между концом декабря и концом февраля для всех штатов, причем он был замечен как в северных штатах, где есть выраженные метеорологические различия времен года, так и в северных штатах, где есть выраженные метеорологические различия времен года, так и на юге страны, где всегда тепло (Флорида, Техас, Нью-Мехико). Халберг пришел к выводу, что увеличение риска смерти от гриппа и пневмонии в зимние месяцы связано прежде всего с повышением чувствительности человека к этому виду инфекции в зимний период. Изменения спортивных результатов - в метрах - у толкательницы ядра Галины Зыбиной (из статьи З. И. Барбашовой) Прирост спортивных результатов в троеборье у Леонида Жаботинского (по данным В. И. Шапошниковой, Ю. В. Дуганова, В. Н. Липихина) Из более длительных циклов у человека следует назвать двух- и трехлетние периоды. Статистика показала, что наивысшие спортивные результаты у мужчин отмечаются с трехлетней периодичностью, а у женщин - с двухлетней. Вероятно, объяснить это могут периоды интенсивного развития, которые появляются у человека с 10-летнего возраста, - у мальчиков с трехлетней периодичностью, а у девочек с двухлетней. Причем годы интенсивного роста предшествуют годам повышения функциональных возможностей. Колебания достижений ведущих спортсменов позволили рассчитать кривые длительности биологических ритмов - с периодом в 3 года у мужчин и около 2 лет у женщин. Причем, если первая фаза цикла у мужчин положительная, то у женщин отрицательная. Не позволят ли такие кривые предсказывать уровень функциональных возможностей человека не только в спорте, но и в профессиональной деятельности, определять пригодность к космическим полетам, устойчивость к заболеваниями и т. д.? "Психологические" ритмы с периодом в 7 лет подробно описывает талантливый русский физиолог Н. Я. Пэрна (его книга "Ритмы жизни и творчества" вышла полвека тому назад). В течение жизни человека он выделяет "поворотные пункты" - 6-7 лет, 12-13, 18-19, 25-26, 31-32, 37-38 лет и т. д. Эти годы характеризуются, как считал ученый, "усилием духовной жизни", "прояснением самосознания". С определенной ритмичностью происходит не только становление, но и возрастное расстройство функций. Общеизвестно, что главная причина несчастных случаев у людей после 75 лет происходит от неожиданных падений. Как полагают исследователи, этот факт в значительной степени связан с возрастными нарушениями зрения. Оказывается, в период от 16 и до 90 лет адаптация к яркому свету ухудшается, ее время возрастает примерно вдвое через каждые 13 лет. Этот ритм и приводит пожилых людей к неожиданным падениям, поскольку именно к 75 годам показатели световой адаптации становятся весьма низкими. Кстати, некоторые специалисты утверждают, что и само старение контролируется "биологическими часами". В этом плане представляет интерес опыты доктора Леонарда Хейфлика из медицинской школы Стэнфордского университета (США). Проводя онкологические исследования с клетками из организма человека, выращиваемыми на искусственно питательной среде, он заметил, что каждая популяция клеток делилась около 50 раз, а затем деление неожиданно прекращалось. Причем если колонии клеток подвергались глубокому замораживанию, например, после 20 делений, то они, словно "запомнив", сколько раз им осталось еще делиться, после оттаивания делились только 30 раз. Хейфлик выяснил, что клетки разных тканей имеют свой предел делений или, иначе говоря, свою продолжительность жизни. Вероятно, это и лежит в основе гетерохронизма - разновременности - старения организма. Не только каждому человеку, всему обществу в целом свойственны многолетние циклы. Пожалуй, наиболее заметны для нас волны эпидемий гриппа. Но и другие инфекционные заболевания демонстрируют определенную ритмичность. В 1956 и 1964 годах отмечено больше заболеваний клещевым энцефалитом, чем в промежуточные годы, практически при одинаковом контакте людей с лесом. В 1967-1970 годы без каких-либо социальных предпосылок было констатировано широкое распространение чесоточного клеща, в результате чего поражение чесоткой в некоторых странах превысило данные предшествующих лет в десятки раз. Для разных организмов имеют значение ритмы разного периода, причем чем больше и сложнее биологическая система, тем длительнее основные действующие в ней ритмы. Например, функциональное состояние отдельных клеток и ультраклеточных структур колеблется с периодом от миллисекунд до секунды. Сердце взрослого человека бьется с частотой примерно 1 раз в секунду. В ритме с периодом в несколько часов протекает основной цикл организма новорожденных - сон - бодрствование. В суточном ритме бодрствует и спит взрослый человек. Недельные и околомесячные циклы определяют приспособление организма к окружающей среде. Годовые ритмы особенно заметны в обществе в целом; здесь особенно важны многолетние циклы. Рождение, смерть болезнь - события, радостные или печальные в жизни одной семьи, определяющие начало или конец одной жизни, становятся колеблющимися параметрами только в масштабе общества. Причину ряда длительных периодических явлений пока трудно объяснить. Наиболее широко распространено мнение, что такая периодичность связана с метеорологическими, гелиогеофизическими влияниями, в том числе с колебаниями магнитного поля, с космическими лучами, изменением солнечной активности (под общим названием "солнечная активность" объединяются происходящие на Солнце изменения: появление пятен, протуберанцев и других образований). Приоритет в исследовании влияния солнечной активности на земные биологические процессы принадлежат выдающемуся русскому и советскому ученому Александру Леонидовичу Чижевскому. Его работы, написанные в 20-е и 30-е годы, были столь новы и неожиданны, что современники даже не смогли в должной степени их оценить. А. Л. Чижевский показал, что развитие всего живого на Земле протекает под непосредственным воздействием космических факторов, влияние которых ощущается на всех уровнях организации живых систем. В 1915-1924 годах Чижевский установил наличие связи между циклической деятельностью Солнца и массовым распространение заболеваний растений, массовым распространением заболеваний животных и, наконец, человека - эпидемиями. Солнечная активность колеблется с периодом в 27 дней, что связано с периодом вращения Солнца вокруг своей оси. Центры активности могут существовать на Солнце в течение нескольких месяцев, и при вращении Солнца они через каждые 27 суток проходят через центральный меридиан обращенной к Земле полусферы. Известны также 5-6-летние, 11-22-летние и, наконец, вековые циклы солнечной активности. Каким образом космические факторы оказывают свое влияние на земные процессы? Ответом на вопрос стали замечательные исследования профессора физико-химического института университета во Франции Джорджио Пиккарди, выполненные им в конце 40-х годов. Он показал, что солнечная активность изменяет физико-химическое состояние неорганических коллоидных растворов синхронно в разных точках земного шара. Но ведь биологические жидкости в организме человека - это те же коллоидные растворы, только более сложные. О том, как чутко реагирует кровь на изменение солнечной активности, свидетельствует открытая профессором Токийского университета Маки Таката и его коллегами реакция оседания белков крови, названная ими реакцией Ф. Увеличивается солнечная активность - и усиливается реакция Ф. А если кровь, плазма, лимфа чувствительны к гелиофизическим влияниям, следовательно, к ним чувствителен и организм в целом. Советский врач Н. А. Шульц изучил 300 000 анализов крови, сделанных в СССР, Италии, Франции, Бельгии, Англии и других странах. Это позволило ему связать изменение числа лейкоцитов крови с колебаниями солнечной активности. А именно: конец XIX и начало XX века совпали с минимумом солнечной активности, которая постепенно нарастала и в 1957-1958 годах стала максимальной, а затем снова начала падать. В конце XIX века нормальной величиной лейкоцитов у взрослых считалось 10-14 тысяч лейкоцитов на 1 кубический миллиметр крови. В начале ХХ века нормой для взрослых стали считать 8-12 тысяч лейкоцитов; через 20 лет норма упала до 6-10 тысяч; перед второй мировой войной она составляла 6-8 тысяч; в конце 50-х годов у здоровых людей определяли 3-4 тысячи лейкоцитов в 1 кубическом миллиметре крови. Даже аппендицит в то время протекал без выраженного лейкоцитоза. Другой путь, связывающий явление на Солнце с явлениями на Земле, идет через колебания электрического и магнитного полей Земли. Долгое время эти колебания казались ниже порога восприятия их живыми существами, и только принципиально новых подход, сформулированный советским ученым А. С. Пресманом, позволил представить эти колебания значимыми для организма. Суть его гипотезы состоит в том, что колебания электрического и магнитного полей оказывают в биологических системах не столько энергетические, сколько информационные воздействия. Колебания электрического и магнитного полей внешней среды - это тот сигнал, который несет информацию всему живому. Воспринять эту информацию и соответствующим образом ответить на изменение внешней среды позволяет организму наличие в нем внутренних систем электронно-магнитной регуляции. По А. С. Пресману, существует иерархическая система колебаний на разных уровнях организма. Представить ее можно следующим образом: макромолекулы (белки, нуклеиновые кислоты) совершают колебания, связанные с изменением их формы и эффективного объема; синхронные колебания макромолекул приводят к образованию колеблющихся ансамблей макромолекул, к определенным колебаниям в органах, системах и организме в целом. Вот, возможно, почему, пульсы Вселенной и отражаются на обитателях Земли. "Однако было бы совершенно неверным предполагать, - писал А. Л. Чижевский, - что заболевания или смертные случаи вызываются космическими или атмосферно-теллурическими явлениями. Этого, конечно, допускать нельзя. Речь может идти о том толчке со стороны указанных внешних факторов, который, падая на подготовленный организм, приводит его к гибели". Все это подтверждается цифрами печальной статистики. Случаи инфаркта миокарда, например, бывают чаще в дни повышенной магнитной активности (по сравнению с магнитоспокойными днями). Здесь как нельзя кстати можно вспомнить о том, что еще земские врачи на основании колоссального опыта врачевания и наблюдения за больными пришли к осознанию феномена, получившего название "закона парных случаев". Когда в больницу поступал тяжелобольной, ждали второго такого больного. Это действительно почти всегда сбывалось. С высоты нашего времени, ничего удивительного или сверхъестественного в этом нет. Вероятно, влияние гелиогеофизических факторов и влекло за собой обострение тяжелых заболеваний, "неожиданные" сердечно-содудистые расстройства и т. п. Итак, ритмы живых существ, как выясняется, весьма тесно связаны с ритмами магнитного поля Земли, активности Солнца, космических влияний. Может быть, биологических ритмов как таковых нет, а существует лишь отражение пульса Солнца? Нет, это не так. Было бы неправильно полагать, что организм на ритмические изменения внешней среды каждый раз отвечает вновь. Живые системы действительно воспринимают космические лучи, колебания барометрического давления, ионизации, магнитных полей. Но соответствующим образом отвечать на периодические изменения внешней среды позволяет всем живым существам наличие врожденный осцилляций - колебаний, - обладающих различными периодами, амплитудой и другими параметрами. Невозможно представить себе жизнь без изменений в организме. Однако эти изменения, не будь они циклическими, моментально вывели бы живой организм из состояния равновесия с окружающей средой. Следовательно, именно цикличность физиологических процессов во многом обеспечивает осуществление регуляции в организме человека и всех живых существ. Только наличие повторяющихся в определенном ритме процессов отражает сущность всего живого. Ритм - неотъемлемая черта жизни, ее основа и регулятор. ЛИТЕРАТУРА Биологические часы. М. Голиков А. П., Голиков П. П. Сезонные биоритмы в физиологии и патологии. М., "Медицина". Пэрна Н. Я. Ритм жизни и творчества. Л.-М., Изд-во "Петроград". Пресман А. С. Электромагнитная сигнализация в живой природе. М., "Советское радио". Чижевский А. Л. Земное эхо солнечных бурь. М., "Мысль". ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ (методика измерения артериального давления и пульса) ОСНОВНОЕ ЗНАЧЕНИЕ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ состоит в снабжении кровью органов и тканей. СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТАЯ СИСТЕМА СОСТОИТ из сердца, кровеносных и лимфатических сосудов. СЕРДЦЕ человека - это полый мышечный орган, разделенный вертикальной перегородкой на левую и правую половины, а горизонтальной на четыре полости: два предсердия и два желудочка. Сердце окружено как мешком соединительнотканной оболочкой - перикардом. В сердце существуют два вида клапанов: атриовентрикулярные (отделяющие предсердия от желудочков) и полулунные (между желудочками и крупными сосудами - аортой и легочной артерией). Основная роль клапанного аппарата состоит в препятствии обратному току крови. В камерах сердца берут свое начало и заканчиваются ДВА КРУГА КРОВООБРАЩЕНИЯ. БОЛЬШОЙ КРУГ начинается аортой, которая отходит от левого желудочка. Аорта переходит в артерии, артерии в артериолы, артериолы в капилляры, капилляры в венулы, венулы в вены. Все вены большого круга собирают свою кровь в полые вены: верхнюю - от верхней части туловища, нижнюю - от нижней. Обе вены впадают в правое предсердие. Из правого предсердия кровь поступает в правый желудочек, где начинается МАЛЫЙ КРУГ КРОВООБРАЩЕНИЯ. Кровь из правого желудочка поступает в легочный ствол, который несет кровь в легкие. Легочные артерии ветвятся до капилляров, затем кровь собирается в венулы, вены и поступает в левое предсердие где и заканчивается малый круг кровообращения. Основная роль большого круга - это обеспечение обмена веществ организма, основная роль малого круга - насыщение крови кислородом. Основными физиологическими функциями сердца являются: возбудимость, способность проводить возбуждение, сократимость, автоматизм. Под сердечным автоматизмом понимают способность сердца сокращаться под воздействием импульсов возникающих в нем самом. Эту функцию выполняет атипичная сердечная ткань которая состоит из: синоаурикулярного узла, атриовентрикулярного узла, пучка Гисса. Особенностью автоматизма сердца является то, что вышележащий участок автоматизма подавляет автоматизм нижележащего. Ведущим водителем ритма является синоаурикулярный узел. Под сердечным циклом понимают одно полное сокращение сердца. Сердечный цикл состоит из систолы (период сокращения) и диастолы (период расслабления). Систола предсердий обеспечивает поступление крови в желудочки. Затем предсердия переходят в фазу диастолы, которая продолжается в течение всей систолы желудочков. Во время диастолы желудочки наполняются кровью. Ритм сердца - это количество сердечных сокращений за одну минуту. Аритмия - нарушение ритма сердечных сокращений, тахикардия - учащение частоты сердечных сокращений (ЧСС), возникает часто при усилении влияния симпатической нервной системы, брадикардия - урежение ЧСС, возникает часто при усилении влияния парасимпатической нервной системы. Экстрасистолия - это внеочередное сердечное сокращение. Сердечные блокады - нарушение функции проводимости сердца, обусловленные поражением атипичных сердечных клеток. К показателям сердечной деятельности относят: ударный объем - количество крови, которое выбрасывается в сосуды при каждом сокращении сердца. Минутный объем - это количество крови, которое сердце выбрасывает в легочный ствол и аорту в течение минуты. Минутный объем сердца увеличивается при физической нагрузке. При умеренной нагрузке минутный объем сердца повышается как за счет роста силы сердечных сокращений, так и за счет частоты. При нагрузках большой мощности только за счет роста ЧСС. Регуляция сердечной деятельности осуществляется за счет нейрогуморальных воздействий, изменяющих интенсивность сокращений сердца и приспосабливающих его деятельность к потребностям организма и условиям существования. Влияние нервной системы на деятельность сердца осуществляется за счет блуждающего нерва (парасимпатический отдел ЦНС) и за счет симпатических нервов (симпатический отдел ЦНС). Окончания этих нервов изменяют автоматизм синоаурикулярного узла, скорость проведения возбуждения по проводящей системе сердца, интенсивность сердечных сокращений. Блуждающий нерв при возбуждении уменьшает ЧСС и силу сердечных сокращений, снижает возбудимость и тонус сердечной мышцы, скорость проведения возбуждения. Симпатические нервы наоборот учащают ЧСС, увеличивают силу сердечных сокращений, повышают возбудимость и тонус сердечной мышцы, а также скорость проведения возбуждения. Гуморальные влияния на сердце реализуются гормонами, электролитами, и другими биологически активными веществами, являющимися продуктами жизнедеятельности органов и систем. Ацетилхолин (АЦХ) и норадреналин (НА) - медиаторы нервной системы - оказывают выраженное влияние на работу сердца. Действие АЦХ аналогично действию парасимпатической, а норадреналина действию симпатической нервной системы. Кровеносные сосуды. В сосудистой системе различают: магистральные (крупные эластические артерии), резистивные (мелкие артерии, артериолы, прекапиллярные сфинктеры и посткапиллярные сфинктеры, венулы), капилляры (обменные сосуды), емкостные сосуды (вены и венулы), шунтирующие сосуды. Под артериальным давлением (АД) понимают давление в стенках кровеносных сосудов. Величина давления в артериях ритмически колеблется, достигая наиболее высокого уровня в период систолы и снижается в момент диастолы. Это объясняется тем, что выбрасываемая при систоле кровь встречает сопротивление стенок артерий и массы крови, заполняющей артериальную систему, давление в артериях повышается и возникает некоторое растяжение их стенок. В период диастолы АД понижается и поддерживается на определенном уровне за счет эластического сокращения стенок артерий и сопротивления артериол, благодаря чему продолжается продвижение крови в артериолы, капилляры и вены. Следовательно, величина АД пропорциональна количеству крови, выбрасываемой сердцем в аорту (т.е. ударному объему) и периферическому сопротивлению. Различают систолическое (САД), диастолическое (ДАД), пульсовое и среднее АД. Систолическое АД - это давление обусловленное систолой левого желудочка (100 - 120 мм рт.ст.). Диастолическое давление - определяется тонусом резистивных сосудов в период диастолы сердца (60-80 мм рт.ст.). Разность между САД и ДАД называется пульсовым давлением. Среднее АД равняется сумме ДАД и 1/3 пульсового давления. Среднее АД выражает энергию непрерывного движения крови и постоянно для данного организма. Повышение артериального давления называют гипертензией. Понижение АД называют гипотензией. АД выражают в миллиметрах ртутного столба. Нормальное систолическое давление колеблется в пределах 100-140 мм рт.ст., диастолическое давление 60-90 мм рт.ст. Обычно давление измеряется в плечевой артерии. Для этого на обнаженное плечо обследуемого накладывают и закрепляют манжетку, которая должна прилегать настолько плотно, чтобы между ней и кожей проходил один палец. Край манжетки, где имеется резиновая трубка, должен быть обращен книзу и располагаться на 2-3 см выше локтевой ямки. После закрепления манжетки обследуемый удобно укладывает руку ладонью вверх, мышцы руки должны быть расслаблены. В локтевом сгибе находят по пульсации плечевую артерию, прикладывают к ней фонендоскоп, закрывают вентиль сфигмоманометра и накачивают воздух в манжету и манометр. Высота давления воздуха в манжете, сдавливающей артерию, соответствует уровню ртути на шкале прибора. Воздух нагнетается в манжету до тех пор, пока давление в ней не превысит примерно на 30 мм рт.ст. Тот уровень, при котором перестает определятся пульсация плечевой или лучевой артерии. После этого вентиль открывают и начинают медленно выпускать воздух из манжеты. Одновременно фонендоскопом выслушивают плечевую артерию и следят за показанием шкалы манометра. Когда давление в манжете станет чуть ниже систолического, над плечевой артерией начинают выслушиваться тоны, синхронные с деятельностью сердца. Показание манометра в момент первого появления тонов отмечают как величину систолического давления. Эта величина обычно указывается с точностью до 5 мм (например 135, 130, 125 мм рт.ст. и т.д.). При дальнейшем снижении давления в манжете тоны постепенно ослабевают и исчезают. Это давление диастолическое. АД у здоровых людей подвержено значительным физиологическим колебаниям в зависимости от физической нагрузки, эмоционального напряжения, положения тела, времени приема пищи и др. факторов. Наиболее низкое давление бывает утром, натощак, в покое, т.е в тех условиях, в которых определяется основной обмен, поэтому такое давление называется основным или базальным. При первом измерении уровень АД может оказаться выше, чем в действительности, что связано с реакцией клиента на процедуру измерения. Поэтому рекомендуется не снимая манжеты и лишь выпуская из нее воздух, измерить давление несколько раз и учитывать последнюю наименьшую цифру. Кратковременное повышение АД может наблюдаться при большой физической нагрузке, особенно у нетренированных лиц, при психическом возбуждении, употреблении алкоголя, крепкого чая, кофе, при неумеренном курении и сильных болях. Пульсом называют ритмические колебания стенки артерий, обусловленные сокращением сердца, выбросом крови в артериальную систему и изменением в ней давления в течение систолы и диастолы. Распространение пульсовой волны связано со способностью стенок артерий к эластическому растяжению и спадению. Как правило, пульс начинают исследовать на лучевой артерии, поскольку она располагается поверхностно, непосредственно под кожей и хорошо прощупывается между шиловидным отростком лучевой кости и сухожилием внутренней лучевой мышцы. При пальпации пульса кисть исследуемого охватывают правой рукой в области лучезапястного сустава так, что бы 1 палец располагался на тыльной стороне предплечья, а остальные на передней его поверхности. Нащупав артерию, прижимают ее к подлежащей кости. Пульсовая волна под пальцами ощущается в виде расширения артерии. Пульс на лучевых артериях может быть неодинаковым, поэтому в начале исследования нужно пальпировать его на обеих лучевых артериях одновременно, двумя руками. Исследование артериального пульса дает возможность получать важные сведения о работе сердца и состоянии кровообращения. Это исследование проводится в определенном порядке. Вначале надо убедиться что пульс одинаково прощупывается на обеих руках. Для этого пальпируют одновременно две лучевые артерии и сравнивают величину пульсовых волн на правой и левой руках (в норме она одинакова). Величина пульсовой волны на одной руке может оказаться меньше, чем на другой, и тогда говорят о различном пульсе. Он наблюдается при односторонних аномалиях строения или расположения артерии, ее сужении, сдавлении опухолью, рубцами др. Различный пульс будет возникать не только при изменении лучевой артерии, но и при аналогичных изменениях вышерасположенных артерий - плечевой, подключичной. Если выявлен различный пульс, дальнейшее его исследование проводят на той руке, где пульсовые волны лучше выражены. Определяются следующие свойства пульса: ритм, частота, напряжение, наполнение, величина и форма. У здорового человека сокращения сердца и пульсовой волны следуют друг за другом через равные промежутки времени, т.е. пульс ритмичен. В нормальных условиях частота пульса соответствует частоте сердечных сокращений и равна 60-80 ударов в минуту. Частоту пульса подсчитывают в течении 1 мин. В положении лежа пульс в среднем на 10 ударов меньше, чем стоя. У физически развитых людей частота пульса ниже 60 уд/мин, а у тренированных спортсменов до 40-50 уд/мин, что указывает на экономичную работу сердца. В состоянии покоя частота сердечных сокращений (ЧСС) зависит от возраста, пола, позы. С возрастом она уменьшается. Пульс у находящегося в состоянии покоя здорового человека ритмичный, без перебоев, хорошего наполнения и напряжения. Ритмичным считается такой пульс, когда количество ударов за 10 с отмечается от предыдущего подсчета за такой же период времени не более, чем на один удар. Для подсчета пользуются секундомером или обычными часами с секундной стрелкой. Чтобы получить сравниваемые данные, измеряйте пульс всегда в одном и том же положении (лежа, сидя или стоя). Например, утром измеряйте пульс сразу после сна лежа. Перед занятием и после них - сидя. Определяя величину пульса следует помнить, что сердечно- сосудистая система очень чувствительна к различным влияниям (эмоциональным, физическим нагрузкам и др.). Вот почему наиболее спокойный пульс регистрируется утром, сразу после пробуждения, в горизонтальном положении. Перед тренировкой он может существенно повышаться. Во время занятий контроль за ЧСС можно проводить путем подсчета пульса за 10 с. Учащение пульса в покое на следующий день после тренировки (особенно при плохом самочувствии, нарушении сна, нежелание тренироваться и т.д.) свидетельствует об утомлении. Для лиц, регулярно занимающихся физическими упражнениями, ЧСС в покое более 80 уд/мин расценивается как признак утомления. В дневнике самоконтроля записывается число ударов пульса и отмечается его ритмичность. Для оценки физической работоспособности используют данные о характере и продолжительности процессов, полученных в результате выполнения различных функциональных проб с регистрацией ЧСС после нагрузки. В качестве таких проб можно использовать следующие упражнения. Не очень физически подготовленные люди, а также дети делают 20 глубоких и равномерных приседаний за 30 с (приседая, вытянуть руки вперед, вставая - опустить), затем сразу же, сидя, подсчитывают пульс за 10с в течение 3 мин. Если пульс восстанавливается к концу первой минуты - отлично, к концу 2-й - хорошо, к концу 3-й - удовлетворительно. При этом пульс учащается не более чем на 50-70% от исходной величины. Если в течение 3 мин пульс не восстанавливается - неудовлетворительно. Бывает что учащение пульса происходит на 80% и более по сравнению с исходным, что указывает на снижение функционального состояния сердечно-сосудистой системы. При хорошей физической подготовленности используют бег на месте в течение 3 мин в умеренном темпе (180 шагов в минуту) с высоким подниманием бедра и движениями рук, как при обычном беге. Если пульс учащается не более чем на 100% и восстанавливается на 2-3 минуте - отлично, на 4-й - хорошо, на 5-й - удовлетворительно. Если пульс возрастает более чем на 100%, а восстановление происходит более чем за 5 минут, то такое состояние оценивается как неудовлетворительное. Пробы с приседаниями или с дозированным бегом на месте не следует проводить сразу после еды или после занятий. По ЧСС во время занятий можно судить о величине и интенсивности физической нагрузки для данного человека и режим работы (аэробный, анаэробный) в котором проводится тренировка. Физиология микроциркуляции Микроциркуляторное звено является центральным в сердечно-сосудистой системе. Оно обеспечивает основную функцию крови - транскапиллярный обмен. Микроциркуляторное звено представлено мелкими артериями, артериолами, капиллярами, венулами, мелкими венами. Транскапиллярный обмен происходит в капиллярах. Он возможен благодаря особому строению капилляров, стенка которых обладает двухсторонней проницаемостью. Проницаемость капилляров - это активный процесс, который обеспечивает оптимальную среду для нормальной жизнедеятельности клеток организма. Кровь из микроциркуляторного русла попадает в вены. В венах давление низкое от 10-15 мм.рт.ст в мелких до 0 мм.рт.ст. в крупных. Движению крови по венам способствует ряд факторов: работа сердца, клапанный аппарат вен, сокращение скелетных мышц, присасывающая функция грудной клетки. Деятельность сердечно-сосудистой системы во время физической нагрузки При физической нагрузке существенно возрастают потребности организма, в частности в кислороде. Наблюдается условнорефлекторное усиление работы сердца, поступление части депонированной крови в общий круг кровообращения, увеличивается выброс адреналина мозговым веществом надпочечников. Адреналин стимулирует работу сердца, суживает сосуды внутренних органов, что ведет к подъему АД, росту линейной скорости кровотока через сердце, мозг, легкие. Значительно во время физической активности возрастает кровоснабжение мышц. Причиной этого является интенсивный обмен веществ в мышце, что способствует скоплению в ней продуктов метаболизма (углекислого газа, молочной кислоты и др.), которые обладают выраженным сосудорасширяющим эффектом и способствуют более мощному раскрытию капилляров. Расширение диаметра сосудов мышц не сопровождается падением артериального давления в результате активации прессорных механизмов в ЦНС, а так же повышенной концентрации глюкокортикоидов и катехоламинов в крови. Работа скелетных мышц усиливает венозный кровоток, что способствует быстрому венозному возврату крови. А повышение содержания продуктов метаболизма в крови, в частности углекислоты ведет к стимуляции дыхательного центра, увеличению глубины и частоты дыхания. Это в свою очередь увеличивает отрицательное давление грудной клетки, важнейшего механизма способствующего увеличению венозного возврата к сердцу. ФИТНЕС-ПРОГРАММЫ И СТРЕССЫ НА РАБОТЕ Марк Окчипинци Президент американской профессиональной ассоциации фитнесса ВВЕДЕНИЕ Врачи и специалисты по профилактике заболеваний рекомендовали увеличение физической активности в качестве средства улучшающего здоровье работников предприятий в течение последних 300 лет. Поскольку за последние 50 лет отмечается постоянный рост технического прогресса, проблемы сохранения здоровья на рабочем месте значительно возросли. Доказано, что всвязи с ростом НТ прогресса большинство рабочих начинают испытывать не столько избыток, сколько недостаток физической активности. Вместе со снижением уровня физической активности, наблюдается значительное увеличение уровня напряженности мыслительных процессов работника, результатом чего явилась тенденция к росту стрессовых нагрузок. ЗАТРАТЫ НА ЗДОРОВЬЕ НЕПОДГОТОВЛЕННЫХ ФИЗИЧЕСКИ РАБОЧИХ ПРОСТО ПОРАЖАЮТ. Американская Промышленность теряет ежегодного 32 миллиарда долларов и 132 миллиона рабочих дней потерянно из-за преждевременной смерти работника. Такое положение вещей специалисты медики связывают с низким уровнем тренированности, и как следствие высоким уровнем заболеваемости сердечно-сосудистой системы (гипертоническая болезнь, инфаркт миокарда, сахарный диабет, obesity). Миллиарды долларов потеряны в результате сниженной производительности, явившейся следствием болезни и нетрудоспособности. По данным Национальный Совета Безопасности в 1996 боли в спине принесли убыток американской промышленности и сфере услуг на сумму 1.2 миллиарда долларов, более чем 275 миллионов долларов было выдано в качестве компенсационных выплат по болезни. Повышение уровня физической подготовки работника (фитнесс) и wellness стали инструментом регулирующим заболеваемость на предприятии для многих отраслей промышленности. Johnson & Johnson, Xerox, General Motors это только небольшое число компаний который включают в обязательном порядке в график рабочего времени занятия фитнессом. Известный факт, что к значительно снизить риск заболеваемости сердца и сосудов как и других болезней связанных со старением организма можно, используя рациональное питание с органичением быстровсасываемых углеводов (сахар, сладости, пирожное, белый хлеб, жареный картофель и пр.) и физические упражнения укрепляющие сердечно - сосудистую систему. Имеется прямая связь между пренебрежением к тренировке возможностей нашего организма и риском развитя болезни сердца. ЗДОРОВЫЙ РАБОЧИЙ - ЭТО СЧАСТЛИВЫЙ РАБОЧИЙ! Как фитнесс программы могут способствовать улучшению здоровья и удовольствию, получаемого от хорошо выполненной работы? Психологические и физиологические преимущества энергичного отдыха, заключающиеся в выполнении фитнесс программ научно обоснованы. Основой здоровья и долголетия навсегда останутся регулярные занятия физическими упражнениями, длительностью не менее 30 минут, три раза в неделю. Это может быть степ-аэробика (stair-climbing), прогулки спортивным шагом (walking briskly), велосипед. Исследование ясно продемонстрировало, что регулярно занимающиеся люди, живут дольше и чувствуют себя лучше. Исследуемые сообщали об улучшении сна, о более эффективной борьбе со стрессом, о более высоком общем энергетическом потенциале благодаря занятиям кардиореспираторным фитнессом. Изучение, также показало, что люди которые хотят быть красивее и здоровее, более ответственны за свое здоровье, когда они занимаются по фитнесс программам. Журнал "New England Journal of Medicine" в 1987 сообщил, что энергичные упражнения, сделанные в середине рабочего дня, улучшают мышление и производительность труда в течение последующих 4 - 5 часов. Что заставит служащего заниматься фитнессом? Фитнесс программы построены таким образом, чтобы удовлетворять психологические потребности служащих, снять утомление бухгалтера и развеять скуку экономисту, уменьшить неудовлетворенность работой, особенно если служащий подвергается умственным перегрузкам. Активный образ жизни (fitness/life-style) способствует принятию и других здоровых форм поведения, таких как прекращение курения или снижение веса. Дополнительными преимуществами могут служить улучшение лица компании и facilitation recruitment, рост производительности труда, лучшее качество работы, снижение числа прогулов, сокращение затрат на временную нетрудоспособность и снижение количества недовольных лиц своим рабочим местом. Johnson & Johnson сообщил, что на 13% сократилось количество дней нетрудоспособности за первый год их участия в программе "Fitness/life-style". Другие данные, которые мы нашли, подтверждали уменьшение числа неявок на работу после введения спортивных и фитнесс-програм. Невыход сотрудника на работу по различным причинам может составлять в среднем от 6 дней до 10 - 14 дней в год. Когда политика компании ориентируется на использовании фитнесс-программ это число снижается. Доказано, что физически подготовленные сотрудники достигают более высоких результатов, меньше болеют и меньше совершают непредвиденных прогулов, а потому чаще используются на ответственных должностях. Каждый без труда сможет убедиться как фитнесс-программы благотворно влияют на стресс и воспитывают в вас ощущение здоровья, которое можно самостоятельно поддерживать на высоком уровне. ТЕКУЧЕСТЬ КАДРОВ Текучесть кадров обусловлена потерей заинтересованности в качестве работы сотрудника. Это очень часто случается из-за несоответствия между оптимальной физической или умственной нагрузкой для индивидуума и фактическими требованиями предъявляемыми руководством предприятия. Реакция работников на предложение регулярно заниматься фитнессом, будет изменяться в соответствии с отношением к этому руководства каждой отдельной фирмы. Конечно, много фирм встречаются с серьезной финансовой проблемой когда начинают вводить на своих предприятиях регулярные занятия; однако если крупные суммы инвестированы в образовании и профилактику заболеваний, если наняты опытные инструкторы, предоставлены оборудованные залы для занятий конечно отношение работника измениться в пользу занятий фитнессом. Более того каждый человек, работающий на предприятии или в фирме будет рассматривать такую позицию руководства как выражение заботы о его личном благосостоянии. Такой подход выступит фактором повышающим у работника ценность своего рабочего места и способствует стремлению последнего неуклонно повышать производительность труда. В результате руководитель предприятия имеет здоровую, работоспособную и главное психологически удовлетворенную трудовую силу. Снижается уровень стрессовых нагрузок на производстве и межличностных конфликтов на предприятии. Исследования показали, что после внедрения на нескольких крупных канадских корпорациях комплексной оздоровительной программы текучесть кадров сократилась с 18% до 7%. Роль Личного Тренера Квалифицированные тренеры сочетают в своей работе лучшие из известных техник фитнесса и обеспечивает каждому тренирующемуся наряду со здоровьем и массу дополнитеьных преимуществ. У занимающегося отсутствует потребность в тратить свое личное время на занятия дома: на тренировку силы или пробежки на большие дистанции. Опытный тренер обеспечит клиенту понимание важности развития силы, гибкости и выносливости, которые проявляют себя в улучшении фигуры, появлении чувства уверенности в себе, а следовательно качества жизни, как на работе так и во время отдыха. Каждая программа содержит строго определенный набор упражнений. С чего начать После первоначального тестирования (initial screening) включающего: Измерение артериального давления. Определения процента содержания жировой массы. Опроса о характере физической активности до занятий фитнессом. Определения реалистических цели и задач. Клиенту предлагается общеразвивающая программа с проработкой максимального количества мышц тела. Задача тренеровки на этом этапе отработка техники выполнения упражнений и постепенное "врабатывание" клиента в фитнесс. Тренировка должна начинаться с 5-8 минутной разминки и заканчиваться 5 минутной заминкой. Нельзя не упомянуть о важности предтренировочной растяжки все включенных в работу мышц. Во время основной силовой части каждый тренирующийся выполняет серию упражнений на тренажерах на сопротивление, эта тренировка способствует увеличению силы мышц и координации движений. Паралельно включаются упражнения на выносливость степ-аэробика, кардиореспираторный фитнесс, танцы. На первом этапе соотношение силовые упражнения - кардиореспираторный фитнесс, должны быть 1 к 2, т.е. на каждые две аэробные тренировки должна приходится одна силовая. Занимаясь в спортзале помните, что каждая мышечная группа должна прорабатываться так, чтобы сформировав красивый мышечный рельеф мы максимально сократили нагрузку на суставы и сухожилия. В заключении хотелось бы добавить: не бойтесь сделать первый шаг, начните регулярные тренировки и взглянув на себя в зеркало через 2 - 3 недели вы уже увидите первые результаты. Ассимиляция и диссимиляция В клетке обнаружены примерно тысяча ферментов. С помощью такого мощного каталитического аппарата осуществляется сложнейшая и многообразная химическая деятельность. Из громадного числа химических реакций клетки выделяются два противоположных типа реакций - синтез и расщепление. Реакция синтеза. В клетке постоянно идут процессы созидания. Из простых веществ образуются более сложные, из низкомолекулярных - высокомолекулярные. Синтезируются белки, сложные углеводы, жиры, нуклеиновые кислоты. Синтезированные вещества используются для построения разных частей клетки, ее органоидов, секретов, ферментов, запасных веществ. Синтетические реакции особенно интенсивно идут в растущей клетке, постоянно происходит синтез веществ для замены молекул, израсходованных или разрушенных при повреждении. На место каждой разрушенной молекулы белка или какого-нибудь другого вещества встает новая молекула. Таким путем клетка сохраняет постоянными свою форму и химический состав, несмотря на непрерывное их изменение в процессе жизнедеятельности. Синтез веществ, идущий в клетке, называют биологическим синтезом или сокращенно биосинтезом. Все реакции биосинтеза идут с поглощением энергии. Совокупность реакций биосинтеза называют пластическим обменом или ассимиляцией (лат. "симилис" - сходный). Смысл этого процесса состоит в том, что поступающие в клетку из внешней среды пищевые вещества, резко отличающиеся от вещества клетки, в результате химических превращений становятся веществами клетки. Реакции расщепления. Сложные вещества распадаются на более простые, высокомолекулярные - на низкомолекулярные. Белки распадаются на аминокислоты, крахмал - на глюкозу. Эти вещества расщепляются на еще более низкомолекулярные соединения, и в конце концов образуется совсем простые, бедные энергией вещества - СО2 и Н2О. Реакции расщепления в большинстве случаев сопровождаются выделением энергии. Биологическое значение этих реакций состоит в обеспечении клетки энергией. Любая форма активности - движение, секреция, биосинтез и др. - нуждается в затрате энергии. Совокупность реакции расщепления называют энергетическим обменом клетки или диссимиляцией. Диссимиляция прямо противоположна ассимиляции: в результате расщепления вещества утрачивают сходство с веществами клетки. Пластический и энергетический обмены (ассимиляция и диссимиляция) находятся между собой в неразрывной связи. С одной стороны, реакции биосинтеза нуждаются в затрате энергии, которая черпается из реакций расщепления. С другой стороны, для осуществления реакций энергетического обмена необходим постоянный биосинтез, обслуживающих эти реакции ферментов, так как в процессе работы они изнашиваются и разрушаются. Сложные системы реакций, составляющие процесс пластического и энергетического обменов, тесно связаны не только между собой, но и с внешней средой. Из внешней среды в клетку поступают пищевые вещества, которые служат материалом для реакций пластического обмена, а в реакциях расщепления из них освобождается энергия, необходимая для функционирования клетки. Во внешнюю среду выделяются вещества, которые клеткой больше не могут быть использованы. Совокупность всех ферментативных реакций клетки, т. е. совокупность пластического и энергетического обменов (ассимиляции и диссимиляции), связанных между собой и с внешней средой, называют обменом веществ и энергии. Этот процесс является основным условием поддержания жизни клетки, источником ее роста, развития и функционирования. АТФ как единое и универсальное энергетическое вещество. Все проявления жизнедеятельности, все функции клетки осуществляются с затратой энергии. Энергия требует для движения биосинтетических реакций, переноса веществ через клеточные мембраны, для любых форм клеточной активности. Источником энергии в живых клетках, обеспечивающим все виды их деятельности, является аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Освобождающаяся при расщеплении АТФ энергия обеспечивает любые виды клеточных функций - движение, биосинтез, перенос веществ через мембраны и др. Так как запас АТФ в клетке невелик, то понятно, что по мере убыли АТФ содержание ее должно восстанавливаться. В действительности так и происходит. Биологический смыл остальных реакций энергетического обмена и состоит в том, что энергия, освобождающаяся в результате химических реакций окисления углеводов и других веществ, используется для синтеза АТФ, т. е. для восполнения ее запаса в клетке. При усиленной, но кратковременной работе, например при беге на короткую дистанцию, мышцы работают почти исключительно за счет распада содержащейся в них АТФ. После окончания бега спортсмен усиленно дышит, разогревается: в этот период происходит интенсивное окисление углеводов и других веществ для восполнения убыли израсходованной АТФ. При длительной и не очень напряженной работе содержание АТФ в клетках может существенно не изменяться, так как реакции окисления успевают обеспечить быстрое и полное восстановление израсходованной АТФ. Итак, АТФ представляет единый и универсальный источник энергии для функциональной деятельности клетки. Отсюда понятно, что возможна передача энергии из одних частей клетки в другие и заготовка энергии впрок. Синтез АТФ может происходить в одном месте клетки и в одно время, а использоваться она может в другом месте и в другое время. Синтез АТФ осуществляется главным образом в митохондриях. Именно поэтому митохондрии называют "силовыми станциями" клетки. Образовавшаяся здесь АТФ по каналам эндоплазматической сети направляется в те участки клетки, где возникает потребность в энергии. Этапы энергетического обмена. Для изучения энергетического обмена клетки его удобно разделить на три последовательных этапа. Рассмотрим их на примере животной клетки. Первый этап подготовительный. На этом этапе крупные молекулы углеводов, жиров, белков, нуклеиновых кислот распадаются на мелкие молекулы: из крахмала образуется глюкоза, из жиров - глицерин и жирные кислоты, из белков - аминокислоты, из нуклеиновых кислот - нуклеотиды. Распад веществ на этом этапе сопровождается незначительным энергетическим эффектом. Вся освобождающаяся при этом энергии рассеивается в виде тепла. Второй этап энергетического обмена называют бескислородным или неполным. Вещества, образовавшиеся в подготовительном этапе - глюкоза, глицерин, органические кислоты, аминокислоты и др. - вступают на путь дальнейшего распада. Это сложный, многоступенчатый процесс. Он состоит из ряда следующих одна за другой ферментативных реакций. Ферменты, обслуживающие этот процесс, расположены на внутриклеточных мембранах правильными рядами. Вещество, попав на первый фермент этого ряда, передвигается, как на конвейере, на второй фермент, далее - на третий и т. д. Это обеспечивает быстрое и эффективное течение процесса. Разберем его на примере бескислородного расщепления глюкозы, которое имеет специальное название - гликолиза. Гликолиз представляет собой ряд последовательных ферментативных реакций. Его обслуживает 13 различных ферментов, и в ходе его образуется более десятка промежуточных веществ. Многие промежуточные реакции гликолиза идут с участием фосфорной кислоты Н3РО4. В нескольких реакциях участвует АДФ. Не останавливаясь на деталях, укажем лишь, что на начальные ступени ферментного конвейера вступают шестиуглеродная глюкоза, Н3РО4 и АДФ, а с последних сходят трехуглеродная молочная кислота, АДФ и вода. Суммарное уравнение гликолиза должно быть записано так: С6Н12О6+2Н3РО4+2АДФ = 2С3Н6О3+2АТФ+2Н2О Процесс гликолиза происходит у всех животных клеток и у некоторых микроорганизмов. Всем известное молочнокислое брожение (при скисании молока, образовании простокваши, сметаны, кефира) вызывается молочнокислыми грибами и бактериями. По механизму оно вполне тождественно гликолизу. У растительных клеток и у некоторых дрожжевых грибов распад глюкозы осуществляется путем спиртового брожения. Спиртовое брожение, как и гликолиз, представляет длинный ряд ферментативных реакций, причем большая часть реакций гликолиза и спиртового брожения полностью совпадают, и только на самых последних этапах есть некоторые различия. В ряде промежуточных реакций спиртового брожения, как и при гликолизе, принимают участие Н3РО4 и АДФ. Конечными продуктами спиртового брожения являются двуокись углерода, этиловый спирт, АТФ и вода. Суммарное уравнение спиртового брожения следует записать так: С6Н12О6+2Н3РО4+2АДФ = 2СО2+2С2Н5ОН+2АТФ+2Н2О Из приведенных уравнений гликолиза и спиртового брожения видно, что в этих процессах не участвует кислород, поэтому их назвают бескислородными, или с неполным расщеплением, так как полное расщепление - это расщепление до конца, т. е. превращение глюкозы в простейшие соединения - СО2 и Н2О, что соответствует уравнению С6Н12О6+6О2 = 6СО2+6Н2О Наконец, и это особенно важно, из уравнений следует, что при распаде одной молекулы глюкозы в ходе гликолиза и спиртового брожения образуются две молекулы АТФ. Следовательно, распад глюкозы в процессе гликолиза и спиртового брожения сопряжен с синтезом универсального энергетического вещества АТФ. Так как синтез АТФ представляет эндотермический процесс, то, очевидно, энергия для синтеза АТФ черпается за счет энергии реакций бескислородного расщепления глюкозы. Следовательно, энергия, освобождающаяся в ходе реакций гликолиза, не вся переходит в тепло. Часть ее идет на синтез двух богатых энергией фосфатных связей. Произведем несложный расчет: всего в ходе бескислородного расщепления грамм-молекулы глюкозы, освобождается 200 кдж (50 ккал). На образование одной связи, богатой энергией, при превращении грамм-молекулы АДФ и АТФ затрачивается 40 кдж (10 ккал). В ходе бескислородного расщепления образуются две такие связи. Таким образом, в энергию двух грамм-молекул АТФ переходит 2Х40=80 кдж (2Х10=20 ккал). Итак, из 200 кдж (50 ккал) только 80 (20) сберегаются в виде АТФ, а 120 (30 ккал) рассеиваются в виде тепла. Следовательно, в ходе бескислородного расщепления глюкозы 40% энергии сберегается клеткой. Третий этап энергетического обмена - стадия кислородного, или полного расщепления, или дыхания. Продукты, возникшие в предшествующей стадии, окисляются до конца, т. е. до СО2 и Н2О. Основное условие осуществления этого процесса - наличие в окружающей среде кислорода и поглощение его клеткой. Стадия кислородного расщепления, как и предыдущая стадия бескислородного расщепления, представляет собой ряд последовательных ферментативных реакций. Каждая реакция катализируется особым ферментом. Весь ферментативный ряд кислородного расщепления сосредоточен в митохондриях, где ферменты расположены на мембранах правильными рядами. Сущность каждой из реакций состоит в окислении органической молекулы, которая с каждой ступенью постепенно разрушается и превращается в конечные продукты окисления - СО2 и Н2О. Все промежуточные реакции кислородного расщепления, как и промежуточные реакции бескислородного процесса, идут с освобождением энергии. Количество энергии, освобождаемой на каждой ступени при кислородном процессе, много больше, чем на каждой ступени бескислрородного процесса. В сумме кислородное расщепление дает громадную величину - 2600 кдж (650 ккал). Если бы вся эта энергия освободилась в результате одной реакции, клетка подверглась бы тепловому повреждению. При рассредоточении процесса на ряд промежуточных звеньев такой опасности нет. Подробное исследование реакций кислородного расщепления показало, что в этих реакциях, как и в реакциях бескислородного процесса, принимает участие Н3РО4 и АДФ и что кислородный процесс, как и бескислородный, сопряжен с синтезом АТФ. В ходе кислородного расщепления двух трехуглеродных молекул происходит образование 36 молекул АТФ - 36 богатых энергией фосфатных связей. Таким образом, суммарное уравнение кислородного процесса можно записать так: 2С3Н6О3+6О2+36Н3РО4+36АДФ = 6СО2+6Н2О+36АТФ+36Н2О, а суммарное уравнение полного расщепления глюкозы так: С6Н12О6+6О2+38Н3РО4+38АДФ = 6СО2+6Н2О+38АТФ+38Н2О Теперь должно быть ясно значение для клетки третьей, кислородной стадии энергетического обмена. Если в ходе бескислородного расщепления освобождается 200 кдж/моль (50 ккал/моль) глюкозы, то в стадии кислородного процесса освобождается 2600 кдж (650 ккал), т. е. в 13 раз больше. Если в ходе бескислородного расщепления синтезируются две молекулы АТФ, то в кислородную стадию их образуется 36, т. е. в 18 раз больше. Иными словами, в ходе расщепления глюкозы в клетке на стадии кислородного процесса освобождается и преобразуется в другие формы энергии свыше 90% энергии глюкозы. Займемся снова расчетом. Всего в процессе расщепления глюкозы до СО2 и Н2О, т. е. в ходе кислородного и бескислородного процессов, синтезируется 2+36=38 молекул АТФ. Таким образом, в потенциальную энергию АТФ переходит 38 Х 40 = 1520 кдж (38 Х 10 =380 ккал). Всего при расщеплении глюкозы (в бескислродную и кислородную стадии) освобождается 200+2600 = 2800 кдж (50+650 = 700 ккал). Следовательно, почти 55% всей энергии, освобождаемой при расщеплении глюкозы, сберегается клеткой в форме АТФ. Остальная часть (45%) рассеивается в виде тепла. Чтобы оценить значение этих цифр, вспомним, что в паровых машинах из энергии, освобождаемой при сгорании угля, в полезную форму преобразуется не более 12 - 15%. В двигателях внутреннего сгорания он достигает примерно 35%. Таким образом, по эффективности преобразования энергии живая клетка превосходит все известные преобразователи энергии в технике. При сопоставлении количества энергии, освобождаемой в ходе бескислородного и кислородного расщепления глюкозы, а также числа молекул АТФ, синтезируемых в обе стадии, видно, что кислородный процесс несравненно более эффективен, чем бескислородный. Вполне понятно поэтому, что в нормальных условиях для мобилизации энергии в клетке всегда используется как бескислородный, так и кислородный путь расщепления. Если осуществление кислородного процесса затруднено или вовсе невозможно, например при недостатке кислорода, тогда для поддержания жизни остается только бескислородный процесс. Но при этом для получения АТФ в количестве, необходимом для жизнедеятельности, клетке приходится расщеплять очень большое количество глюкозы. Дыхание и горение. Окисление органических веществ, происходящее в клетке, часто сравнивают с горением: в обоих случаях происходит поглощение кислорода и выделение СО2 и Н2O. Однако между этими процессами имеются глубокие различия. Дыхание представляет высокоупорядоченный, многоэтапный процесс. Благодаря участию в нем ферментов оно идет с достаточной скоростью при температуре, несравненно более низкой, чем горение. Принципиально отличается в обоих процессах способ преобразования химической энергии расщепляемых веществ. При горении вся энергия переходит в тепловую. Дальнейшее использование ее для производства работы всегда происходит с низким к. п. д. При биологическом окислении главная часть энергии переходит в химическую энергию универсального энергетического вещества - АТФ, которое в дальнейшем используется клеткой с к. п. д., недостижимым для тепловых двигателей. ДИАГНОСТИКА И ДИФФЕРЕНЦИРОВАННАЯ КОРРЕКЦИЯ СИМПТОМОВ ДЕЗАДАПТАЦИИ К НАГРУЗКАМ СОВРЕМЕННОГО СПОРТА И КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА МЕР ИХ ПРОФИЛАКТИКИ Доктор медицинских наук, профессор Ф.А. Иорданская Доктор медицинских наук М.С. Юдинцева Всероссийский научно-исследовательский институт физической культуры и спорта, Москва Ключевые слова: диагностика, ранние признаки дезадаптации, факторы риска, коррекция, профилактика. В основе достижения спортивного результата и его роста лежат адаптационные процессы, происходящие в организме. Тренировочная и соревновательная деятельность является основой для их совершенствования. В процессе адаптации к физическим нагрузкам определяются два этапа - срочной и долговременной устойчивой адаптации. Переход от срочного этапа к устойчивой долговременной адаптации основан на формировании структурных изменений во всех звеньях: как в морфофункциональных системах, так и в регуляторных механизмах. Процесс адаптации активно сопровождается повышением функциональной мощности структуры и улучшением ее функционирования. При компенсации некоторые функции могут истощаться и тогда функционирование организма протекает на предпатологическом и патологическом уровнях. Такое состояние дезадаптации может привести к развитию переутомления, перенапряжения, значительному снижению работоспособности и в дальнейшем - к возникновению заболеваний и травм. Профессионализм и коммерциализация в спорте, без которых сейчас спорту не выжить, поставили спортсменов в условия жесткого прессинга подготовки и высоких требований к уровню функциональной подготовленности. Без оптимально сбалансированного контроля за функциональной подготовкой достичь высоких результатов, освоив огромные объемы работы без издержек для здоровья, не представляется возможным. Настоящая работа посвящена важному клинико-диагностическому аспекту спортивной медицины - вопросу определения слабых звеньев адаптации организма спортсменов в процессе ударных тренировочных микроциклов и психофизических напряжений соревнований с целью предупреждения патологических состояний. Под наблюдением в процессе динамических исследований находилось свыше 1000 спортсменов разных видов спорта в возрасте 14 - 30 лет со стажем занятий спортом от 3 до 13 лет. В зависимости от специфики вида спорта программа диагностики включала функционально-диагностическое обследование и тестирова ние ведущих для данного вида спорта физиологических систем и функций (центральной нервной системы, вегетативной нервной системы, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, нервно-мышечного аппарата, внутренней среды), физического развития, соматической и биологической зрелости (в тех видах спорта, в которых высокие спортивные результаты достигаются в юном возрасте), психофизиологического состояния. Обобщение и анализ исследований, проведенных на спортсменах 9 сборных команд основного и молодежного состава, позволили сформулировать факторы, определяющие и формирующие уровень функциональной подготовленности обследуемых (Ф.А. Иорданская, 1993 ). Среди этих факторов важное место занимают морфофункциона льные показатели: физическое развитие, функциональные возможности основных физиологических систем организма, иммунный статус, психологический статус, уровень общей и специальной работоспособ ности; соотношение их с возрастом и полом. Следующую группу факторов, формирующих функциональную подготовленность, составляют спортивная деятельность, ее специфика, соотнесенная с видом спорта, продолжительность занятий, успешность в достижении спортивных результатов. Другой группой факторов, формирующих функциональную подготовленность, являются спортивная деятельность, ее специфика, соотнесенная с видом спорта, продолжительность занятий, успешность в достижении спортивных результатов. Еще одна группа факторов, формирующих функциональную подготовленность, представле на методическими основами организации тренировочного процесса: режимом тренировок, объемом и интенсивностью тренировочных нагрузок, соотношением средств и методов развития физических качеств, психофизической напряженностью, календарем и регламентом соревнований. И, наконец, немаловажную роль, особенно в последние годы, играют социально-бытовые и эколого-географические условия проведения тренировок. В определенных условиях и обстоятельствах некоторые из них представляют собой факторы риска заболеваемости: дефицит витаминов, снижение иммунореактивности, несбалансированность пищевого рациона, эмоционально-психический стресс, переохлаждение, перегрев, гипоксия, низкое качество спортивного инвентаря, плохая страховка и т.д. К их числу относятся курение, употребление алкоголя, анаболических стероидов (табл. 1). Следует отметить, что проблема донозологи ческих состояний у спортсменов и слабых звеньев адаптации к мышечной деятельности впервые была поднята в отделе спортивной медицины в 1982 г. и обобщена в сборнике научных трудов ВНИИФКа. В настоящее время накоплен большой материал исследований как в лабораторных условиях при тестированиях общей работоспособности, так и в условиях учебно-тренировочной работы при тестировании специальной работоспособности и в процессе оперативного контроля в ударных тренировочных микроциклах. В работе представлены результаты систематизации симптомов дезадаптации по основным физиологическим системам: вегетативной нервной, сердечно-сосудистой, гепато-билиарной, анализаторным, нервно-мышечному аппарату, системе энергообеспечения. Хорошо сбалансированная вегетативная регуляция мышечной деятельности позволяет спортсмену при наличии должного уровня мотивации максимально использовать свои функциональные возможности, обеспечивает необходимую экономизацию функций и определяет быстроту восстановительных процессов. Нарушение вегетативной регуляции служит ранним признаком ухудшения адаптации к нагрузкам и влечет за собой снижение работоспо собности. Клинически вегетативные расстройства проявляются в виде транзиторной головной боли диффузного характера, головокружения, расстройства сна, лабильности вазомоторных реакций. Срыв адаптации вегетативной нервной системы может приводить к нейроциркуляторной дистонии, протекающей по гипертоническому (чаще у юношей и мужчин), гипотоническому (чаще у женщин) или нормотоническому типу. В клинической картине превалирует общеневротический синдром с наличием повышенной возбудимости, раздражительности или, наоборот, астеническо го состояния, сопровождающегося понижением работоспособности, нарушением сна. Возникают функциональные изменения сердечно-сосудистой системы (гипертензия или гипотония, нарушение ритма сердца), нарушение кровенаполнения и тонуса сосудов головного мозга на РЭГ. Частота нейроциркуляторных дистоний у спортсменов составляет от 6,2 до 19,3 % (З.С. Саблина, 1988). Структура комплексной программы диагностики вегетативной нервной системы включала изучение исходного вегетативного тонуса, вегетативной реактивности, вегетативного обеспечения мышечной работы и послерабочих вегетативных сдвигов. Исходный вегетативный тонус изучался в период относительного покоя по расчету вегетативного индекса Кердо, кардиоинтервалографии. Вегетативная реактивность исследовалась с помощью ортостатической пробы с регистрацией ЭКГ во II стандартном отведении или с ортостатической интервалокардиографией. Вегетативное обеспечение мышечной деятельности исследовалось на фоне тестирующей нагрузки. В качестве методов диагностики нами использовались ритмокардио графия, реоэнцефалография, акупунктурная диагностика, психофизиологические методы диагностики (Ф.А. Иорданская, В.А. Соловьев, В.Е. Михайлов, 1991). К ранним объективным признакам дезадаптации относятся переход брадикардии в тахикардию; переход исходного вегетативного тонуса из нормотонического и парасимпатического в симпатический; повышение артериального давления; в ортопробе - учащение пульса более чем на 35 уд/мин, инверсия зубца Т2 из положительного в изоэлектрический или отрицательный; нарушение кровенаполнения и тонуса сосудов головного мозга на РЭГ; на кардиоинтервалографии увеличивается амплитуда моды, уменьшается D RR, увеличивается индекс напряжения, что свидетельст вует об усилении влияния симпатикуса и возрастании степени централизации управления ритмом, замедляется восстановление. Одной из ведущих систем организма в обеспечении высокой работоспособности у спортсменов является сердечно-сосудистая система. Существует зависимость между величиной ударного объема кровотока и производительностью сердца, а также максимальной аэробной мощностью. С этих позиций систему кровообращения можно рассматривать как одно из главных звеньев в системе транспорта кислорода при обеспечении максимальной работоспособности. Важную роль в обеспечении высокой работоспособности играет состояние сосудистого тонуса. Несоответствие фактического периферического сопротивления должному может приводить к повышению артериального давления, изменению упругоэластич ных свойств сосудов, коронарного кровотока и др. К ранним признакам дезадаптации сердечно-сосудистой системы относятся транзиторная гипертония, появление нарушений на электрокардиограмме в покое. При анализе ЭКГ 632 спортсменов были выявлены следующие нарушения: резко выраженная синусовая аритмия - 10,8 %, миграция водителя ритма - 10,5 %, эктопический ритм - 1,8 %, экстрасистолия - 9,5 %, СА и АВ-блокады - 4,2 %, нарушение процессов реполяризации - 13,7 %. Необходимо подчеркнуть, что частота нарушений ЭКГ различна у спортсменов разных групп двигательной деятельности, возраста и пола. В последние годы обращает на себя внимание увеличение частоты нарушений ритма сердца, по-видимому, в связи с возрастанием стрессорных нагрузок в тренировках и увеличением объема соревновательных нагрузок. К ранним симптомам дезадаптации сердечно-сосудистой системы при стресс-эхокардиографи ческой диагностике в динамике тренировочного процесса относят также низкий функциональный резерв сердца. Срыв адаптации сердечно-сосудистой системы выражается в явлении миокардиодистрофии на почве физического перенапряжения, частота которой составляет у спортсменов от 6 до 16 %. Из широкого арсенала методов функциональной диагностики сердечно-сосудистой системы в спортивной медицине применяются эхокардио графия и допплер-эхокардиография; пульсометрия (с помощью спорттестеров расширены возможности оценки тренировочной работы в соответствии с пульсовыми зонами); электрокардиография; поликардиография; реография; ритмокардиография и т.д. Именно они наиболее широко используются в спортивной медицине, особенно в условиях УТС. В процессе адаптации спортсменов к нагрузкам и поддержания высокой физической работоспособности очень важную роль играют печень и желчевыводящие пути. Печень выполняет многообразные функции, важнейшие из которых - гомеостатическая, метаболическая, экскреторная, барьерная и депонирующая. Печень участвует в сложных процессах обмена белков и аминокислот, играет существенную роль в обмене липидов. Обмен липидов тесно связан и с желчевыделительной функцией печени, поскольку желчь осуществляет гидролиз и всасывание жиров в кишечнике. К ранним симптомам дезадаптации гепато-билиарной системы спортсменов относятся появление в правом подреберье боли различного характера и ее интенсификация в покое или при физической нагрузке, жалобы на горечь и металличе ский привкус во рту, изжогу, непереносимость жирной и жареной пищи. При пальпации увеличение размеров печени, наличие болезненности в области печени и желчного пузыря. Среди признаков дезадаптации, как показали динамические исследования аламинаминотрансферазы (АЛТ) и аспартатаминотрансферазы (АСТ) крови в покое и после тестирующих или больших тренировочных нагрузок, транзиторное повышение их выше нормы (в наших исследованиях свыше 41, достигая АЛТ - 51 ед, АСТ - 75-138 ед), симптомы нарушения кровенаполнения печени при реогепатографии. За последние годы возросло число спортсменов, страдающих заболеваниями желчевыводящей системы (по данным разных авторов, достигает 18-22 %). Увеличение данной патологии связано как с возросшими нагрузками, так и с проблемой питания и подчас с бесконтрольным использова нием фармакологических средств, перенесенным инфекционным гепатитом. В целях диагностики наряду с клиническим исследованием используются методы функциона льной диагностики: реогепатография, характери зующая кровенаполнение и тонус сосудов печени, а также более современная диагностика с использованием ультразвуковой аппаратуры. Наиболее надежной диагностической программой с УЗИ стало для спортсменов ультразвуковое исследование печени и желчного пузыря в покое, после пробного завтрака и после физической нагрузки, разработанное М.С. Юдинцевой (1995). Необходимы также клинико-биохимические анализы крови на активность холинэстеразы, щелочной фосфатазы, глюкозы6фосфатазы, билирубина, позволяющие уточнять диагностику желчевыво дящей системы. К ранним симптомам дезадаптации анализаторных систем, особенно в сложнокоординацион ных и игровых видах спорта, следует отнести нарушение вестибулярной устойчивости, резкое замедление времени двигательной реакции. Установлено, что первые признаки утомления сопровождаются замедлением ВДР (В.Н. Кузьмина, 1988). К методам исследования анализаторных систем в функциональной диагностике относятся реакциометрия, треморография, критическая частота слияния световых мельканий, координациоме трия, стабилография, вестибулонистагмография, исследование поля зрения. Для диагностики нервно-мышечного аппарата (НМА) применяются миотонометрия, исследование упруго-вязких свойств мышц, электростимуляционная электромиография, полидинамометрия. Фактором, лимитирующим физическую работоспособность спортсмена, как показали исследования электростимуляционной электромиографии, может быть низкая степень надежности функционирования НМП (устойчивость амплитуды Мответа снижалась на 10-15 имп/с) (А.А. Стогова, 1982). К ранним симптомам дезадаптации НМА следует также отнести резкое повышение тонуса мышц, ухудшение их упруго-вязких свойств. Безусловно, состояние локомоторного аппарата спортсменов - основной залог выполнения запланированной тренировочной работы и спортивных успехов (З.С. Миронова, Г.П. Воробьев, 1979). Вместе с тем срыв адаптации НМА приводит к перенапряжению, травмам разного характера и в дальнейшем - к формированию патологии ОДА. В видах спорта на выносливость важнейшую роль в обеспечении высокой работоспособности играет система энергообеспечения: состояние внешнего дыхания, легочный газообмен и обмен газов крови, показатели внутренней среды организма, а также система кровообращения (Е.А. Ширковец, Кубаткин, 1975; В.В. Васильева, Н.А. Степочкина, 1986; В.Б. Гилязова, Н.Н. Балашова, 1996 ; А.И. Головачев и др.). Диагностика кардио-респираторной системы осуществляется в условиях тестирования с использованием нагрузки ступенеобразно повышающейся мощности до отказа от работы. Определяются максимальная легочная вентиляция, максимальное потребление кислорода, максимальный кислородный пульс, вентиляционный эквивалент, дыхательный коэффициент, порог анаэробного обмена (ПАНО) (условно соответствует 36 мг % или 4 мМоль/л лактата в крови), при эхокардиографи ческом исследовании до и сразу после нагрузки - внешняя работа сердца и его производительность. Низкое содержание гемоглобина в крови, снижение аэробных показателей, неэффективность функционирования кардио-респиратор ной системы, снижение функционального резерва сердца, резко выраженный декомпенсирован ный ацидоз и другие признаки указывают на ухудшение энергообеспечения работы и функциона льной подготовленности спортсмена. Признаками, предшествующими развитию симптомов дезадаптации, могут служить кумуляция процессов недовосстановления между тренировочными микроциклами после дня отдыха: высокое содержание мочевины крови в покое; явление метаболического ацидоза; высокие величины КФК; АЛТ или АСТ; снижение содержания Нb; глюкозы; появление нарушений на ЭКГ или другие признаки недовосстановления (один признак или несколько). Продолжительное недовосстановление может привести к развитию физического перенапряжения и снижению работоспособности. Одним из проявлений дезадаптации у спортсменов может быть снижение неспецифической резистентности организма (И.Д. Суркина, 1982; Р.С. Суздальницкий, В.А. Левандо, 1985, и др.). Это приводит к увеличению частоты простудных заболеваний, возникновению гнойничковых поражений кожи. В целях профилактики снижения иммунитета на фоне ударных тренировочных нагрузок или формирования спортивной формы целесообразно проводить иммуностимулирующую терапию. Она может проводиться как для всей команды, так и индивидуально. Система мероприятий включает в себя помимо общеукрепляющих процедур прием лекарственных препаратов, а также витаминов, препаратов животного и раститель ного происхождения (маточкино молочко пчел и прополис, женьшень, элеутерококк, радиола розовая, элтон и др.). У женщин-спортсменок симптомом дезадаптации может быть дисфункция яичников , выражающаяся в нарушении менструального цикла. Симптомами его являются аменорея, т.е. задержка или удлинение менструации, болезненность внизу живота, обильные или, наоборот, скудные выделения, подолгу продолжающиеся. При возникновении у спортсменок симптомов дисфункции яичников обязательна консультация гинеколога. Этой группе спортсменок необходима коррекция тренировочного режима в предменструальный период, за 3-4 дня до предполагаемой менструации. Известно, что перемещение человека в районы с другим поясным временем сопровождается сложными адекватными перестройками функций его организма. Это касается вегетативной нервной системы, сердечно-сосудистой, психофизиологи ческого состояния и других функций. Таблица 1. Факторы риска заболеваемости в спорте Специфические Универсальные Экологические и социально-бытовые Фиксированная двигательная поза (бобслей,сани.коньки, велоспорт и др.); Раздражающее действие на анализаторы (выстрел, вибрация и др.); Высокая скорость (горные лыжи и др.); Неблагоприятные условия ведения тренировочной работы; Переохлаждение; Низкое качество спортивного инвентаря и покрытий; Страховочные средства. Стресс эмоционально-психический, мышечный; Нарушение иммунитета; Дефицит витаминов и Микроэлементов; Несбалансированность пищевого рациона. Резкая смена климато-географических зон (холодный, жаркий или влажный климат, среднегорье, высокогорье и др.); Резкая смена временного пояса; Дисбаланс в режиме занятий спортом, учебой и трудовой деятельностью; Курение; Употребление алкоголя; Злоупотребление лекарственными препаратами, в том числе анаболическими стероидами. Десинхроноз (рассогласование) суточных ритмов вегетативных функций организма спортсменов возникает при дальних широтных перелетах более пяти часовых поясов на запад или восток. Эти вопросы очень значимы с учетом проведения следующих летних Олимпийских игр в Австралии и зимних в США. Период десинхроноза с новыми датчиками времени длится около 10-14 дней и особенно выражен в первые 2-3 суток. Клиника острого десинхроноза проявляется в ухудшении самочувствия, снижении психоэмоциональной и двигательной активности, нарушении сна: затрудненном засыпании, поверхностном сне и тяжелом пробуждении. Со стороны нервной системы возможны заторможенность в дневное время, плохое настроение, сонливость, слезливость. Эти симптомы могут проявляться в разной степени: от слабых, мало влияющих на спортивную работоспособность, до выраженных, с понижением работоспособности. У большинства спортсменов острый десинхроноз протекает легко, более чем у половины (60-68%) через 2-3 суток после перелета восстанавливаются хорошее самочувствие и работоспособность. 20-30% спортсменов адаптируются к новым условиям достаточно быстро и переносят состояние острого десинхроноза вполне удовлетворительно, однако около 10 -12% переносят его тяжело, более длительно адаптируются к новому времени. Для выявления степени десинхроноза используются методы контроля: врачебный осмотр, определение частоты пульса, динамика артериаль ного давления, расчет вегетативного индекса Кердо, температурная кривая, реография сосудов, ЭКГ, интервалокардиометрия, ортостатическая проба, контроль веса тела, биохимический контроль (мочевина крови, гемоглобин, лактат и др.). Перелет на запад, как правило, переносится легче, чем на восток. В последние годы возросло число соревнований (в том числе и коммерческих), на которые спортсмены вылетают на 5-10 дней без какой-либо предварительной акклиматизации, сразу после перелета участвуют в соревнованиях. Как показали результаты исследования, напряженная игровая деятельность после дальних широтных перелетов на восток и запад, начиная с первого и третьего дня, затрудняет протекание временной адаптации и усугубляет симптомы острого десинхроноза у волейболистов. При этом установлено, что легче адаптируют ся спортсмены более высокой квалификации и те, кто имеет опыт дальних широтных перелетов. Большую роль играют индивидуальные резервные возможности спортсмена и высокий уровень функциональной подготовленности перед перелетом. Своевременная диагностика слабых звеньев и ранних симптомов дезадаптации - это первый этап в предупреждении развития предпатологи ческих и патологических состояний у спортсменов. Второй этап предупреждения патологических состояний - это организация лечебно-профилак тических мероприятий и направленной системы восстановления . Третий этап для устранения слабых звеньев адаптации, в тех случаях, когда медико-биологиче ские средства коррекции их не устраняют, - это коррекция тренировочного процесса и его индивидуализация. Как показали исследования, в процессе УТС по ОФП и СФП около трети спортсменов нуждаются в индивидуальной коррекции с использова нием медико-биологических средств и примерно 10-20 % - в коррекции тренировочного процесса. Лечебно-профилактические и восстановите льные рекомендации, направленные на устранение выявленных слабых звеньев адаптации и других лимитирующих работоспособность факторов (для каждого конкретного спортсмена), предусмат ривают комплекс средств, включающий сбалансированный пищевой рацион, необходимые пищевые добавки (например, облепиховую пасту, мед, орехи, изюм, курагу), витамины, минеральные соли и микроэлементы; средства, направленные на повышение метаболизма в разных звеньях обмена, при необходимости - воздействие на пластическое обеспечение (оротат калия, рибоксин, инозин, неотон и др.); на кислородтранспортную функцию крови (препараты железа); воздействие на иммунологическую резистентность (политабс, апилак и др.); гепатопротекторы - эссенциале; спазмолитики; средства, укрепляющие метаболические процессы головного мозга - гамолон, аминолон и др.; адаптогены; биогенные стимуляторы; средства психологической коррекции (аутогенная тренировка и др.); средства, укрепляющие слабые звенья ОДА: электростимуляция, использование специальных тренажеров и упражнения ЛФК локального действия, тестирование. И.А. Ньюсхолм (Великобритания) обнаружил, что дефицит глютамина в организме утомленного спортсмена является предвестником возникнове ния перетренировки. Более того, глютамин - важный элемент в цепи клеточной активности. Как показано Perry Bilingsetal (1992), снижение поступления глютамина приводит к снижению интенсивности размножения лимфоцитов и ослаблению защитных возможностей организма против бактерий и вирусов. Физические средства направленного восстановления предусматривают использование как традиционных средств и методов (все разновидности массажа, гидропроцедуры, электросвето процедуры), так и нетрадиционных (баровоздейс твие, рефлексотерапия и др.), а также общего воздействия (ультрафиолетовое облучение, кислородные коктейли). Рекомендации по индивидуализации восстановления содержат указания на продолжительность применения восстановительных средств, их сочетаемость с учетом течения восстановления и коррекции слабого звена, этапа тренировки и специфики двигательной деятельности. В рекомендациях по тренировочному режиму учитывается необходимость его коррекции, например повышение аэробных возможностей, скоростной выносливости, или увеличение интервалов отдыха в тренировке, или временное снижение объема и интенсивности нагрузки. Эффективность указанных рекомендаций, как показывает опыт работы на УТС, достигается только в том случае, когда они реализуются. А это зависит от совместной работы и взаимопонима ния научного сотрудника-медика, врача и тренера команды. В противном случае слабые звенья адаптации предопределяют развитие патологиче ского состояния и формируют хронические заболевания внутренних органов и ОДА, ограничивая спортивную работоспособность. Тренер, а тем более врач команды должен помнить, что в случаях, когда у спортсмена жалобы и клинические симптомы дезадаптации носят постоянный характер, плохо поддаются коррекции, следует провести специальное обследование, вплоть до стационара. Комплексная система мер профилактики заболеваний и травм в годичном тренировочном цикле подготовки спортсменов и предупреждения предпатологических состояний должна включать средства и методы первичной и вторичной профилактики (табл. 2). Таблица 2. Схема комплексной системы профилактики заболеваний и травм в годичном тренировочном цикле подготовки спортсменов Средства и методы первичной профилактики Средства и методы вторичной профилактики Средства рационального построения тренировочного процесса Санитарно-гигиенические мероприятия Комплексные средства восстановления Комплексный медико-биологический анализ ОБМЕН ЖИРОВ ЖИРЫ (липиды) - органические соединения состоящие из глицерина и жирных кислот. Функции жиров в организме: Защитная - защита организма от переохлаждения, а органы и ткани от повреждения (травм). Пластическая (жиры являются обязательной составной частью протоплазмы, ядра и мембран клеток). Энергетическая - по энергетической ценности жиры значительно превосходят все другие пищевые вещества, при окислении 1 г жиров освобождается около 9,3 ккал. Различают нейтральные жиры (триацилглицеролы), фосфолипиды, стероиды (холестерин) . Поступившие с пищей нейтральные жиры в кишечнике расщепляются до глицерина и жирных кислот. Эти вещества всасываются - проходят через стенку тонкого кишечника, вновь превращаются в жир и поступают в лимфу и кровь. Кровь транспортирует жиры в ткани, где они используются в качестве энергетического и пластического материала. Липиды входят в состав клеточных структур. Жиры могут откладываться в организме в виде запасов, которые используются при голодании. Жиры, как энергетический материал используется главным образом при выполнении длительной физической работы умеренной и средней интенсивности (работа в режиме аэробной производительности организма). В начале мышечной деятельности используются преимущественно углеводы, но по мере уменьшения их запасов начинается окисление жиров. Обмен липидов тесно связан с обменом белков и углеводов. Поступающие в избытке в организм углеводы и белки превращаются в жир. При голодании жиры, расщепляясь, служат источником углеводов. Суточная потребность в жирах - 25-30% от общего числа калорий. Суточная потребностьнезаменимых жир- ных кислот около 10 г. Недостаток жирных кислот проявляется похуданием, снижением рудоспособности, нарушением всасывания жирорастворимых витаминов (А, Д, Е, К) с проявлением их недостаточности. Избы- ток жирных кислот приводит к гиперхолестеринемии с возможным развитием атеросклероза и ожирения. Недостаток незаменимых жирных кислот приводит к нарушению функций почек, кожным нарушениям, повре- ждениям клеток, метаболическим расстройствам. Избыток незаменимых жирных кислот приводит к повышен- ной потребности токоферола (витамина Е). На динамику жирового обмена влияет сезонность, что сказывается на особенностях изменения жировой массы при тренировках в летнее время. Для каждого организма существуют ритмичные колебания его обмена веществ. Эти биологические колебания или ритмы бывают суточные, недельные, месячные, сезонные. Сезонные ритмы одно из самых древних приспособлений биологических видов. В районах с холодным клима- том сезонные ритмы животные использовали для экономного расхода энергии в холодное зимнее время. Часть из них впадало в зимнюю спячку, однако перед этим изменялся обмен веществ в сторону накопления жиров. Именно жиры дают максимальный выход энергии на единицу ткани. Поэтому накопление жиров в зимнее время являлось одним из важных защитноприспособительных актов, которые создала природа. Некоторые особенности этого обмена сохранились и у человека. Большее содержание жира в организме (жировой ана- болизм) усилен в зимнее, а минимальное содержание (жировой катаболизм) в летнее время. Учитывая эти физиологические особенности организма можно считать, что оптимальным временем для снижения жира является летнее время. Почему летом наиболее эффективно снижается жировая масса: нет необходимости в запасе дополнительных источников энергии для жизнедеятельности организма; нет необходимости в усиленной теплопродукции для согревания организма, а следовательно и нет необходимости в запасе жиров, основного источника образования тепла в организме; в летний период повышен уровень обмена веществ, теплоотдача, возрастает расход энергии, усиливается окисление жиров, снижается масса жировой ткани; расщепление жиров - один из основных источников воды в организме, расход которой на теплоотдачу летом значительно повышен; создаются оптимальные условия для уменьшения подкожно-жирового слоя, так как он затрудняет теплообмен. При летнем перерыве в занятиях: теряется время для достижения поставленных целей; теряется наиболее благоприятное время для снижения жировой массы; пропадают уже достигнутые в процессе тренировке результаты; исчезают навыки выполнения упражнений; уменьшается устойчивость организма к физическим нагрузкам; снижается тренированность, что уменьшает возможность достижения результатов и приводит к ухудшению физического состояния; осенью приходится тратить больше усилий для восстановления и поддержания форм тела. ОБМЕН ЖИРОВ ЖИРЫ (липиды) - органические соединения состоящие из глицерина и жирных кислот. Функции жиров в организме: Защитная - защита организма от переохлаждения, а органы и ткани от повреждения (травм). Пластическая (жиры являются обязательной составной частью протоплазмы, ядра и мембран клеток). Энергетическая - по энергетической ценности жиры значительно превосходят все другие пищевые вещества, при окислении 1 г жиров освобождается около 9,3 ккал. Различают нейтральные жиры (триацилглицеролы), фосфолипиды, стероиды (холестерин) . Поступившие с пищей нейтральные жиры в кишечнике расщепляются до глицерина и жирных кислот. Эти вещества всасываются - проходят через стенку тонкого кишечника, вновь превращаются в жир и поступают в лимфу и кровь. Кровь транспортирует жиры в ткани, где они используются в качестве энергетического и пластического материала. Липиды входят в состав клеточных структур. Жиры могут откладываться в организме в виде запасов, которые используются при голодании. Жиры, как энергетический материал используется главным образом при выполнении длительной физической работы умеренной и средней интенсивности (работа в режиме аэробной производительности организма). В начале мышечной деятельности используются преимущественно углеводы, но по мере уменьшения их запасов начинается окисление жиров. Обмен липидов тесно связан с обменом белков и углеводов. Поступающие в избытке в организм углеводы и белки превращаются в жир. При голодании жиры, расщепляясь, служат источником углеводов. Суточная потребность в жирах - 25-30% от общего числа калорий. Суточная потребностьнезаменимых жир- ных кислот около 10 г. Недостаток жирных кислот проявляется похуданием, снижением рудоспособности, нарушением всасывания жирорастворимых витаминов (А, Д, Е, К) с проявлением их недостаточности. Избы- ток жирных кислот приводит к гиперхолестеринемии с возможным развитием атеросклероза и ожирения. Недостаток незаменимых жирных кислот приводит к нарушению функций почек, кожным нарушениям, повре- ждениям клеток, метаболическим расстройствам. Избыток незаменимых жирных кислот приводит к повышен- ной потребности токоферола (витамина Е). На динамику жирового обмена влияет сезонность, что сказывается на особенностях изменения жировой массы при тренировках в летнее время. Для каждого организма существуют ритмичные колебания его обмена веществ. Эти биологические колебания или ритмы бывают суточные, недельные, месячные, сезонные. Сезонные ритмы одно из самых древних приспособлений биологических видов. В районах с холодным клима- том сезонные ритмы животные использовали для экономного расхода энергии в холодное зимнее время. Часть из них впадало в зимнюю спячку, однако перед этим изменялся обмен веществ в сторону накопления жиров. Именно жиры дают максимальный выход энергии на единицу ткани. Поэтому накопление жиров в зимнее время являлось одним из важных защитноприспособительных актов, которые создала природа. Некоторые особенности этого обмена сохранились и у человека. Большее содержание жира в организме (жировой ана- болизм) усилен в зимнее, а минимальное содержание (жировой катаболизм) в летнее время. Учитывая эти физиологические особенности организма можно считать, что оптимальным временем для снижения жира является летнее время. Почему летом наиболее эффективно снижается жировая масса: нет необходимости в запасе дополнительных источников энергии для жизнедеятельности организма; нет необходимости в усиленной теплопродукции для согревания организма, а следовательно и нет необходимости в запасе жиров, основного источника образования тепла в организме; в летний период повышен уровень обмена веществ, теплоотдача, возрастает расход энергии, усиливается окисление жиров, снижается масса жировой ткани; расщепление жиров - один из основных источников воды в организме, расход которой на теплоотдачу летом значительно повышен; создаются оптимальные условия для уменьшения подкожно-жирового слоя, так как он затрудняет теплообмен. При летнем перерыве в занятиях: теряется время для достижения поставленных целей; теряется наиболее благоприятное время для снижения жировой массы; пропадают уже достигнутые в процессе тренировке результаты; исчезают навыки выполнения упражнений; уменьшается устойчивость организма к физическим нагрузкам; снижается тренированность, что уменьшает возможность достижения результатов и приводит к ухудшению физического состояния; осенью приходится тратить больше усилий для восстановления и поддержания форм тела. Обмен холестерина Важную физиологическую роль в организме играет холестерин. Холестерин - это вещество содержащееся во всех тканях организма, являющийся незаменимым структурным компонентом клеточных мембран и предшественником кортикостероидов, половых гормонов, витамина Д. В организме человека содержится 140-190 г холестерина и около 2 г образуется ежедневно из жиров, углеводов, белков. Чрезмерное поступление холестерина с пищей приводит к отложению его в сосудах и может способствовать развитию атеросклероза, а также нарушению функции печени и развитию желчно-каменной болезни. Ненасыщенные жирные кислоты линолевая, линоленовая) затрудняют всасывание холестерина в кишечнике, тем самым способствуя уменьшению его содержания в организме. Насыщенные жирные кислоты (пальмитиновая, стеариновая) являются источником образования холестерина. Руководящие принципы упражнений для сердечно-сосудистой системы Для максимальной эффективности и безопасности, аэробные упражнения должны быть методически грамотными, иметь соответствующие рекомендации по частоте, длительности и интенсивности. 1. Как часто необходимо тренироваться, чтобы укрепить сердечно-сосудистую систему и убрать лишний жир с живота и бедер? Чтобы улучшить тренированность сердечно-сосудистой системы и параллельно снизить избыточное процентное содержание жира или поддерживать жировую массу на оптимальном уровне, вы должны тренироваться по крайней мере три раза в неделю. Американский Колледж Спортивной Медицины рекомендует занятия три раза при пятидневной рабочей неделе для большинства аэробных программ. Период отдыха между тренировками должен составлять от 36 до 48 часов. Он необходим для предотвращения повреждений костно-суставного аппарата и полного восстановления работоспособности. 2. Как долго необходимо тренироваться, чтобы укрепить сердечно - сосудистую систему и убрать лишний жир с живота и бедер? Продолжительность занятий это второе, о чем вы должны подумать. Именно она будет вносить коррективы в ваш распорядок дня. Аэробная тренировка, не включая разминку и заминку, должна продолжаться 20-60 минут, чтобы дать достаточный тренирующий эффект для сердечно-сосудистой системы и "сжечь лишние жировые отложения". Смысл занятий аэробикой появляется лишь тогда, когда вы усиленно тренируетесь 20 и более минут. Конечно, чем дольше вы тренируетесь, тем большее количество калорий и жира вы "сжигаете" и тем лучше будет состояние вашей сердечно-сосудистой системы. 3. Я никогда раньше не занималась, с чего начать? У новичков, особенно у тех, кто раньше не занимался, подход к тренировкам должен быть консервативным. Их программы должны быть максимально простыми и выполняться при относительно низких нагрузка с интенсивностью (50-70 % МЧСС) в течение сначала 10, с постепенным возрастанием нагрузки до 25 минут. По мере роста вашей аэробной тренированности, вы можете постепенно увеличивать продолжительность времени упражнений. Важно, что это увеличение должно быть постепенным. Причем прежде чем увеличить интенсивность тренировки, вы должны в первую очередь увеличивать ее продолжительность. То есть например, прежде чем увеличить частоту шагов на ваших степ-платформах, вы должны уделить больше внимания, увеличению количества минут, затрачиваемых на выполнение степ-программы. 4. Что такое начальный температурный разогревающий режим (a warm-up) в аэробной тренировке? Начальный температурный разогревающий (Warm-up) режим является вводной частью в любой аэробной тренировке. Это не что иное как хорошо известная вам - разминка. Наиболее частая и общая ошибка начинающих заниматься аэробными упражнениями это дотренировочная растяжка мышц без предварительной разминки. Предварительная разминка способствует быстрому разогреву (woom-up) мышц участвующих в основном комплексе аэробных упражнений. Важно приступить к растяжке лишь после того, как ваши мышцы как следует разогреты (после того, как к ним осуществлен достаточный приток крови). Никогда не приступайте к растяжке холодных мышц. Сначала разогрейтесь. Согревающая разминка должна быть сделана по крайней мере в течение 5-10 минут в низкоинтенсивном режиме. Обычно, в согревающую разминку в ходят те же упражнения, что и в основной комплекс, но они проводятся с интенсивностью 50-60% от максимального индивидуального пульса (max HR). После этого ваши мышцы достаточно разогреются чтобы перейти к растяжке. 5. Что такое предварительная растяжка (struching) и зачем она нужна? Чтобы предохранить мышцы, суставы и связки от повреждения и улучшить качество выполнения упражнений, вы должны прежде, чем продолжать тренировку растянуть основные мышцы, предварительно разогретые в Warm-up разминке. "Ну зачем она нужна, я вроде и так неплохо разогрелась?" - спросите вы. Во-первых, во время растяжки мы работаем в основном с суставами, связками и концевыми участками мышц. Участки мышц в местах прикрепления к костям снабжаются кровью значительно хуже, чем центральные отделы, и плохо прогреваются во время Warm-up разминки. Поэтому медленные маятникообразные движения тела, конечностей с небольшой амплитудой во время растяжки позволяют подготовить эти зоны к достаточно интенсивной тренировочной работе. Во-вторых, если вы помимо аэробики не занимаетесь в тренажерном зале, следует ожидать, что у вас, особенно в самом начале, из-за слабого тонуса мускулатуры основная нагрузка придется на крупные суставы ног (голеностопный, коленный в меньшей степени тазобедренный), поэтому если вы не подготовите их перед основной программой, то во время тренировки также возрастет вероятность травм. 6. Что такое конечный температурный охлаждающий (a cool-down) режим в аэробной тренировке? Конечный температурный охлаждающий (cool-down) режим - такая же обязательная часть любой аэробной тренировки, как и режим Warm-up или растяжка. Это не что иное как хорошо известная вам - заминка. Она необходима для постепенного снижения температуры разогретых во время тренировки мышц, уменьшения их кровенаполнения. Если этим пренебречь то мы получаем вот что: во время аэробной тренировки задействуется более 2/3 мышц организма, возрастает уровень их кровенаполения. Они помогают сердцу в работе по перекачиванию крови. Возрастает и общее количество крови, которое мобилизуется во время тренировки из специальных депо. Окончание тренировки без заминки вызывает резкое торможение тока крови в мышцах, кровяной застой. А так как мышцы работали достаточно интенсивно, то в них еще продолжаются процессы связанные с окислением жиров и углеводов, они не могут остановится так же быстро как и мы. И вследствие резкого замедления тока крови в мышцах начинают скапливаться продукты обмена этого окисления, биологические вещества, гормоны, а это не всегда благоприятно сказывается на нашем организме. Поэтому снижение интенсивности нагрузки должно быть постепенным. Заминка проводится в последние 5-10 минут тренировки, в режиме низкой интенсивности (50-60% max HR). После заминки не забудьте также провести растяжку мышц нагружаемых в тренировке. 7. Как контролировать интенсивность аэробных упражнений? Имеются разные способы контроля за интенсивностью аэробных упражнений. Лучшим на сегодня способом остается контроль интенсивности путем определения частоты сердечных сокращений в течение тренировки: 1. ЧСС разминки (этапа warm-up) 2. ЧСС основного сеанса 3. ЧСС заминки (этапа cool-down) Существуют два пути, определения пульса в течение тренировки. Наиболее точный - приобретение часов-мониторинга ЧСС, которые Вы повязываете вокруг вашей груди или руки, и они сообщают вам точно вашу ЧСС в любое время тренировки. Другой способ, получить показатели частоты сердечных сокращений - пальпирование пульса на сонной, височной или лучевой артерии. Самый простым участком является сонная или лучевая артерия. Сонную артерию можно ощутить, мягко помещая ваш указательный палец на шею, между серединой ключицы и линией нижней челюсти. Пальпация лучевой артерии выполняется, указательным и средним пальцами на тыльной стороне запястья и у основания большого пальца кисти. Когда вы измеряете частоту сердечных сокращений, Вы измеряете его в ударах в минуту (подсчет числа ударов за 60 секунд). Для удобства, многие люди измеряют пульс за 6 секунд и умножают полученные результаты на 10, или просто добавляют 0 позади полученных цифр. Так, если в 6 секундах Вы насчитали 12 ударов - это означает, что ваша частота сердечных сокращений равна 120 ударам в минуту. Хотя измерение пульса за 6 секунд наиболее удобно, имейте в виду, что использование больших временных интервалов, дает более точные результаты. Например, при подсчете вашей частоты сердечных сокращений за 15 секунд, вы умножаете результат на 4 и получаете более точное измерение ударов вашего сердца. Плата за 10 секунд - умножение на 6. Любой из предложенных способов применим на практике. Интервал Вы использует ограничен только вашими желаниями и фантазиями. В конце хотелось бы сделать несколько небольших отступлений: При подсчете ЧСС за интервалы более 20 секунд следует учитывать, что в организме включаются процессы восстановления ЧСС и результаты будут меньше отражать состояние вашего сердца при нагрузке нежели, чем подсчет за 10-15 секунд. Никогда не останавливайтесь во время подсчета ЧСС. Мы рекомендуем обязательно двигаться, сначала это покажется неудобным, но со временем войдет в привычку. 8. Что такое пульсовой режим тренировки или зональная сердечная нагрузка? Что является критерием интенсивности тренировок способствующем достижению ваших целей? Таким критерием является пульсовой режим тренировки или зональная сердечная нагрузка. Вершина вашей ЧСС - это "Максимальная Частота Сердечных Сокращений " (max HR), она отражает 100 % вашей ЧСС (это самый быстрый пульс, самая быстрая частота сокращений вашего сердца). Вы можете определить вашу максимальную ЧСС одним из двух способов. Первый очень приблизительный метод состоит в использовании возраста, для определения максимального пульса. Формула, по которой Вы высчитываете max HR равна разнице между 220 и вашим возрастом. Так, если Вам - 40 лет, ваш предполагаемый максимальный пульс был бы 180 bpm. Другой метод, который является намного более точным и более отражающим индивидуальные особенности организма, фактически используется для медицинского или профессионального фитнесс-контроля. Он заключается в проведении тестов для определения МЧСС, который обычно выполняется на стационарном велоэргометре, бегущей дорожке, степпере в течение нескольких минут и требует достаточных усилий от тестируемого. Таким образом, только допущенные врачом клиенты должны могут проходить эти тесты. 9. Что такое пять пульсовых тренировочных зон ? Как только Вы определили ваш максимальный пульс, следующий шаг - это определение пульсовых режимов тренировки (зон сердечной нагрузки). Различают пять пульсовых тренировочных зон, разделенных приращениями пульса по 10 %, каждая из этих зон имеет различные характеристики и разную пользу для здоровья. Зона малых нагрузок для сердца. Первая зона называется зоной малых нагрузок для сердца. Она составляет - 50-60 % вашей МЧСС. Это - самая простая и наиболее удобная зона которая является наилучшей для начинающих тренироваться или имеющих низкую физическую подготовку. Физические нагрузки характерные для этой зоны близки тем, которые испытывают лица занимающиеся спортивной ходьбой. Хотя эта зона постоянно критикуется за то, что при данных нагрузках не происходит сжигания жира, отмечено, что тренировка в этой зоне способствует снижению риска развития ишемической болезни сердца и атеросклероза крупных артерий , в ней практически не бывает травм и осложнений от действия физической нагрузки. В этой зоне, энергетически физическая нагрузка осуществляется за счет сгорания 10% углеводов, 5% белков и 85 % жиров. Фитнесс зона Следующая зона - Фитнесс Зона, которая составляет 60-70 % МЧСС. В ней так же, 85 % ваших калорий, образуются благодаря окислению жиров, 5 % - белков, и 10 % - углеводов. Однако исследования показали, что именно в этой зоне вы можете добиться дополнительных условий мобилизации жира (выведение жира из жировых депо) за счет его повышенной утилизации в мышцах. В этой зоне, вы тренируете ваши жировые клетки, увеличивать скорость выпуска свободных жиров и обучаете ваши мышцы его сжиганию. Следовательно, выгоды этой зоны - это не только тренировка сердца, которую мы получаем уже в первой зоне при 50-60 % от max HR, но и значительное увеличение общего числа сжигаемых лишних калорий. Аэробная зона Третья зона - аэробная зона, требует, чтобы Вы тренировались при 70-80 % от вашего МАКСИМАЛЬНОГО ПУЛЬСА. Это - уже привилегированная зона. Чтобы тренироваться более 20 минут в этом ритме вы должны не раз и не два посетить наш клуб. Она специально предназначена для закрепления полученных ранее результатов. В аэробной зоне, ваши функциональные возможности значительно увеличиваются, происходит рост количества и качества капиллярной сети сосудов, увеличивается жизненная емкость легких и скорость дыхания, это достигается как ростом вентиляционных легочных объемов так и увеличением артерио-венозной разницы по кислороду во время тренировки. Кроме того, увеличивается ударный объем (количество крови выброшенное сердцем за один сердечный цикл), и уменьшается ЧСС в покое. В итоге улучшается деятельность сердечно-сосудистой системы и системы органов дыхания, у вас возникает рабочая гипертрофия миокарда и повышается прочность вашего сердца. В этой зоне, 50 % сжигаемых калорий - вы получаете вследствие окисления углеводов, 50 % являются продуктами обмена жиров, и меньше чем 1 % -приходится на расщепление белков. Данное увеличение интенсивности, также сопровождается увеличением общего числа сжигаемых калорий. Анаэробная Зона Следующая зона тренировки называется анаэробным порогом или анаэробной зоной, она начинается при достижении 80-90 % МЧСС. Выгодами являются достижение максимума потребления кислорода, т.е. самого высокого количества кислорода, который может потреблять организм в течение тренировки. В этом режиме тренируются только профессиональные спортсмены и отдельные любители фитнесса. Основная цель тренировки, повышение толерантности организма и сердечно-сосудистой системы к высоким дозам лактата ( молочной кислоты). Такая тренировка дает возможность например бегунам совершать на фоне бега умеренной интенсивности, короткие быстрые спурты оставляющие соперников позади. Здесь уместно вспомнить о великих кенийских чернокожих стайерах. Основное количество калорий сжигаемое в этой зоне состоит на 85 % из углеводов, 15 % из жиров и меньше чем 1 % - из белка. Говорить о сжигании лишних жиров в этой зоне уже не приходится. Зона "последней черты" (redline zone) Пятая зона называется зоной последней черты, которая начинается при достижении показателей ЧСС близкой к 90 - 100 % вашего МАКСИМАЛЬНОГО ПУЛЬСА. Помните, тренировка при достижении 100 % МЧСС - ваш пульс уже не будет расти вместе с нагрузкой. В этой зоне сжигается самое высокое общее число калорий, но и самые худшие условия для сжигания жиров. 90% от общего числа калорий составляет энергия сжигания углеводов и только 10 % - жиры, менее одного процента энергии организм получает от сжигания белков. Эта зона настолько интенсивна, что только очень небольшое количество спортсменов фактически способно тренироваться в данном режиме. Достичь ее можно только на пике очень хорошей спортивной формы и конечно после предварительной консультации спортивного врача. Обычно эта зона используется также для интервальных тренировок. Например, интервальная тренировка может включать три минуты в аэробной зоне, одну минуту в зоне Красной черты и потом опять возврат в аэробную зону. Я надеюсь, что Вы нашли полезную информацию в этой статье. И имеете теперь представление о той цели, которую желаете достигнуть, и о пользе, которую при этом получит ваше организм. Самая сложная задача, однако, не в знании новых видов фитнесса или аэробики и присущих им техник выполнения движений; не в обучение вас пульсовым зонам и контролю интенсивности тренировки. Ни - эта мысль должна вас преследовать когда вы занимаетесь аэробной тренировкой. Задача гораздо более важная - это способность определить ваши желания на настоящий момент и сделать время занятий аэробикой приоритетным. Когда Вы достигнете первых успехов, то испытаете приятное волнение и удовлетворение. Вы поймете что эти достижения стоили потраченных времени и сил. Действие порождает желание! И потому действуйте, направляйтесь в ближайший фитнесс класс или если можете пользуйтесь услугами персонального тренера дома. А я желаю вам удачи и надеюсь, что ваше тело будет наслаждаться всеми теми выгодами, которые дает полноценная, методически грамотная аэробная тренировка. ФИЗИОЛОГИЯ СИСТЕМЫ ДЫХАНИЯ Нормальное функционирование органов и систем человека возможно только при условии быстрого и своевременного восстановления энергетического баланса. Организм получает энергию за счет окисления органических субстратов - углеводов, жиров, белков. ДЫХАНИЕ - это сложный непрерывный процесс поддержания на оптимальном уровне окислительно-восстановительных процессов в организме человека. В процессе дыхания принято различать три звена: легочное дыхания, транспорт газов кровью, тканевое дыхание.. ЛЕГОЧНОЕ ДЫХАНИЕ Легочное дыхание – это газообмен между организмом и окружающим его атмосферным воздухом. Оно делится на два этапа: ГАЗООБМЕН МЕЖДУ АТМОСФЕРНЫМ И АЛЬВЕОЛЯРНЫМ ВОЗДУХОМ, ГАЗООБМЕН МЕЖДУ АЛЬВЕОЛЯРНЫМ ВОЗДУХОМ И КРОВЬЮ. Легочное дыхание осуществляется за счет активности аппарата внешнего дыхания который включает в себя дыхательные пути (носоглотка, трахея, крупные бронхи), легкие, плевру, дыхательные мышцы, скелет грудной клетки, диафрагму. Основная функция аппарата легочного дыхания это доставка кислорода из окружающего воздуха и освобождение от избытка углекислого газа. Транспорт газов осуществляется кровью. Он обеспечивается разностью парциального давления газов по пути их следования. Тканевое дыхание тоже разделено на два этапа. Первый этап - это обмен газов между кровью и тканями, второй связан с потреблением кислорода клетками и выделением ими углекислого газа. Дыхательный цикл состоит из вдоха, выдоха и дыхательной паузы. Обычно вдох короче выдоха. Оптимальное соотношение вдох/выдох=1/2. МЕХАНИЗМ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ. ВДОХ. Акт вдоха (осуществляется вследствие увеличения объема грудной клетки в трех направлениях: вертикальном, переднезаднем и горизонтальном. Благодаря движению ребер грудная клетка увеличивается в горизонтальном и переднезаднем направлениях, а в результате уплощения диафрагмы органы брюшной полости оттесняются вниз, в стороны и вперед, размер грудной клетки увеличивается в вертикальном направлении. В зависимости от преимущественного участия в акте вдоха мышц грудной клетки и диафрагмы различают грудной (реберный) или брюшной (диафрагмальный) тип дыхания. У мужчин преобладает брюшной тип, у женщин - грудной тип дыхания. В некоторых случаях, например при физической нагрузке, в акте дыхания могут принимать участие вспомогательные мышцы - это мышцы плечевого пояса и шеи (грудинно-ключично-сосцевидная, лестничные мышцы, грудные большая и малая, передние зубчатые). Оптимальным считается так называемое полное дыхание, в котором одновременно представлены и грудной и брюшное. Затем по оптимальности стоит брюшное, и самое неоптимальное это грудное дыхание. Преобладание грудного дыхания у женщин чаще всего обусловлено беременностью во время которой диафрагмальное дыхание практически отсутствует. После родов мало женщин занимается дыхательной гимнастикой способной восстановить нормальную экскурсию грудной клетки, последствием чего является так называемый гипервентиляционный синдром. Сущность гипервентиляционного синдрома состоит в следующем. В норме при полном дыхании экскурсия верхних и нижних отделов легких осуществляется равномерно, у женщин с преобладанием грудного дыхания диафрагма в дыхании практически не участвует. Это приводит к недостаточной вентиляции нижних отделов легких. При физической нагрузке компенсацию в недостатке кислорода женщина пытается возместить за счет очень раннего включения мышц дополнительной дыхательной мускулатуры плечевого пояса и шеи, однако это увеличивает объем преимущественно верхних и средних отделов легких. В нижних отделах по прежнему вентиляция снижена. Дополнительная мускулатура не в состоянии столь длительно поддерживать дыхание. Возникают локальные изменения мышц, микроспазмы, образование участков ишемии (малокровия) в мышцах, и как результат - боли в грудной клетке, шее с иррадиацией в руку, снижена толерантность к физическим нагрузкам. Более того для дальнейшей компенсации недостатка кислорода организм начинает не столько углублять дыхание, сколько учащать его, в результате из организма выводится много углекислого газа, возникает его недостаток (гипокапния). Гипокапния приводит к повышению порога возбуждения мышц нарушению работы дыхательного центра в головном мозге. Это сопровождается головокружением, тошнотой, потемнением в глазах, сдавливающими головными болями, периодическими судорожными сокращениями отдельных мышц. Кроме того гипокинезия диафрагмы способствует застою желчи в желчном пузыре и печени, снижению моторики желудочно-кишечного тракта и как следствие нарушению пищеварения, способствующему нарушению обмена веществ и ожирению. Поэтому адекватное отношение тренеров к дыхательным упражнениям во время занятий будет способствовать улучшению результатов у клиентов. Признаками включения дополнительной дыхательной мускулатуры являются: поднятие плеч на вдохе, увеличение глубины подключичных ямок во время вдоха. ВЫДОХ . Акт выдоха (экспирация) осуществляется в результате расслабления наружных межреберных мышц и поднятия купола диафрагмы. При этом грудная клетка возвращается в исходное положение и дыхательная поверхность легких уменьшается. ТРАНСПОРТ КИСЛОРОДА КРОВЬЮ Кислород находится в крови в двух состояниях: физическом растворении (2-3%) и в химической связи с гемоглобином (97%). Гемоглобин образует с кислородом непрочное, легко диссоциирующее соединение - оксигемоглобин. Сродство кислорода к гемоглобину существенно понижается в кислой среде, что характерно в тканях при избытке углекислоты, что увеличивает отдачу кислорода в капиллярах. Здесь же угольная кислота отнимает часть основания от восстановленного гемоглобина, в результате в эритроцитах и в плазме в образуются бикарбонаты. А гемоглобин превращается в карбоксигемоглобин. При поступлении крови в легкие карбоангидраза эритроцитов расщепляет бикарбонаты образуя свободный СО2, а карбоксигемоглобин, отдавая СО2, превращается в оксигемоглобин снова. Свободный СО2 выделяется из легких при выдохе. ТКАНЕВОЕ ДЫХАНИЕ Тканевое дыхание представляет собой процесс использования кислорода в клетке - его утилизацию в митохондриях, направленную на выработку энергии (АТФ) и в микросомах (обезвреживание токсических продуктов метаболизма) в клетках. ДЫХАНИЕ ПРИ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКЕ Физическая нагрузка сопровождается значительными сдвигами в активности органов и физиологических систем организма. Повышенные энерготраты обеспечиваются увеличением утилизации кислорода, что приводит к нарастанию содержания углекислого газа в жидкостях и тканях организма. В условиях относительной кислородной недостаточности (гипоксии) может изменяться характер и тканевого дыхания в котором начинают преобладать процессы анаэробного окисления. Анаэробное дыхание обусловливает увеличение в крови и тканях таких метаболитов как молочная кислота, продукты перекисного окисления липидов и др. Эти вещества оказывают стимулирующий эффект на сосудистые рефлексогенные зоны (хеморецепторы), непосредственно на нейроны самого дыхательного центра и клетки коры головного мозга, обладающих очень высокой чувствительностью к гипоксии и ацидозу. Стимуляция центральной нервной системы приводит к углублению и учащению дыхательных движений, система дыхания начинает обеспечивать возросшие потребности организма в кислороде. Энергетика мышечной деятельности Ни одно движение не может быть выполнено без затрат энергии. Единственным универсальным и прямым источником энергии для мышечного сокращения служит аденозинтрифосфат -АТФ; без него поперечные "мостики лишены энергии и актиновые нити не могут скользить вдоль миозиновых, сокращения мышечного волокна не происходит. АТФ относится к высокоэнергетическим (макроэргическим) фосфатным соединениям, при расщеплении (гидролизе) которого выделяется около 10 ккал/кг свободной энергии. При активизации мышцы происходит усиленный гидролиз АТФ, поэтому интенсивность энергетического обмена возрастает в 100-1000 раз по сравнению с уровнем покоя. Однако, запасы АТФ в мышцах сравнительно ничтожны и их может хватить лишь на 2-3 секунды интенсивной работы. В реальных условиях для того, чтобы мышцы могли длительно поддерживать свою сократительную способность, должно происходить постоянное восстановление (ресинтез) АТФ с той же скоростью, с какой он расходуется. В качестве источников энергии при этом используются углеводы, жиры и белки. При полном или частичном расщеплении этих веществ освобождается часть энергии, аккумулированная в их химических связях. Эта освободившаяся энергия и обеспечивает ресинтез АТФ (см. табл.). Энергетические резервы человека ( с массой тела 75 кг) Источники энергии Энергоемкость, кДж Возможная продолжительность работы, с АТФ 4 - 5 2 - 3 Креатинфосфат (КрФ) 14 - 15 15 - 20 Гликоген+глюкоза 4600 - 13000 120 - 240 Жиры 300000 - 400000 более 240 Биоэнергетические возможности организма являются наиболее важным фактором, лимитирующим его физическую работоспособность. Образование энергии для обеспечения мышечной работы может осуществляться анаэробным (бескислородным) и аэробным (окислительным) путем. В зависимости от биохимических особенностей протекающих при этом процессов принято выделять три обобщенных энергетических системы, обеспечивающих физическую работоспособность человека: алактная анаэробная, или фосфагенная, связанная с процессами ресинтеза АТФ преимущественно за счет энергии другого высокоэнергетического фосфатного соединения - креатинфосфата (КрФ); гликолитическая (лактацидная) анаэробная, обеспечивающая ресинтез АТФ и КрФ за счет реакций анаэробного расщепления гликогена или глюкозы до молочной кислоты (МК); аэробная (окислительная), связанная с возможностью выполнения работы за счет окисления энергетических субстратов, в качестве которых могут использоваться углеводы, жиры, белки при одновременном увеличении доставки и утилизации кислорода в работающих мышцах. Каждый из перечисленных биоэнергетических компонентов физической работоспособности характеризуется критериями мощности, емкости и эффективности. Критерий мощности оценивает то максимальное количество энергии в единицу времени, которое может быть обеспечено каждой из метаболических систем. Критерий емкости оценивает доступные для использования общие запасы энергетических веществ в организме, или общее количество выполненной работы за счет данного компонента. Критерий эффективности показывает, какое количество внешней (механической) работы может быть выполнено на каждую единицу затрачиваемой энергии. Фосфагенная система представляет собой наиболее быстро мобилизуемый источник энергии. Ресинтез АТФ за счет креатинфосфата во время мышечной работы осуществляется почти мгновенно. При отщеплении фосфатной группы от КрФ высвобождается большое количество энергии, которая непосредственно используется для восстановления АТФ. Поэтому КрФ является самым первым энергетическим резервом мышц, используемым как немедленный источник регенерации АТФ. АТФ и КрФ действуют как единая система энергоснабжения мышечной деятельности. Эта система обладает наибольшей мощностью по сравнению с гликолитической и аэробной, и играет основную роль в обеспечении кратковременной работы предельной мощности, осуществляемой с максимальными по силе и скорости сокращениями мышц: при выполнении кратковременных усилий "взрывного" характера, спуртов, рывков, как, например, спринтерский бег, прыжки, метания или удары рукой и ногой в рукопашном бою и т. п. Наибольшая мощность алактатного анаэробного процесса достигается в упражнениях продолжительностью 5-6 секунд и у высоко подготовленных спортсменов достигает уровня 3700 кДж/кГ в минуту. Однако емкость этой системы невелика в связи с ограниченностью запасов АТФ и КрФ в мышцах. Вместе с тем, время удержания максимальной анаэробной мощности зависит не столько от емкости фосфагенной системы, сколько от той ее части, которая может быть мобилизована при работе с максимальной мощностью. Расходуемое количество КрФ во время выполнения упражнений максимальной мощности составляет всего лишь примерно одну треть от его общих внутримышечных запасов. Поэтому продолжительность работы максимальной мощности обычно даже у высококвалифицированных спортсменов не превышает 15-20 секунд. Анаэробный гликолиз начинается практически с самого начала работы, но достигает своей максимальной мощности лишь через 15-20 секунд работы предельной интенсивности, и эта мощность не может поддерживаться более 2.5 - 3.0 минут. Гликолитическая анаэробная система характеризуется достаточно большой мощностью, достигая у высокотренированных людей уровня примерно 2500 кДж/кГ в минуту. Энергетическими субстратами при этом служат углеводы - гликоген и глюкоза. Гликоген, запасаемый в мышечных клетках и печени - это цепочка молекул глюкозы (глюкозных единиц). При расщеплении гликогена его глюкозные единицы последовательно отщепляются. Каждая глюкозная единица из гликогена восстанавливает 3 молекулы АТФ, а молекула глюкозы - только 2 молекулы АТФ. Из каждой молекулы глюкозы образуется 2 молекулы молочной кислоты (МК). Поэтому при большой мощности и продолжительности гликолитической анаэробной работы в мышцах образуется значительное количество МК. Накапливающаяся в работающих мышечных клетках МК легко диффундирует в кровь и, до определенной степени концентрации, связывается буферными системами крови для сохранения внутренней среды организма (гомеостазиса). Если количество МК, образующейся в процессе выполнения работы гликолитической анаэробной направленности, превышает возможности буферных систем крови, то это приводит к их быстрому исчерпанию и вызывает сдвиг кислотно-щелочного равновесия крови в кислую сторону. В конечном итоге, это вызывает угнетение ключевых ферментов анаэробного гликолиза, вплоть до полного торможения их активности. При этом снижается скорость и самого гликолиза. Значительное закисление приводит также к уменьшению скорости алактатного анаэробного процесса и общему снижению мощности работы. Продолжительность работы в гликолитическом анаэробном рижиме лимтируется в основном не количеством (емкостью) ее энергетических субстратов, а уровнем концентрации МК и степенью тканевой адаптации к кислотным сдвигам в мышцах и крови. Во время выполнения мышечной работы, обеспечиваемой преимущественно анаэробным гликолизом, резкого истощения мышечного гликогена и глюкозы в крови и печени не происходит. В процессе физической подготовки гипогликемия (снижение концентрации глюкозы в крови) может возникнуть по другим причинам. Для высокого уровня проявления гликолитической анаэробной способности (специальной выносливости) существенное значение имеет степень тканевой адаптации к происходящим при этом сдвигам кислотно-щелочного равновесия. Здесь особо выделяется фактор психической устойчивости, который позволяет при напряженной мышечной деятельности волевым усилием преодолевать возникающие с развитием утомления болезненные ощущения в работающих мышцах и продолжать выполнять работу, несмотря на усиливающееся стремление к ее прекращению. При переходе от состояния покоя к мышечной деятельности потребность в кислороде (его запрос) возрастает во много раз. Однако, необходимо по крайней мере 1-2 минуты, чтобы усилилась деятельность кардио-респираторной системы, и обогащенная кислородом кровь могла быть доставлена к работающим мышцам. Потребление кислорода работающими мышцами увеличивается постепенно, по мере усиления деятельности систем вегетативного обеспечения. С увеличением длительности упражнения до 5-6 минут быстро наращивается скорость процессов аэробного образования энергии и, при увеличении продолжительности работы более 10 минут, энергообеспечение осуществляется уже почти целиком за счет аэробных процессов. Однако, мощность аэробной системы энегообеспечения примерно в 3 раза ниже мощности фосфагенной, и в 2 раза - мощности анаэробной гликолитической системы (см. табл.) Основные биоэнергетические характеристики метаболических процессов - источников энергии при мышечной деятельности. Метабол. процесс Критерий мощности Макс. энерго- емкость, кДж/кГ Макс. мощность, кДж/кГ *мин Время достижен. макс. мощн. физ. работы, с Время удержан. Работоспособности на уровне макс. мощн., с Алактный анаэробн. 3770 2 - 3 6 - 8 630 Гликолит. анаэробн. 2500 15 - 20 90 - 250 1050 Аэробный 1000 90 - 180 360 - 600 Бесконечно Вместе с тем, аэробный механизм ресинтеза АТФ отличается наибольшей производительностью и экономичностью. В повседневных условиях жизни на его долю приходится иногда более 90% от общего количества энергопродукции организма. В качестве субстратов окисления при этом используются все основные питательные вещества: углеводы, жиры в виде аминокислот. Вклад белков в общий объем аэробной энергопродукции очень мал. А вот углеводы и жиры используются в качестве субстратов аэробного окисления до тех пор, пока они доступны мышцам. Аэробное расщепление углеводов до определенной стадии (до образования пировиноградной кислоты) осуществляется так же, как и при анаэробном гликолизе. Но в аэробных условиях пировиноградная кислота не превращается в молочную кислоту, а окисляется далее до углекислого газа и воды, которые легко выводятся из организма. При этом из одной глюкозной единицы гликогена в конечном итоге образуется 39 молекул АТФ. Таким образом, аэробное окисление гликогена более эффективно, чем анаэробное. Еще больше энергии выделяется при окислении жиров. В среднем 1 моль смеси различных специфических организму человека жирных кислот обеспечивает ресинтез 138 молей АТФ. При одинаковом по весу расходе гликогена и жирных кислот, последние обеспечивают почти в три раза больше энергии, чем углеводы. Жиры, таким образом, обладают наибольшей энергоемкостью из всех биоэнергетических субстратов (см. табл.) Сравнительная емкость источников энергии мышечного сокращения (на 1 моль субстрата) Био энергетические субстраты Анаэробный метаболизм Аэробный метаболизм АТФ КрФ Глюкоза Глюкоза Жиры Белки Энергоемкость 10 10 50 700 2400 7200 Чем выше относительная мощность аэробной работы, тем выше относительный вклад в энергопродукцию углеводов, и меньше - жиров. Между мощностью физической работы аэробного характера и скоростью потребления кислорода существует линейная зависимость, поэтому интенсивность аэробной работы можно охарактеризовать скоростью потребления кислорода. При определенной мощности физической нагрузки достигается индивидуальное ля каждого человека максимальное потребление кислорода (МПК), показатель которого является интегральным критерием мощности аэробной системы энергообеспечения. Мощность физической нагрузки (или скорость передвижения), при которой достигается МПК, называется критической. У молодых здоровых нетренированных мужчин МПК составляет в среднем 40-50 мл/кГ*мин, а у высокотренированных спортсменов в видах спорта на выносливость - достигает 80-90 мл/кГ*мин. При равномерной непрерывной работе, если ЧСС не превышает 150-160 уд/мин, скорость потребления кислорода возрастает до такой величины, которая запрашивается работающими мышцами, а организм способен удовлетворять этот "запрос". Работа на данном уровне мощности физической нагрузки при "устойчивом состоянии" метаболических процессов может продолжаться достаточно долго. При возрастании интенсивности работы, когда ЧСС увеличивается до 170-190 уд/мин, "устойчивое состояние" не устанавливается, хотя потребление кислорода возрастает до достижения МПК. Максимальный уровень потребления кислорода даже у тренированных людей не может поддерживаться долго - больше 6-8 минут. Если мощность работы превысила уровень МПК, то устойчивое состояние работоспособности не устанавливается, т. е. возникает ложное "устойчивое состояние". При такой работе потребность организма в кислороде полностью не удовлетворяется, так как уже исчерпаны возможности сердечно-сосудистой системы по его доставке к работающим мышцам или исчерпана окислительная способность дыхательных ферментов в мышечных клетках. В условиях кислородного дефицита активизируются анаэробные системы ресинтеза АТФ. С началом интенсивной работы и в первые секунды ее выполнения, при "врабатывании" организма или при резких кратковременных увеличениях мощности работы ("спрутах"), преимущественное значение для энергообеспечения имеет фосфагенная система. Но по мере исчерпания ее энергетических резервов в работающих мышцах, начинает возрастать роль анаэробного гликолиза. Организм при этом работает как бы "в долг". Этот кислородный "долг" устраняется во время отдыха или при существенном снижении мощности работы. При этом восстановление израсходованных фосфагенов (АТФ+КрФ) происходит полностью через 305 минут, а наполовину - за 25-30 секунд отдыха. Это так называемый быстрый (алактатный) компонент кислородного долга. Та же его часть, которая отражает степень участия в работе анаэробного гликолиза и, следовательно, восстановление израсходованных субстратов - полностью устраняется лишь за 1.5-2.0 часа, а наполовину - за 15-30 минут. Это медленный (лактатный) компонент кислородного долга. Образование молочной кислоты в мышечных клетках имеет место с началом практически любой, даже преимущественно аэробной физической работы. Однако, содержание МК в крови во время легкой работы мало отличается от уровня покоя. При увеличении мощности работы и возрастания потребления кислорода более 5-% от МПК, кривая накопления МК в крови резко поднимается. Эта граница выраженного перехода от преимущественно аэробного энергообеспечения работы к смешанному аэробно-анаэробному, когда начинают активизироваться анаэробные процессы, называется анаэробным пророгом, или порогом анаэробного обмена (ПАНО). Если рабочая нагрузка превышает уровень ПАНО, в работающих мышцах и в крови начинает интенсивно накапливаться молочная кислота, тяжесть физической работы возрастает и она рассматривается в физиологии труда и спорта как напряженная работа смешанной аэробно-анаэробной направленности. Показатели ПАНО являются критериями аэробной эффективности. Для профессиональной деятельности это имеет вполне определенное значение: чтобы нетренированных человек был способен длительное время выполнять свою профессиональную работу, в которой задействованы большие мышечные группы, он не должен превышать мощности, соответствующей примерно 50%-му уровню МПК или своего анаэробного порога. С другой стороны, люди, систематически тренирующиеся в упражнениях на выносливость, способны не только увеличить МПК, а также минимизировать свои энерготраты за счет совершенствования техники рабочих движений. Для профессионально-прикладной подготовки путь повышения физической работоспособности через увеличение аэробной эффективности менее рискован и наиболее приемлем, так как не требует значительного увеличения рабочей ЧСС и потому доступен всем возрастным категориям людей. Именно с этим связано широкое распространение оздоровительного бега трусцой и аналогичных по физиологическому воздействию других средств физической подготовки. Во время выполнения относительно легкой работы, когда потребление кислорода не превышает 50% от максимума (с продолжительностью до нескольких часов), большая часть энергии поставляется мышцам за счет окисления жиров. Во время более напряженной работы, когда потребление кислорода превышает 60% от максимума, значительная часть энергии поставляется уже и за счет окисления углеводов. При мощности работы, близкой к критической, подавляющую часть энергопродукции обеспечивает окисление углеводов. В реальных условиях физических нагрузок, как правило, задействованы все биоэнергетические системы. В зависимости от мощности, продолжительности и вида выполняемой работы меняется лишь соотношение механизмов ее энергообеспечения. Однако, совершенство методики физической тренировки заключается в том, чтобы добиться наибольшего прироста спортивной или профессиональной работоспособности с наименьшими затратами энергии и времени. Это становится возможным при направленном, избирательном тренировочном воздействии на отдельные компоненты физической работоспособности, но не при использовании физических нагрузок "внавал", т. е. по принципу "сколько выдержишь". Энергетический обмен Обмен веществ и энергии - это совокупность химических и физических превращений, происходящих в живом организме и обеспечивающих его жизнедеятельность. Обмен веществ складывается из процессов ассимиляции и диссимиляции. Совокупность синтетических процессов, при которых расходуется энергия, носит название ассимиляции, пластического обмена или анаболизма. Совокупность процессов распада соединений, протекающих с высвобождением энергии, называется диссимиляцией, энергетическим обменом или катаболизмом. Единственным источником энергии для человека является окисление органических веществ (белков, жиров, углеводов) поступающих в организм с пищей. При расщеплении пищевых продуктов до конечных элементов - углекислого газа и воды, выделяется энергия. Часть выделившейся энергии используется для механической работы, выполняемой мышцами, другая часть используется для синтез сложных соединений (холестерина, некоторых витаминов) или запасается в виде высокоэнергети ческих соединений - молекул АТФ(аденозин- трифосфата). Процессы ассимиляции и диссимиляции неразрывно связаны между собой и протекают одновременно. Пороги энергетического обмена Порог аэробного обмена (ПАО) - верхняя граница исключительно аэробной энергопродукции. Порог анаэробного обмена (ПАНО) - граница, выше которой анаэробные процессы энергопродукции являются преобладающими. Для выполнения физических нагрузок мышцы должны получать достаточное количество высокоэнергетичес- кого вещества (клеточного топлива). Таким веществом является активное соединение фосфора и нуклеотидов - аденозинтрифосфат (АТФ). Запасы АТФ должны постоянно пополняться извне, на это идет энергия расщепля- емых в процессе переваривания в желудочно-кишечном тракте белков, жиров и углеводов. В мышечной клет- ке существуют несколько энергетических уровней обеспечивающих достаточно надежное и длительное выпол- нение функций. Как соотносятся эти различные уровни ресинтеза АТФ в организме при конкретной мышечной деятельности? Уровни энергетического обмена Выделяют следующие пять энергетических уровней в организме: Характеристика энергетических уровней Энергетические уровни Время max работы на уровне Режим работы Уровень использования запасов АТФ 2-3 с анаэробный Уровень использования креатинфосфата 20-30 с анаэробный Уровень анаэробного гликолиза 3600 с анаэробный Уровень окислительного фосфорилирования длительный аэробный Миокиназный путь используется редко и только в экстремальных условиях ?! Уровень использования свободной АТФ Запасы свободной АТФ в мышце незначительны, их хватает лишь на 2 - 3 секунды интенсивной мышечной работы. Поэтому необходимо постоянное и весьма интенсивное его пополнение. Уровень использования креатинфосфата Креатинкиназная реакция, названа по ферменту креатинкиназе, с помощью которого она осуществляется. АТФ и креатин близко расположены в клетке друг к другу, как только уровень АТФ начинает снижаться, он превращается в АДФ (аденозиндифосфат). На уровень возрастающего АДФ, сразу же реагирует креатинкиназа. Она отщепляет высокоэнергетическую молекулу неорганического фосфора от креатинфосфата (КФ) и передает ее на молекулу АДФ, который восста- навливается до АТФ, возмещая уровень израсходованного. Таким образом, креатинкиназный путь (эффективность 1 молекула КФ - 1 молекула АТФ), не требует аэробно- го режима тренировки, не дает никаких побочных продуктов, может быть запущен моментально. Основной минус в том, что его хватает ненадолго. Уровень анаэробного гликолиза Под термином гликолиз понимают происходящее без участия кислорода (анаэробно) окисление глюкозы до молочной кислоты. Исходным субстратом гликолиза является глюкоза, она доставляется в мышцы кровью, или в результате распада в мышце гликогена. Глюкоза активируется соединяясь с фосфорной кислотой, модифици- руется и затем в результате несложных ферментативных процессов превращается в пировиноградную кислоту (ПВК). В анаэробных условиях, т.е. в условиях абсолютной или относительной недостаточности кислорода, ПВК окисляется до молочной кислоты. Таким образом, в условиях недостатка кислорода ресинтез АТФ осуще- ствляется в результате гликолиза с накоплением недоокисленных продуктов метаболизма, в частности молоч- ной кислоты (лактата). Интенсивность анаэробной нагрузки может составлять не более 60 минут. Количество молекул АТФ синтезируемых за один цикл 2 - 3 . Гликолиз хорош тем, что не требует повышенного снабжения организма кислородом. Кроме того, он обладает гораздо большим резервом, чем креатин-киназный путь ресинтеза АТФ. Однако, во-первых он малоэффективен (всего три молекулы АТФ на молекулу глюкозы) во-вторых запасы гликогена в организме хотя и велики, но не безграничны и легко могут быть исчерпаны в-третьих, гликолиз способствует накоплению в организме лактата, что приводит к закислению среды и далеко не безразлично для функций организма в-четвертых, "запуск" гликолиза требует некоторого времени, он не настолько быстрый как креатинкиназная реакция и полное его развертывание возможно только через 10-20 секунд. Уровень окислительного фосфорилирования Главный путь ресинтеза АТФ - окислительное фосфорилирование (или тканевое дыхание). В этом случае окислению могут подвергаться не только углеводы, но и другие органические соединения: продукты неполного окисления углеводов - ПВК и лактат, свободные жирные кислоты образующиеся из жиров, продукты расщепления белков - аминокислоты. Процесс аэробного окисления намного сложнее анаэробного гликолиза, но главным коренным отличием является потребность в больших количествах кислорода (O2). Аэробное окисление можно разделить на четыре основных этапа: Подготовительный, не относящийся, собственно к процессам окисления. Это расщепление молекул сложных химических веществ на более простые: гликогена на глюкозу, белков на аминокислоты, жиров на жирные кислоты и глицерин. Образование ацетил-коэнзима-А промежуточного высокоэнергетического соединения. Окисление ацетил-коэнзима-А в цикле трикарбоновых кислот (цикле Кребса). Транспорт водорода, отнятого от ацетил-коэнзима-А на третьем этапе, по дыхательной цепи на кислород и дыхательное фосфорилирование ведущее к ресинтезу АТФ. Производительность аэробного дыхания - 38 молекул АТФ за цикл. Окислительное фосфорилирование высокоэффективно и дает большое количество молекул АТФ. Конечные продукты этого пути - углекислота и вода - безвредны, избыток углекислоты легко удаляется с выдыхаемым воздухом. Если гликолизу могут подвергаться только углеводы, то здесь круг возможных субстратов окисления велик, разнообразен и почти неисчерпаем. Однако этот путь требует адекватного снабжения кислородом, что в практической жизни не всегда может быть в должной мере осуществимо. МИМСР Лекции и статьи : Анатомия. ТКАНИ Дать определение ткани, как эволюционно сложившейся системе клеток и неклеточных структур, обладающей общностью строения, развития и функции. Указать общепринятую классификацию тканей человека, в которой выделить: эпителиальную, соединительную, кровь и лимфу, мышечную и нервную ткани, а также дать их морфо-функциональную характеристику. Эпителиальная ткань Характеризуя эпителий, необходимо отметить, что он располагается на границе внутренней и внешней среды организма, покрывая поверхность тела человека (эпидермис) и выстилая полости тела и органы. Эпителиальная ткань также входит в состав желез. Выделяют покровный эпителий и железистый. Рассказать о функциях эпителия (защитной, секреторной, экскреторной, выделительной, всасывательной). Отметить общие свойства, присущие всем разновидностям эпителиальной ткани: состоят из клеток, которые образуют пласты, клеточный пласт располагается на базальной мембране, в эпителиальном пласте клеток отсутствуют кровеносные сосуды, питание клеток осуществляется диффузно через базальную мембрану из подлежащей рыхлой соединительной ткани, обладают высокой способностью к регенерации. Дать классификацию покровного эпителия, указав, что он подразделяется на: однослойный (дать определение): плоский, кубический, цилиндрический, многорядный мерцательный; многослойный (дать определение): многослойный плоский неороговевающий, многослойный плоский ороговевающий, переходный. Привести примеры. Характеризуя железистый эпителий, пояснить, что железы, образованные им, разделяются на эндокринные (внутренней секреции) и экзокринные (внешней секреции). Указать различие между ними и привести примеры. Объяснить, что экзокринные железы (потовые, слюнные, и т.д.) имеют концевые отделы и выводные протоки. По составу выделяемого ими секрета они бывают: слизистые , серозные (белок), смешанные . По способу секреции: мерокриновые (выделение секрета происходит без разрушения верхней части клетки), апокриновые (выделение секрета сопровождается разрушением верхней части клетки), голокриновые (секрет выделяется при разрушении всей клетки). По форме концевых отделов желез: трубчатые , альвеолярные , смешанные (альвеолярно-трубчатые). Соединительная ткань Отметить, что соединительная ткань очень широко распространена в организме. Указать ее основные функции (пластическую, защитную, трофическую, опорную). Рассмотреть строение соединительной ткани (состоит из клеток и межклеточного вещества). Перечислить и охарактеризовать клетки данной ткани: фибробласты, фиброциты, гистиоциты, макрофаги, тучные клетки (тканевые базофилы), плазматические клетки, адвентициальные клетки. Рассказать о межклеточном веществе, в состав которого входит основное вещество и волокна (коллагеновые, эластиновые, ретикулиновые). Указать, что в зависимости от преобладания и различного сочетания указанных компонентов, соединительную ткань классифицируют на: собственно соединительную ткань, в составе которой: рыхлая волокнистая соединительная ткань; плотная волокнистая соединительная ткань (оформленная, неоформленная); соединительную ткань со специальными свойствами (ретикулярная, пигментная, жировая и т.д.); ткани, образующие скелет (костная и хрящевая ткани). Отметить, что в рыхлой волокнистой соединительной ткани преобладают клетки (перечислены выше) над межклеточным веществом, в котором волокна расположены в основном рыхло и в разных направлениях. Эта ткань входит в состав органов, сопровождает сосуды и нервы. Рассказать, что в плотной волокнистой соединительной ткани преобладает межклеточное вещество, особенно ее волокнистый компонент. Клетки представлены главным образом фибробластами и фиброцитами. Плотная оформленная соединительная ткань составляет сухожилия, мышцы, фасции и т.д. Плотная неоформленная соединительная ткань образует дерму кожи. Характеризуя соединительную ткань со специальными свойствами , указать, что ретикулярная ткань составляет строму кроветворных органов и представлена отростчатыми ретикулярными клетками, соединяющимися друг с другом отростками (сетчатый каркас) и ретикулиновыми волокнами. Жировая ткань расположена в подкожно-жировом слое, сальнике, капсулах органов и т.д., состоит из скопления жировых клеток. Пигментная ткань содержит клетки меланоциты, в цитоплазме которых имеется большое количество пигментных включений (глыбки меланина). Говоря о костной ткани , необходимо отметить, что межклеточное вещество (преобладает над клетками) содержит большое количество минеральных солей, содержащих Са, Р, Мg и т.д., придающих кости твердость, и состоит из основного вещества (оссеомукоида) и коллагеновых (оссеиновых) волокон. Клетки костной ткани представлены остеоцитами, остеобластами и остеокластами. Объяснить особенности их строения и функциональное значение. Указать, что из костной ткани построены кости скелета. Характеризуя хрящевую ткань , рассказать, что она также состоит из клеток и межклеточного вещества (последнее преобладает). Клетками хрящевой ткани являются хондробласты и хондроциты. В межклеточном веществе располагаются коллагеновые, эластические волокна. Отметить, что различают гиалиновый, эластический и волокнистый хрящ. Рассказать об их строении, месте расположения в организме и функциональном значении. Кровь и лимфа Охарактеризовать кровь и лимфу как жидкие ткани организма, которые вместе с тканевой жидкостью формируют внутреннюю среду организма. Разъяснить, что такое постоянство внутренней среды организма (гомеостаз) и его значение. Кровь Перечислить основные функции крови (транспортная, дыхательная, регуляторная, защитная, поддержание гомеостаза), привести примеры. Рассказать, что кровь состоит из плазмы и взвешенных в ней форменных элементов. Охарактеризовать плазму крови, как жидкое межклеточное вещество, состоящее на 90% из воды и 8-10% из растворенных в ней неорганических и органических веществ. Перечислить органические и неорганические вещества плазмы и указать их значение. Дать характеристику белкам плазмы крови. Назвать форменные элементы крови (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты). Рассказать об эритроцитах, указать их количество, форму, особенности строения и функции. Рассказать о гемоглобине и его соединениях (оксигемоглобине и карбоксигемоглобине) и об их функциональном значении. Дать общую характеристику лейкоцитам. Подробнее остановиться на их классификации, указав, что их делят на: зернистые лейкоциты: - нейтрофилы; - эозинофилы; - базофилы; незернистые лейкоциты: - лимфоциты; - моноциты. Объяснить особенности строения и функциональное значение. Характеризуя тромбоциты (кровяные пластинки), отметить, что они представляют собой периферические участки цитоплазмы гигантских клеток мегакариоцитов, расположенных в костном мозге. Отделившись от мегакариоцитов, эти кровяные пластинки выходят в периферическую кровь и циркулируют в ней. Отметить функциональное значение тромбоцитов — участие их в процессах свертывания крови. Свертывание крови Более подробно рассказать об этом защитном механизме, предохраняющем организм от кровопотерь. Отметить, что в этом сложном, многоступенчатом процессе участвуют многочисленные факторы, среди которых наиболее важными являются фибриноген. протромбин, тромбопластин и ионы кальция. Перечислить этапы свертывания крови: прилипание тромбоцитов к поврежденной стенке сосуда, их склеивание, частичный распад с образованием белка тромбопластина (в присутствии ионов Са2+ ); взаимодействии тромбопластина и протромбина с образованием фермента тромбина (в присутствии ионов Са2+ ); взаимодействие тромбина с белком плазмы — фибриногеном и превращение его в фибрин; в свою очередь нити фибрина, сокращаясь, уплотняют кровяной сгусток (тромб), который закрывает просвет сосуда, останавливая кровотечение. Группы крови Отметить, что переливание крови от одного человека (донора) к другому (реципиенту) может сопровождаться агглютинацией (склеиванием) эритроцитов реципиента, если не учитывать группы крови этих людей. Рассказать о системе АВО, включающей четыре группы крови: I (0), II (А), III (В) IV (AВ). Объяснить, какие агглютиногены эритроцитов (АВ) и агглютинины (а, в) плазмы присутствуют в каждой группе, что необходимо учитывать при переливании крови. Лимфа Охарактеризовать лимфу, как бесцветную жидкость, в которой содержится небольшое количество лейкоцитов, и отсутствуют эритроциты. При этом отметить, что оттекающая от разных органов и тканей лимфа, может иметь определенные отличия в своем составе. Пояснить, что в образовании лимфы принимает участие тканевая жидкость. Лимфа циркулирует в организме по лимфатическим сосудам. В лимфатические капилляры кишечника всасываются жиры. Мышечная ткань Охарактеризовать мышечную ткань, как ткань, обладающую способностью к сокращению, что позволяет осуществлять двигательные процессы в организме. Отметить участие в процессе сокращения специальных сократительных органелл — миофибрилл . Дать классификацию мышечной ткани, указав, что она подразделяется на гладкую и поперечно-полосатую , последняя, в свою очередь, делится на скелетную и сердечную . Более подробно описать все перечисленные виды мышечной ткани. Характеризуя гладкую мышечную ткань, отметить, что она входит в состав стенок внутренних органов, сосудов. Структурной единицей ее является мышечная клетка — миоцит . Описать строение миоцита в целом и особенности строения его микрофибрилл. Указать, что гладкие мышцы сокращаются медленно, непроизвольно, мало утомляются. Излагая сведения о поперечно-полосатой скелетной мышечной ткани, указать, что она образует скелетные мышцы, мышцы языка, глотки, верхней трети пищевода и др. Структурной единицей является мышечное волокно, представляющее собой неклеточную структуру — симпласт . Описать строение симпласта. Более подробно остановиться на строении миофибрилл поперечно-полосатого мышечного волокна. Объяснить поперечную исчерченность миофибрилл наличием в их составе миофиламентов, состоящих из белка актина (более тонкие нити, образующий светлый участок — диск «И») и миозина (более толстые нити, образующие темный участок диск «А»). Указать, что поперечно-полосатые мышцы сокращаются быстро, произвольно и быстро утомляются. Описывая поперечно-полосатую сердечную мышечную ткань, отметить, что она образует сердечную мышцу — миокард . Структурной единицей ее является клетка — кардиомиоцит . Изложить особенности его строения, указав, что миофибриллы кардиомиоцита имеют строение, сходное с миофибриллами симпласта. Объяснить, что такое автоматия сердечной мышцы . Описать строение атипичных мышечных клеток, которые образуют проводящую систему сердца (синусный узел, предсердно-желудочковый узел, пучок Гиса). Отметить, что способность автономно сокращаться сохраняется и в изолированном сердце (при определенных условиях). Нервная ткань Описывая нервную ткань, указать, что основными ее свойствами является возбудимость и проводимость и что она входит в состав органов нервной системы. Состоит из нервных клеток — нейронов и нейроглии. Характеризуя нейроны , упомянуть о том, что это: отростчатые клетки; в теле нейрона располагаются специальные органеллы — нейрофибриллы и глыбки базофильного вещества (тигроид); отростки клеток входят в состав нервных волокон, образуя их осевые цилиндры; нервные волокна заканчиваются нервными окончаниями (двигательные, чувствительные, синапсы). Отметить, что отростки нервных клеток функционально неоднозначны. Выделяют: аксоны, передающие нервный импульс от тела клетки; дендриты, отростки по которым возбуждение поступает к телу клетки. Назвать виды нервных волокон, их строение. Отметить, что пучки нервных волокон, покрытые соединительнотканной оболочкой, образуют нервы. Охарактеризовать нервные окончания. Привести примеры. Дать характеристику нейроглии , указав, что она состоит из следующих видов глиальных клеток: астроциты, олигодендроциты, эпендимоциты, микроглиальные клетки Объяснить функциональное значение макро- и микроглиальных клеток. ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ Изложение этой темы надо начать с определения его основной функции — функции движения организма. Указать, что он образован скелетом и мышцами. Скелет Объяснить, что скелет человека образован костями (их более 200), сочлененными между собой с помощью различных видов соединений. Отметить основные функции скелета (опорную, защитную). Рассказать, что скелет человека состоит из следующих отделов: - скелет головы (череп), - скелет туловища (позвоночный столб, грудная клетка), - скелет поясов конечностей (верхний, нижний), - скелет свободных верхних и нижних конечностей. Скелет головы Отметить, что скелет головы (череп ) состоит из мозгового и лицевого отделов. Пояснить, что мозговой отдел образован несколькими неподвижно соединенными костями, из которых лобная, затылочная, клиновидная, решетчатая являются непарными, а теменная и височная — парными. Описать особенности их строения и местоположения. Перечислить кости, составляющие лицевой отдел , описать их. Отметить, что непарная нижняя челюсть — это единственная кость черепа, подвижно сочленяющаяся с помощью сустава. Она имеет спереди подбородочный выступ, свойственный только человеку. А также указать, что в лицевой части черепа расположены органы слуха, зрения, обоняния. Скелет туловища Указать, что скелет, образующий опору для туловища, включает в себя позвоночник и грудную клетку. Перечислить отделы позвоночного столба, число позвонков, входящих в них, количество и значение изгибов позвоночника, расположение и направление этих изгибов. Дать описание позвонка и отметить особенности его строения в различных отделах позвоночного столба, упомянуть о наличии межпозвоночных хрящей. Показать, что грудная клетка имеет вид усеченного конуса. Ее переднезадний размер меньше бокового, что повышает устойчивость тела при прямохождении. Внутри грудной клетки располагаются сердце, легкие, трахея, пищевод, сосуды. Назвать кости, образующие грудную клетку (грудные позвонки, ребра, грудина). Описать строение грудины, ребер, их соединение друг с другом. Объяснить, какие пары ребер являются истинными, а какие ложными. Пояса конечностей Назвать кости, составляющие пояс верхних конечностей (плечевой пояс ) и пояс нижних конечностей (тазовый пояс ). Пояснить, что кости плечевого пояса (лопатки и ключицы) являются парными. Описать их строение и сочленение друг с другом, а также с плечевой костью и грудиной. Охарактеризовать кости, образующие таз, их сочленение и значение. Скелет свободных конечностей Охарактеризовать скелет свободной верхней конечности, состоящей из плечевой кости, костей предплечья (локтевой и лучевой) и костей кисти. Более подробно описать строение кисти. Касаясь скелета свободной нижней конечности указать, что она состоит из бедренной кости, костей голени (большая и малая берцовые) и костей стопы. Перечислить кости стопы, подчеркнуть, что в связи с прямохождением человека стопа приобрела сводчатую форму, указать значение этого приобретения. Кость Рассмотреть строение кости как органа опорно-двигательной системы. Привести классификацию костей, выделив трубчатые, губчатые, плоские, смешанные и воздухоносные. Указать их местоположение и особенности строения. Более подробно описать трубчатую кость, выделив в ней диафиз, эпифизы, суставной хрящ, компактное костное вещество, губчатое костное вещество, костномозговую полость, надкостницу, надхрящницу, пластинку роста кости (в длину). Описать строение надкостницы (соединительная ткань), покрывающей кость снаружи. Указать два ее слоя: 4. наружный, богатый кровеносными сосудами и нервами, которые проникают в кость по прободающим каналам; 5. внутренний, содержащий коллагеновые и эластические волокна и остеобласты. Пояснить, что за счет надкостницы происходит рост кости в ширину. Далее охарактеризовать компактный слой кости (компактное костное вещество). Описать его структурную единицу — остеон, вставочные пластинки, костные клетки. Отметить особенности строения губчатого костного вещества, строение эпифиза. Указать функциональные возможности разных отделов кости. Соединение костей Объяснить, что в скелете человека в результате сочленения костей образуются либо механически более прочные непрерывные соединения, либо подвижные прерывистые соединения. Охарактеризовать непрерывные соединения костей, образующие как неподвижные сочленения (соединения костей черепа, таза), так и малоподвижные (соединения тел шейных, грудных, поясничных позвонков). Указать, что в этих случаях соединения костей осуществляются при помощи: f. волокнистой соединительной ткани, g. прослоек из хрящевой ткани, h. костных сращений. Рассмотреть прерывистые соединения костей, образующие суставы. Описать строение сустава, указав: суставные поверхности, суставную сумку, суставную полость, суставную (синовиальную) жидкость. Дать им более подробную характеристику. Привести классификацию суставов по: 9. форме суставных поверхностей (плоские, шаровидные, блоковидные и др.), 10. числу суставных поверхностей (простые и сложные) 11. числу осей вращения (одно-, дву-, трехосные). Мышечная система Объяснить, что мышечная система человека образована мышцами, которые в зависимости от строения (вида мышечной ткани, образующей их) бывают поперечнополосатые и гладкие. Показать, что поперечнополосатые мышцы образуют скелетную мускулатуру. Отметить что в теле человека насчитывается около 400 скелетных мышц. Остановиться на основных функциях скелетных мышц (перемещение тела в пространстве и частей тела относительно друг друга, поддержание позы, дыхание, жевание, глотание, мимика и т.д.). Классифицировать мышцы по: 12. расположению: - поверхностные, - глубокие, 13. форме: - длинные, - короткие, - широкие, - веерообразные, 14. отношению к суставам: - односуставные, - двусуставные, - многосуставные 15. направлению волокон: - параллельные, лентовидные, веретеновидные, - косые, - круговые (сфинктеры), - одноперистые, двухперистые, многоперистые. Перечислить и охарактеризовать мышцы головы, туловища, верхних и нижних конечностей, указать их функциональное значение. Строение скелетных мышц Рассказать о строении скелетной мышцы, структурно-функциональной единицей которой является поперечнополосатое мышечное волокно. В мышце волокна располагаются продольно, тесно прилегая друг к другу, образуя пучки, разделенные соединительнотканными прослойками, содержащими сосуды и нервы. Отметить, что отдельные мышцы и группы мышц окружены прочными соединительнотканными футлярами — фасциями. Показать, что мышечные волокна образуют тело (брюшко) мышцы, которое на концах переходит в сухожилия, с помощью которых мышца прикрепляется к костям. Отметить особенности прикрепления мимических мышц, Работа мышц Показать, что основная функция мышечной ткани — ее способность к сокращению — позволяет скелетной мышце, прикрепляясь с двух сторон от сустава, производить в нем движение. Отметить, что, располагаясь соответствующим образом по отношению к суставу и действуя на него, мышцы могут осуществлять: 16. сгибание (флексоры), 17. разгибание (экстензоры), 18. отведение (абдукторы), 19. приведение (аддукторы), 20. вращение внутрь (пронаторы), 21. вращение наружу (супинаторы). Привести примеры. Объяснить, какие мышцы являются: 22. синергистами, 23. антагонистами. Необходимо отметить координирующую роль нервной системы в работе мышечной системы. Проследить путь передвижения нервного сигнала от рецептора до рабочего органа — мышцы. Объяснить последующие процессы, происходящие в мышце. Показать, что ее сокращение возникает в результате одновременного сокращения мышечных волокон (симпластов), составляющих ее. Описать изменения, происходящие в миофибриллах симпластов при сокращении, которые связаны со скольжением тонких актиновых нитей (светлый диск) вдоль толстых миозиновых нитей (темный диск). В результате светлые диски почти исчезают, и миофибрилла укорачивается, При расслаблении все вновь восстанавливается. Указать, что причиной скольжения нитей при сокращении является химическое взаимодействие между сократительными белками актином и миозином в присутствии АТФ и ионов Са2+ КОЖА Охарактеризовать кожу как наружный покров тела, выполняющий следующие многообразные функции: 0. защитную, 1. терморегулирующую, 2. выделительную, 3. рецепторную, 4. депонирование крови, 5. обмена витаминов. Разъяснить более подробно каждую из перечисленных функций. Рассказать, что кожа состоит из эпидермиса и дермы. Дать подробное описание эпидермиса, представленного многослойным плоским ороговевающим эпителием. Перечислить слои эпидермиса: 6. базальный (его клетки цилиндрической формы расположены на базальной мембране и граничат с дермой); 7. шиповатый (состоит из отростчатых клеток, соединенных между собой отростками); 8. зернистый (его клетки в своей цитоплазме содержат гранулы белка кератогиалина); 9. блестящий (цитоплазма его клеток пропитана элеидином — веществом, образовавшимся из кератогиалина, ядро разрушено); 10. роговой (самый поверхностный, представлен ороговевшими клетками). Объяснить, что базальный и шиповатый слои образуют ростковую зоны, клетки которой интенсивно делятся и возобновляют все слои эпидермиса. Роговой слой полностью обновляется за 8-10 суток. Упомянуть о находящихся здесь пигментных клетках (содержат зерна меланина в цитоплазме), определяющих цвет кожи и защищающих организм от ультрафиолетовых лучей. Дать характеристику дерме , отметив два ее слоя: сосочковый и сетчатый. Указать, что сосочковый слой граничит с эпидермисом, образован рыхлой волокнистой неоформленной соединительной тканью, в виде сосочков вдается в эпидермис, определяя рисунок кожи. Отметить, что в нем расположены кровеносные капилляры, лимфатические сосуды и нервные окончания: свободные и инкапсулированные. Показать, что сетчатый слой дермы образован плотной неоформленной соединительной тканью, в которой располагаются концевые отделы сальных и потовых желез, корни волос, мышцы, поднимающие волос. Далее располагается подкожная жировая клетчатка, представленная рыхлой волокнистой соединительной тканью, содержащей скопления жировых клеток. Рассказать о производных кожи, которыми являются: потовые и сальные железы, волосы, ногти. Дать характеристику каждому образованию: 11. Потовые железы — простые трубчатые железы. Концевые отделы располагаются в сетчатом слое на границе с подкожной жировой клетчаткой. Выделяемый ими секрет (пот) по выводным протокам и ходам выводится на поверхность кожи. Перечислить, какие вещества выводятся из организма, а потом, назвать участки кожи, где эти железы расположены в наибольшем количестве. 12. Сальные железы — расположены в сетчатом слое на границе с сосочковым, их выводные протоки открываются в волосяную сумку. Железа имеет голокриновый тип секреции (разрушается вся клетка при выведении секрета). Кожное сало смазывает волос, смягчает кожу, препятствует потере воды и отталкивает ее с поверхности кожи. Отметить, что под влиянием бактерий белковые компоненты потового и сального секретов разлагаются и издают неприятный запах, который устраняется способами личной гигиены. 13. Волосы — покрывают всю кожу, кроме подошв, ладоней и некоторых других частей тела. Отметить различные виды волос (пушковые, щетинковые и т.д.), назвать части волоса. Дать описание стержня волоса (коркового и мозгового вещества, кутикулы). Рассказать о корне волоса, расположенном в сетчатом слое дермы, описать волосяной фолликул, состоявший из соединительнотканной волосяной сумки, наружного и внутреннего эпителиального влагалища, стержня волоса и волосяного сосочка. Упомянуть, что к волосяной сумке прикрепляется гладкая мышца, поднимающая волос. 14. Ногти — роговые пластинки, расположенные на тыльной поверхности концевых фаланг пальцев и находящиеся в специальном ложе. Ногтевое ложе богато кровеносными сосудами и нервными окончаниями, представлено ростковым слоем эпителия кожи с подлежащей соединительной тканью. В области ложа происходит интенсивное деление клеток, и как следствие, рост ногтя. Рассказать о том, что кожа представляет собой огромное рецепторное поле, т.к. в ней расположено большое количество нервных окончаний, различного строения и функционального значения. Более подробно об этом сказано в разделе «Органы чувств». НЕРВНАЯ СИСТЕМА При характеристике нервной системы отметить: 0. Основные функции нервной системы: регуляция работы внутренних органов; согласование деятельности различных органов и систем, благодаря чему организм работает как единое целое; осуществление связи организма с внешней средой. Кроме того, головной мозг человека высокоорганизованная материя, обеспечивающая сознательную деятельность людей. 1. Основные свойства нервных волокон и нервных клеток: проводимость и возбудимость. Показать, что в основе деятельности нервной системы лежит рефлекс — ответная реакция организма на воздействие внешних или внутренних раздражителей, осуществляемая нервной системой. Путь, по которому распространяется возбуждение при осуществлении рефлекса, называется рефлекторной дугой. Перечислить и охарактеризовать основные звенья рефлекторной дуги. 2. Подразделение нервной системы на центральную и периферическую. Головной и спинной мозг составляют центральную нервную систему. Нервы, нервные узлы, нервные окончания входят в состав периферической нервной системы. Спинной мозг Спинной мозг представляет наиболее древний отдел центральной нервной системы. Необходимо: - Отметить наличие оболочек спинного мозга; две глубокие продольные борозды, которые делят его на две половины; спинномозговой канал, проходящий в центральной части мозга. Вокруг спинномозгового канала располагается серое вещество, состоящее из нервных клеток и имеющее передние, задние и боковые выступы — рога. - Указать, что рога спинного мозга содержат различные по функции нейроны. В передних рогах находятся двигательные нейроны, или мотонейроны, в задних рогах — вставочные нейроны, в боковых рогах вегетативные нейроны. - Показать, что от спинного мозга отходит 31 пара спинномозговых нервов. Отметить, что каждый из них начинается двумя корешками — передними (двигательными) и задними (чувствительными). По ходу задних корешков располагаются спинномозговые узлы, в которых лежат тела чувствительных нейронов. - Указать, что белое вещество спинного мозга расположено вокруг серого. Следует подчеркнуть, что белое вещество состоит из отростков нейронов, образующих проводящие пути, соединяющие головной мозг со спинным. - Отметить функции спинного мозга: рефлекторную и проводниковую. Привести примеры спинномозговых рефлексов. Указать, что проводниковая функция осуществляется за счет восходящих и нисходящих путей белого вещества. Головной мозг Головной мозг расположен в полости черепа. Следует: Перечислить пять отделов головного мозга: продолговатый, задний (мост и мозжечок), средний, промежуточный, передний. Стволовую часть мозга образуют продолговатый мозг, мост, средний и промежуточный мозг. Отметить 12 пар черепно-мозговых нервов, отходящих от головного мозга. В головном мозге, как и в спинном, имеется белое и серое вещество. Подчеркнуть, что серое вещество представлено скоплениями — ядрами и корой, покрывающей полушария мозга и мозжечок. Продолговатый мозг является продолжением спинного мозга. Необходимо охарактеризовать функции продолговатого мозга — рефлекторную и проводниковую. Отметить, что в продолговатом мозге находятся ядра 4-х пар черепно-мозговых нервов. Перечислить центры рефлексов продолговатого мозга: дыхания, сердечной деятельности, пищеварения, обмена веществ, защиты (мигания, слезоотделения, чихания, кашля), а также центры регуляции тонуса скелетных мышц, необходимых для поддержания позы. Отметить, что белое вещество продолговатого мозга выполняет проводниковую функцию, связывая кору больших полушарий со спинным мозгом. Задний мозг состоит из варолиева моста и мозжечка. Указать значение моста, как проводящего пути, связывающего продолговатый мозг с вышележащими отделами головного мозга. Описать строение мозжечка и указать основные функции (координация движений и регуляция мышечного тонуса). Средний мозг включает четверохолмие и ножки мозга. В среднем мозге находятся ядра III и IV пар черепно-мозговых нервов. Отметить, что передние бугры четверохолмия являются центром зрительных, а задние бугры — слуховых ориентировочных рефлексов. Кроме того, средний мозг участвует в регуляции мышечного тонуса. Промежуточный мозг состоит из зрительных бугров (таламуса) и подбугорной области (гипоталамуса). Необходимо: охарактеризовать значение зрительных бугров , как подкоркового центра всех видов чувствительности, за исключением обонятельной. Отметить, что гипоталамус участвует в регуляции обмена веществ, температуры тела, состояния сна и бодрствования, потребления пищи и воды. Указать образование в гипоталамусе ряда гормонов, поступающих в заднюю долю гипофиза (привести примеры). Передний мозг представлен большими полушариями головного мозга, наиболее развитыми у человека. Поверхность больших полушарий образована корой, под которой находится белое вещество. Следует: Дать описание коры и подчеркнуть, что она в филогенетическом отношении является высшим и наиболее молодым отделом центральной нервной системы. Отметить развитие большого количества борозд и извилин, увеличивающих поверхность коры. Перечислить доли каждого полушария: лобная, теменная, затылочная и височная. Назвать зоны коры, определяющие разные функции: двигательная, зона кожно-мышечной чувствительности, зрительная, слуховая, вкусовая, ассоциативная зоны, центры, отвечающие за функцию речи. Указать расположение этих зон в коре больших полушарий. Охарактеризовать функции коры головного мозга: осуществление взаимодействия организма с окружающей средой за счет безусловных и условных рефлексов; контроль над деятельностью внутренних органов; кора является материальной основой психической деятельности человека. Особенности вегетативной нервной системы. Необходимо: указать, что в зависимости от характера иннервации органов а тканей нервную систему делят на соматическую и вегетативную. Соматическая регулирует движения скелетной мускулатуры и обеспечивает чувстви­тельность. Отметить основные функции вегетативной нервной системы: регуляция работы внутренних органов и систем (кровеносной, дыхательной, пищеварительной, выделительной, половой; влияние на обмен веществ: участие в поддержании постоянства внутренней среды организма; обеспечение приспособительных реакций организма). Деятельность вегетативной нервной системы не зависит от воли человека. Подчеркнуть двухнейронное строение вегетативной нервной системы: первый нейрон располагается в отделах центральной нервной системы; тело второго — в вегетативных ганглиях на периферии. Охарактеризовать преганглионарные и постганглионарные волокна. Назвать два отдела вегетативного нервной системы: парасимпатический и симпатический. Центры парасимпатической нервной системы расположены в среднем и продолговатом мозге, а также в крестцовом отделе спинного мозга. Подчеркнуть, что парасимпатическая нервная система оказывает изолированное, непосредственное влияние на функцию того или иного органа. Это объясняется тем, что постганглионарные волокна парасимпатической нервной системы короткие и ганглии расположены вблизи иннервируемого органа или внутри его. Кроме того, медиатор парасимпатической нервной системы (ацетилхолин), нестойкий и быстро разрушается. Показать, какое влияние и на какие органы оказывают парасимпатические волокна блуждающего нерва. Указать, что центральный отдел симпатической нервной системы образует ядра в боковых рогах спинного мозга на уровне грудины и трех верхних поясничных позвонков. Вегетативные ганглии симпатической нервной системы образуют, так называемую, симпатическую цепочку, располагающуюся справа и слева от позвоночного столба. Отметить, что при возбуждении симпатической нервной системы наблюдается одновременное воздействие на функции различных органов. Это связано с тем, что постганглионарные волокна симпатической нервной системы длинные, ее ганглии располагаются вдали от иннервируемого органа. При передаче возбуждения медиаторы симпатической нервной системы (адреналин и норадреналин), поступают в кровь и оказывают влияние на работу внутренних органов. Подчеркнуть противоположное воздействие на функции органов парасимпатической и симпатической нервной системы (привести примеры). ЭНДОКРИННАЯ СИСТЕМА Характеристику системы начать с того, что регулирующее влияние на организм человека оказывает не только нервная, но и эндокринная система, образованная железами внутренней секреции. Перечислить железы облагающие эндокринной функцией (гипофиз, эпифиз, вилочковая железа щитовидная, паращитовидные, надпочечники), а также железы со смешанной эндо- и экзокринной функцией (поджелудочная и половые железы). Объяснить отличия эндокринных желез от экзокринных. Рассказать о гормонах, отметив, что они: 0. образуются в малых количествах, 1. обладают высокой биологической активностью, 2. обладают строгой специфичностью действия, 3. имеют дистантный характер действия. Указать, что по химической природе гормоны подразделяют на следующие группы: 4. пептидные и белковые ( инсулин ), 5. производные аминокислот (тироксин, адреналин и т.д. ), 6. стероидные (кортикостероиды, андрогены, эстрогены). Объяснить влияние гормонов, циркулирующих в крови, на ткани и органы. Рассказать: 7. об органах — мишенях, 8. о взаимодействии гормонов с рецепторами клеток этих органов, 9. об изменениях, происходящих в клетке в результате связывания ее рецептора с гормоном, 10. о влиянии комплекса «рецептор-гормон» на процессы транскрипции и трансляции в клетке. Упомянуть о тканевых гормонах, которые секретируют отдельные эндокринные клетки, расположенные в неэндокринных органах человеческого организма, например, по ходу пищеварительного тракта (гастрин, секретин и т.д.), дыхательных путей и т.д. Разъяснить, что такое гиперфункция и гипофункция эндокринных желез, привести примеры. Гипоталамус Знать, что гипоталамус (отдел промежуточного мозга) является высшим центром, регулирующим работу эндокринных желез. Рассказать, что в гипоталамусе осуществляется взаимодействие нервной и эндокринной систем, поскольку в нем располагаются наряду с собственно нейронами еще и нейросекреторные (нейроэндокринные) клетки. Отметить, что нейросекреторные клетки в гипоталамусе образуют скопления в виде крупноклеточных (супраоптические, паравентрикулярные и др.) и мелкоклеточных (аркуатное, супрахиазматическое и др.) ядер. Охарактеризовать нейросекреторные клетки, укачав, что: 11. они выполняют как секреторную функцию, так и функцию передачи нервного возбуждения; 12. продуктом их секреции являются нейрогормоны; 13. секреция нейрогормонов контролируется типичными нейронами. Перечислить нейрогормоны гипоталамуса (вазопрессин, окситоцин, рилизинг-гормоны). Показать, что: 14. вазопрессин и окситоцин образуются клетками крупноклеточных ядер гипоталамуса; 15. эти гормоны по отросткам нейросекреторных клеток перемещаются в заднюю долю гипофиза (нейрогипофиз) и депонируются в ней; 16. рилизинг-гормоны секретируются в клетках мелкоклеточных ядер гипоталамуса; 17. эти гормоны поступают в капилляры гипоталамо-гипофизарной портальной кровеносной системы и стимулируют (либерины) или тормозят (статины) выработку гормонов в аденогипофизе. Гипоталамус структурно и функционально тесно связан с гипофизом, что позволяет говорить о наличии гипоталамо-гипофизарной системы. Гипофиз Указать, что гипофиз, гипоталамус и эпифиз относятся к центральным эндокринным органам, остальные — к периферическим. Рассказать о функциональном значении гипофиза. Охарактеризовать гипофиз, указав его: 18. местоположение, 19. размер, форму, 20. строение (передняя, средняя и задняя доли). Пояснить, что передняя и средняя доли составляют аденогипофиз (образована эпителиальной тканью), а задняя доля — нейрогипофиз (образована нервной тканью). Более подробно рассказать о клеточном строении передней доли аденогипофиза. Отметить роль хромофобных и хромофильных клеток. Перечислить тропные гормоны, вырабатываемые хромофильными (ацидофильными и базофильными) клетками аденогипофиза: 21. соматотропный гормон (гормон роста) влияет на рост человека (при недостатке иди избытке его в детском возрасте развивается соответственно карликовость или гигантизм). 22. адренокортикотропный гормон регулирует секреторную деятельность коры надпочечников. 23. гонадотропные гормоны влияют на половую систему: . фолликулостимулирующий ускоряет развитие и созревание фолликулов в яичнике и сперматогенез в семенниках, a. лютеинизирующий влияет на формирование и секреторную активность желтого тела яичника, 24. лютеотропный гормон (пролактин) влияет на лактацию молочной железы. 25. тиреотропный гормон регулирует секреторную деятельность щитовидной железы. Остановиться на строении и функции средней доли гипофиза, отметить, что секретируемый ею меланотропный гормон влияет на пигментный обмен в организме. Описать строение задней доли гипофиза, представленной в основном глиальными клетками, кровеносными капиллярами с которыми тесно контактируют спускающиеся сюда отростки нейросекреторных клеток супраоптического и паравентрикулярного ядер гипоталамуса. По этим отросткам поступают в нейрогипофиз гормоны окситоцин и вазопрессин и здесь депонируются. Далее, попадая в кровь, окситоцин воздействует на мышечные клетки матки и миоэпителий молочной железы, которые для него являются органами-мишенями. Вазопрессин же влияет на уровень артериального давления и регулирует процесс обратного всасывания в нефронах почки. Щитовидная железа Изложить сведения о железе, отметив ее местоположение, форму. Касаясь строения железы, показать, что она покрыта соединительно-тканной капсулой, разделена на дольки, состоящие из многочисленных пузырьков (фолликулов). Описать фолликул, образующие его клетки (тиреоциты), полость, заполненную коллоидом, упомянуть об интерфолликулярном эпителии. Рассказать, что фолликулярные тиреоциты поглощают йод из крови и синтезируют йодсодержащие гормоны — тироксин и трийодтиронин. Основной функцией этих гормонов является стимуляция окислительных процессов в клетках, регуляция основного обмена, процессы роста и развития. Также отметить, что в щитовидной железе вырабатывается гормон, не содержащий йод — кальцитонин, влияющий на минеральный обмен (антагонист гормону паращитовидных желез). Упомянуть о гипо- и гиперфункции железы, привести примеры. Паращитовидные железы Характеризуя паращитовидные железы, отметить: - тесную структурную и функциональную связь их со щитовидной железой; - непостоянство их количества; - размещение под общей со щитовидной железой капсулой; - клеточный состав желез; - секрецию гормона, повышающего уровень Са2+ в плазме крови и носящего название — паратгормон; - изменения, происходящие в организме при гиперфункции железы и удалении их. Вилочковая железа В начале изложения необходимо отметить, что вилочковая железа (тимус) выполняет в организме не только эндокринные функции, но является одним из центральных органов кроветворения, центральным органом иммунитета. Рассказать о ее местоположении в организме, строении. Подчеркнуть, что наибольшую массу этот орган имеет у новорожденных и к моменту полового созревания он постепенно атрофируется. Указать, что тимус вырабатывает гормон — тимозин. Надпочечные железы Охарактеризовать надпочечники, как парные органы, расположенные над верхним полюсом почек, покрытые снаружи соединительнотканной капсулой. Рассказать, что в них различают корковое и мозговое вещество. Дать описание коркового вещества, образованного эпителиальной тканью. Выделить в нем слои: 32. клубочковый слой, клетки которого вырабатывают минерало-кортикоидные гормоны (альдостерон и др.), регулирующие водно-солевой обмен в организме; 33. пучковый слой, клетки которого вырабатывают глюкокортикоидные гормоны (кортизол, кортизон, кортикостерон и др.), влияющие на обмен белков, жиров, углеводов; воспалительный процесс и имеющий другие важные функции в организме; 34. сетчатый слой, содержащий клетки, вырабатывающие половые гормоны (андрогены, эстрогены); влияющие на развитие вторичных половых признаков и др. Показать, что мозговое вещество образовано хромаффинными клетками (аналогичными клеткам симпатической нервной системы). Объяснить, какое значение имеют для организма адреналин и норадреналин, вырабатываемые этими клетками. Вспомнить о регулирующем влиянии адренокортикотропного гормона передней доли гипофиза на надпочечники. Объяснить роль гипоталамо-гипофизарной — надпочечниковой системы в развитии общего адаптационного синдрома (по Г.Селье) при действии на организм чрезвычайных (стрессорных) раздражителей. Поджелудочная железа Рассказать, что поджелудочная железа является железой со смешанной экзо- и эндокринной секрецией. Охарактеризовать эндокринную часть железы, представленную островками Лангерганса. Определить их как скопление клеток, различных по своим морфофункциональным свойствам (альфа-, бета-, дельта- клетки), вырабатывающих гормоны (глюкагон, инсулин, соматостатин и др.). Объяснить, как действуют на организм гормоны поджелудочной железы: 35. глюкагон усиливает расщепление гликогена в печени до глюкозы и повышает уровень сахара в крови. 36. инсулин, напротив, снижает уровень сахара в крови, повышая проницаемость клеточных мембран для глюкозы с последующим расщеплением ее в тканях и отложением ее в клетках печени, мышцах в виде гликогена. 37. сомагостанин угнетает перистальтику желудочно-кишечного тракта и желчного пузыря, угнетает секрецию пищеварительных соков и процесс всасывания, тормозит секрецию инсулина. Отметить, что при повреждении эндокринной части поджелудочной железы и, в частности, снижение секреции инсулина приводит к заболеванию сахарным диабетом. Половые железы Охарактеризовать половые железы, как органы, выполняющие генеративные и эндокринные функции. Остановиться на описании эндокринной роли яичников у женщин и семенников у мужчин. Указать, что у мужчин в дольках семенника в соединительной ткани, окружающей петли извитых семенных канальцев, располагаются скопления крупных клеток эпителиальной природы — это клетки Лейдига. Они обладают эндокринной функцией, секретируя мужской половой гормон — тестостерон . Под влиянием этого гормона происходит развитие полового аппарата и половых признаков, созревание сперматозоидов и др. Отметить, что в яичниках женщин происходит рост и созревание фолликулов, содержащих яйцеклетку. Клетки фолликула вырабатывают один из женских половых гормонов — эстроген (фолликулин, эстрадиол), раскрыть его функцию. Второй женский половой гормон — прогестерон — вырабатывается желтым телом яичника, образовавшимся после овуляции на месте лопнувшего фолликула. Упомянуть о его роли в организме. Отметить, что секреция половых гормонов происходит под действием гонадотропных гормонов передней доли гипофиза — фолликулостимулирующего и лютеинизирующего. СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТАЯ СИСТЕМА При характеристике сердечно-сосудистой системы: 0. Выделить основное се назначение — обеспечение процесса кровообращения, то есть постоянной циркуляции крови в системе сердце — сосуды. 1. Показать, что постоянное движение крови по сосудам обеспечивает такие важные функции как транспорт питательных веществ, газов, средств защиты, регуляторных веществ, удаление вредных веществ, обмен тепла и др. 2. Показать, что система кровообращения состоит из сердца и кровеносных сосудов. 3. При характеристике сердца: . отметить его главную роль — создание давления и движения крови в сосудистой системе; a. указать на особенности расположения сердца в грудной полости, дать характеристику его размеров, формы, назвать поверхности; b. рассказать о строении стенки сердца: об ее внутреннем слое эндокарде, среднем — миокарде, наружном — эпикарде; описать проводящую систему сердца и ее функции; отметить расположение сердца, в околосердечной сумке; c. подчеркнуть, что сердце человека четырехкамерное и состоит из двух предсердий и двух желудочков; показать наличие правого и левого предсердно-желудочкового отверстий, описать особенности строения их клапанного аппарата; d. отметить, что правая половина сердца содержит венозную, а левая — артериальную кровь; указать, какие сосуды впадают в сердце, а какие выходят из сердца, какую кровь они несут и как устроен клапанный аппарат около отверстий легочного ствола и аорты; e. дать характеристику цикла сердечной деятельности, отметив особенности каждой из трех его фаз; указать на частоту ритмических сокращений сердца в покое; назвать систолическое давление в каждом желудочке; дать представление о систолическом и минутном объеме сердца. 4. При характеристике кровеносных сосудов: . отметить деление их на 3 типа: артерии, вены и капилляры; a. подчеркнуть, что артерии несут кровь от сердца, а вены к сердцу; отметить общность и особенности строения стенок артерий и иен; b. рассказать о самых тонких и многочисленных сосудах – капиллярах и привести примеры органов, где они отсутствуют; c. описать малый и большой круги кровообращения, связать направление движения крови в них с работой сердца; d. дать характеристику скорости кровотока по сосудам, кровяного давления и пульса, понятиям «гипотония» и «гипертония». 5. При характеристике регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы: . подчеркнуть участие в процессе регуляции нервной и гуморальной систем, направленное на поддержание постоянного уровня кровяного давления; a. отметить рефлекторный характер регуляции и описать схему рефлекторной дуги, включая прессорецепторы стенки дуги аорты и каротидного синуса, афферентное звено, нервные центры продолговатого мозга и эфферентное звено, включающее сосудодвигательные и блуждающий нервы; b. указать на участие в процессе регуляции гормонов я других веществ. Привести примеры. 6. Рассказать о факторах, приводящих к болезням сердечно­сосудистой системы (алкоголизм, курение, гиподинамия, избыточное питание, психические перегрузки и др.). Знать особенности оказания первой помощи при артериальном, венозном и капиллярном кровотечениях. СИСТЕМА ЛИМФООБРАЩЕНИЯ 0. Подчеркнуть, что лимфатическая система является частью сердечнососудистой системы, так как лимфа в итоге вливается в кровяное русло. 1. Обратить внимание на важные функции лимфатической системы: . выведение из тканей воды с растворенными в ней веществами, коллоидных растворов белковых веществ, эмульсий жиров и взвесей, инородных структур (бактерий, продуктов распада клеток и др.), которые не могут всасываться в кровеносные капилляры; a. участие в кроветворении, иммунитете, обмене веществ, защитно-фильтрационных процессах, перераспределении воды между лимфой и кровью; b. транспорт клеток (лимфоциты), ферментов, гормонов. 2. При характеристике строения лимфатической системы отметить: . ее основные структуры — лимфатические капилляры, внутриорганные лимфатические сосуды, лимфатические узлы, лимфатические стволы и протоки; a. особенности строения лимфатических капилляров, указав, что они шире кровеносных, стенка образована эндотелиальными клетками, начальный отдел слепо замкнут. Перечислить органы, где нет лимфатических капилляров. b. четкообразность в строении лимфатических сосудов и наличие в них мышечных манжеток и клапанов; объяснить их значение: указать на фазность ритмических сокращений сосудов (частота 10-20 в 1 мин.) c. расположение форму, размер, число, места скопления, функции лимфатических узлов; отдельно остановиться на строении лимфоузлов: - отметить наличие соединительнотканной капсулы с отходящими от нее перегородками и паренхимы, состоящей из лимфоидной ткани; - рассказать о корковом и мозговом веществе, ретикулярной ткани лимфоузлов; дать характеристику синусов; указать на наличие в лимфоузлах гладкомышечной ткани и ее значение; Назвать лимфатические стволы (поясничные, подключичные, яремные, кишечные и др.), собирающие лимфу из выходящих из лимфоузлов лимфатических сосудов. Дать характеристику грудного и правого лимфатического протоков: - сравнить их размеры; - указать части тела, из которых они собирают лимфу и место впадения каждого протока. d. Рассказать о количестве образующейся в течении суток лимфы, ее физико-химических свойствах, клеточном составе. Обратить внимание на роль пиноцитоза, а также цитоплазмы и мест соединения эндотелиальных клеток лимфатических капилляров в процессах лимфообразования. Отметить важную роль гидростатического давления. e. Указать, что основной движущей силой лимфотока является собственная сократительная активность лимфатических сосудов и узлов. Отметить, что возбуждение симпатической нервной системы ведет к сокращению лимфатических сосудов, а парасимпатической — как к сокращению, так и к расслаблению. Усиливает ток лимфы гормон адреналин, процесс пищеварения, прием воды, частые дыхательные движения, активная перистальтика кишечника. Анатомия и физиология ы ПИЩЕВАРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА Характеризуя пищеварительную систему, следует отметить: 0. Значение питания; 1. Разнообразие питательных веществ; 2. Пищеварение как подготовительный этап обмена веществ, направленный на превращение биополимеров пищи в универсальные мономеры, лишенные видовой специфичности, пригодные к всасыванию и участию в метаболизме; 3. Ведущую роль в переваривании пищи пищеварительных ферментов, обратив внимание на общность механизмов их действия, специфичность и необходимость определенных оптимальных условий. 4. Основные функции пищеварительной системы: секреторная, моторно-эвакуаторная, всасывательная, экскреторная, гормональ­ная, защитная и другие. 5. Строение пищеварительной системы, выделив в ее составе пищеварительный канал и пищеварительные железы. Характеризуя пищеварительный канал отметить: f. общую длину (8-10 м); g. большую внутреннюю площадь (200-300 м2 ); h. наличие отделов: ротовая полость, глотка, пищевод, желудок, тонкий кишечник, толстый кишечник; i. особенности строения отделов канала и их стенок (слизистая, подслизистая, мышечная и адвентициальная или серозная оболочки). Указать на наличие в стенке канала множества мелких пищеварительных желез и их значение. При характеристике крупных пищеварительных желез (парные слюнные железы, печень, поджелудочная железа) отметить: j. их расположение вне стенки пищеварительного канала и наличие у желез специальных протоков, ведущих в просвет пищеварительного канала; k. строение и функции этих желез. Перечислить методы изучения пищеварения и их значение: l. экспериментальные методы акад. И.П.Павлова, позволяющие изучить состав, количество пищеварительных соков, регуляцию их образования. Рассказать о методе наложения фистулы, связанного с выводом протоков желез наружу, и методе создания маленького изолированного желудочка, отражающего деятельность большого желудка. m. перечислить и дать характеристику современных методов исследования пищеварительной системы человека: - зондирование — введение в полость желудочно-кишечного тракта резиновой трубки (зонда) для получения желудочного и кишечного сока; - рентгеноскопия — изучение контуров полостных органов при введении в их полость рентгеноконтрастных веществ (ВаSО4 ); - радиоэлектронные методы, использующие прохождение по желудочно-кишечному тракту «радиопилюли», передающей с помощью радиоволн информацию о его состоянии; - эндоскопия — изучение с помощью оптикоосветительных приборов; - ультразвуковая локация — получение на экране изображения внутренних органов в результате отражения ультразвука; - сканирующая томография — построение на экране компьютера послойного изображения органа. Подчеркнуть безболезненность применяемых методов. Охарактеризовать пищеварение и его регуляцию в различных отделах пищеварительной системы. Пищеварение в ротовой полости Характеризуя ротовую полость, отметить: n. ее разделение на 2 отдела: преддверие и собственно полость рта; o. наличие таких важных органов, как язык зубы и слюнные железы; p. участие языка, зубов и слюнных желез в пищеварении в ротовой полости. Отметить особенности зубной формулы у детей и взрослых людей. Охарактеризовать количество выделяемой слюны, ее химический состав (неорганические и органические вещества) и функции. Показать особенно важную роль в пищеварении и других процессах таких органических веществ слюны как: - лизоцим (бактерицидное действие); - ферменты: амилаза (расщепляет крахмал и гликоген с образованием декстринов, а затем мальтозы и сахарозы), мальтоза (расщепляет мальтозу и сахарозу до моносахаров), нуклеаза (антивирусное действие); - гормоноподобные вещества (регулируют фосфорно-кальциевый обмен костей и зубов, регенерацию эпителия ротовой полости, пищевода, желудка, волокон симпатической нервной системы); - муцины (обеспечивают вязкость и ослизняющие свойства слюны, способствуют проглатыванию пищевого комка); - нормальная микрофлора, угнетающая патогенную; q. регуляцию слюноотделения: подчеркнуть, что слюноотделение — это сложный рефлекторный акт (эксперименты И.П.Павлова); - отметить участие безусловно-рефлекторных (раздражение пищей механо-, хемо- и терморецепторов ротовой полости) и условно-рефлекторных механизмов (раздражение зрительных и обонятельных рецепторов внешним видом, запахом пищи с участием коры больших полушарий головного мозга и гипоталамуса); - раскрыть участие центра слюноотделения продолговатого мозга, симпатических (их раздражение вызывает выделение небольшого количества густой и вязкой слюны) и парасимпатических нервов (обильная секреция жидкой слюны); - отметить влияние на секрецию слюны гормонов гипофиза, поджелудочной и щитовидной желез, половых гормонов, некоторых лекарств, асфиксии; - отметить, что торможение слюноотделения может быть вызвано болевым раздражителем, отрицательными эмоциями. Следует указать, что пища в ротовой полости находится 16-18 сек и в результате сложного рефлекторного акта глотания переводится из ротовой полости в, глотку, затем в пищевод и желудок. Центр глотания связан с другими центрами продолговатого и спинного мозга, поэтому во время глотания тормозится работа дыхательного центра и снижается тонус блуждающего нерва. Это сопровождается временной остановкой дыхания и учащением сердечных сокращений. Пищеварение в желудке Характеризуя пищеварение в желудке, следует: r. отметить емкость желудка (1,5-2,5 л) и время механической и химической обработки пищи (3-10 часов); s. показать, что в глубине пищевого комка, попавшего в желудок, ферменты слюны продолжают пищеварение около 20 минут; t. отметить, что одной из важных функций желудка является секреторная деятельность, осуществляемая желудочными железами, продуцирующими желудочный сок (1,5-2 л в сутки); u. дать характеристику клеточного состава желез, указав на его изменение в зависимости от принадлежности к определенному отделу желудка, что ведет к изменению свойств и состава сока; v. охарактеризовать состав и свойства желудочного сока, обратив внимание на его кислую реакцию (рН=0,8-1,5), обусловленную НСl и разнообразный ферментный состав (пепсин, гастриксин, ренин, химозин, липаза и др.); w. подчеркнуть, что основным ферментативным процессом в полости желудка является начальный гидролиз белков с образованием пептонов, пептидов и небольшого количества аминокислот; x. отметить важную роль НСl в стимуляции секреторной активности желез желудка, превращении пепсиногена в пепсин, антибактериальном действии, переходе пищи из желудка в 12-перстную кишку, стимуляции образования гастроинтестинальных гормонов и др.; y. обратить внимание на важную роль желудочной слизи в активации пищеварения, защите слизистой оболочки от аутолиза, нейтрализации вирусов, всасывании витамина В12 ; z. показать роль нервных и гормональных механизмов в регуляции секреции желудочного сока; отметить фазовый характер процесса секреции, выделив в нем 3 фазы: сложнорефлекторную, желудочную и кишечную. Рассказать о методах изучения секреции желудочных желез, разработанных И.П.Павловым; aa. обратить внимание на рефлекторный механизм перехода пищи из желудка в 12-перстную кишку. Пищеварение в кишечнике Характеризуя пищеварение в кишечнике, следует: bb. отметить, что кишечник является наиболее длинным и дифференцированным на отделы участком пищеварительного тракта; cc. остановиться на роли поджелудочной железы, печени, желчного пузыря, отделов тонкого и толстого кишечника в переваривании веществ; отметить связь протоков поджелудочной железы и печени с 12-перстной кишкой; dd. показать, что пищеварение в тонком кишечнике осуществляется ферментами секретов поджелудочной железы и кишечного сока под влиянием желчи печени; дать характеристику объема, состава и свойств эти секретов; ee. подчеркнуть, что пищеварительный сок тонкого кишечника содержит полный набор ферментов, обеспечивающих гидролиз всех видов питательных веществ до конечных продуктов — мономеров и, что в соке толстого кишечника ферментов значительно меньше; ff. обратить внимание на то, что движение пищевой кашицы происходит в аборальном направлении под действием тонических, маятникообразных и волнообразных движений стенок кишечника; что в толстом кишечнике формируются и путем акта дефекации удаляются каловые массы; gg. отметить защитную роль лимфоидных образований стенки кишечника, входящих в состав иммунной системы организма; hh. отметить важную роль микрофлоры толстой кишки в защите от болезнетворных микробов, инактивации ферментов тонкого кишечника, синтезе витаминов К, Е, В6 , В12 , расщеплении клетчатки и др.; ii. обратить внимание на особенности регуляции секреции пищеварительных соков: - трехфазность секреции поджелудочного сока (сложнорефлекторная, желудочная и кишечная фазы); - непрерывность секреции печенью желчи и рефлекторное усиление ее отделения во время акта еды; - механические и химические воздействия пищи, поджелудочного сока, жирных кислот, стимулирующих выработку тонкой кишкой кишечного сока. Характеризуя всасывательную функцию пищеварительного тракта, следует: jj. дать определение всасывания, как физиологического процесса переноса веществ из желудочно-кишечного тракта во внутреннюю среду организма (кровь, лимфу); kk. отметить, что общее количество всасываемой ежедневно жидкости составляет 8-9 л; ll. отметить незначительное всасывание в ротовой полости; всасывание в желудке воды, алкоголя, небольшого количества солей и моносахаридов; mm. подчеркнуть, что основным отделом всасывания воды, минеральных солей, витаминов и продуктов гидролиза биополимеров пищи является тонкая кишка, но в толстой кишке всасывается основная часть воды (5-7 л) и электролитов; nn. обратить внимание на приспособительные механизмы слизистой оболочки тонкой кишки, обеспечивающие всасывание веществ: складки, ворсинки, микроворсинки эпителиальных клеток, особенности микроциркуляции в кишечных микроворсинках; oo. отметить способы транспорта веществ в кровь и лимфу. Характеризуя профилактику желудочно-кишечных заболеваний, следует: pp. отметить возможность инфекционных заболеваний, связанных с наличием в пище вредных для человека простейших,, бактерий, грибов и продуктов их жизнедеятельности (ботулизм, брюшной тиф, дизентерия, холера, пищевые токсикоинфекции и др.); qq. обратить внимание на то, что глистные заболевания (гельминтозы) могут возникнуть при попадании с пищей в организм человека яиц или личинок гельминтов, сохраняющихся в плохо термически обработанном мясе, рыбе; rr. отметить важную роль мух и тараканов в распространении бактерий, цист вредных простейших и яиц гельминтов; ss. указать на важную роль правил личной гигиены в профилактике болезней зубов, желудочно-кишечных заболеваний; применение прививок; регулярного обследования детей на яйца гельминтов; tt. дать краткую характеристику вредного влияния курения и алкоголя на пищеварение (ослабление аппетита, нарушение сокоотделения, выделения защитной слизи, воспаление слизистой оболочки желудка, образование язв, развитие цирроза печени и др.). ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ Характеризуя обмен веществ, следует: 0. подчеркнуть, что обмен веществ и энергии — это одно из наиболее существенных свойств жизни; 1. дать определение обмена веществ как совокупности физико-химических превращений веществ и энергии в организме человека с момента их поступления из внешней среды и кончая удалением продуктов распада; 2. отметить, что обмен веществ и энергии складывается из двух взаимосвязанных и разнонаправленных процессов ассимиляции и диссимиляции, протекающих в клетках органов и тканей. Обратить внимание на наличие подготовительного периода обмена веществ, связанного с образованием в пищеварительном тракте (клетках) из биополимеров мономеров для последующего их включения в ассимиляцию или диссимиляцию; дать определение ассимиляции и диссимиляции, показав зависимость состояния равновесного или неравновесного их соотношения от возраста, состояния здоровья, выполнения физических нагрузок, умственных и психоэмоциональных нагрузок. Показать роль обмена органических (белки, липиды, углеводы, витамины), минеральных веществ и воды в обеспечении пластических, и энергетических потребностей организма. Характеризуя обмен белков, следует: c. рассказать о строении, функциях, разнообразии, конечных продуктах расщепления белков; уметь объяснить пластическую роль беях» пищи; отметить невозможность образования ими специальных запасных форм; d. подчеркнуть, что мономерами белков являются аминокислоты; объяснить значение и привести примеры заменимых и незаменимых аминокислот; e. показать, что азот усваивается организмом только в составе аминокислот; дать характеристику состояния азотистого равновесия, положительного и отрицательного азотистого баланса (привести примеры); f. отметить энергетическую ценность и суточную дозу белка для человека. Характеризуя обмен углеводов, следует: g. отметить их поступление в организм человека главным образом с растительными продуктами и в небольших количествах в виде гликогена; h. рассказать о строении, функциях углеводов, конечных продуктах их расщепления в процессе пищеварения; i. подчеркнуть, что универсальным моносахаридом углеводов является глюкоза; указать на содержание глюкозы в крови, ее энергетическую ценность, пластические функции; j. рассказать о роли гормонов поджелудочной железы в процессах превращения глюкозы в гликоген и гликогена в глюкозу, о болезни поджелудочной железы — сахарном диабете; k. отметить суточную дозу углеводов для человека. Характеризуя обмен липидов, следует: l. подчеркнуть, что липиды организма человека — это, в основном, нейтральные сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот; m. отметить необходимость поступления с пищей жиров как животного, так и растительного происхождения, объяснить важную роль растительных жиров для человека; n. рассказать о функциях липидов; отметить особенность жиров образовывать специальные запасные формы; перечислить места локализации жировых депо; подчеркнуть важную энергетическую роль жиров; o. привести примеры, объясняющие тесную связь обмена жиров с обменом белков и углеводов; p. кратко остановиться на роли бурого жира. Рассказать об особенностях превращения в организме человека органических веществ. Характеризуя обмен воды и минеральных веществ, следует: q. подчеркнуть, что вода составляет 75% массы тела человека и ее суточная потребность в среднем около 2400 мл; отметить значение воды; r. рассказать, из чего складывается водный баланс в организме и как он поддерживается; обратить внимание на важную особенность — образование эндогенной воды (привести примеры); отметить зависимость потребности организма в воде от характера питания (объяснить на примерах); s. отметить вредное действие на организм недостаточного или избыточного поступления воды; t. подчеркнуть тесную взаимосвязь обмена воды и минеральных веществ; отметить их важную роль в осморегуляции, возбуждении и торможении, сокращении мышц, синоптической передаче, структуризации костей, зубов и др.; u. рассказать о суточной потребности в минеральных веществах, неодинаковом распределении солей в разных органах и тканях; отметить наибольшую потребность человека в NаСl, объяснить причины. Дать характеристику режима питания, суточного пищевого рациона. Объяснить, почему соотношение белков, жиров и углеводов (1:1:4) является наиболее оптимальным и в чем нецелесообразность однообразного питания с большим количеством белков или жиров. Отметить, что несоблюдение режима ведет к болезням, а голодные диеты вредны растущему организму, вредна быстрая еда, еда сухомятку, на ходу, во время чтения и т.д. Дать краткую характеристику обмена веществ, энергии в условиях различной активности человека. Раскрывая этот вопрос, следует, в первую очередь, остановиться на понятии основного обмена. Указать, что основной обмен для взрослого мужчины массой 70 кг равен 1700 ккал/сутки, а для женщины — 1500 ккал/сутки. Отметить, что величина основного обмена определяется методом калориметрии, рассчитывается по уравнениям с учетом пола, возраста, роста и массы тела, от соотношения процессов ассимиляции и диссимиляции. Указать на зависимость энергозатрат организма от особенностей выполняемой работы (особенно физической), после приема пищи, при психоэмоциональном напряжении, понижении или повышении температуры, характера отдыха и т. д. Отметить, что повышение энергозатрат организма сверх основного обмена, называется рабочей прибавкой. Привести примеры энергозатрат при умственном, механизированном и немеханизированном труде. Характеризуя регуляцию обмена веществ и энергии, отметить: v. важную роль нервной и гормональной регуляции, а также систем дыхания, кровообращения, выделения, теплообмена и др.; w. значение нейрогормонального центра регуляции гипоталамуса, где расположены нервные ядра, регулирующие голод, насыщение, теплообмен, осморегуляцию, концентрацию глюкозы; отметить роль эфферентного звена вегетативной нервной системы, нервные окончания которой выделяют вещества медиаторы, оказывающие прямое или опосредованное влияние на метаболизм: привести примеры условно-рефлекторных изменений интенсивности метаболизма; x. эндокринные железы и их гормоны, участвующие в регуляции обмена веществ и энергии; привести примеры болезней человека, связанных с нарушением обмена веществ (микседема, базедова болезнь, сахарный ВИТАМИНЫ При характеристике витаминов отметить важную роль исследований русского ученого Н.И. Лунина, который один из первых в 1880 г. доказал, что жизнь невозможно обеспечить только белками, жирами, углеводами и минеральными веществами. Есть и другие важные вещества. В начале XX века они были названы витаминами. Рассказать о свойствах витаминов: . являются низкомолекулярными органическими соединениями; a. очень непрочные; b. биологическую активность проявляют в малых концентрациях; c. входят в состав небелковой части многих ферментов; d. являются катализаторами разных биохимических реакций. Отметить, что витамины, в основном, поступают в организм с пищей, но некоторые из них могут синтезироваться в организме (привести примеры). Показать, что все витамины делятся на две большие группы: жирорастворимые (А, Д, Е, К) и водорастворимые (В, В3, В2 , В6 , В12 , С, РР). Рассказать о суточной потребности для взрослого человека, основных источниках и физиологической роли витаминов. Отметить, что длительное голодание, недостаточное поступление витаминов с пищей, употребление в пищу продуктов после длительного хранения, неправильной переработки, нарушения работы пищеварительной системы могут привести к недостаточному поступлению витаминов в организм и развитию гиповитаминоза. Полное прекращение поступления витаминов — к более серьезным изменениям — авитаминозу определенного витамина, избыточное поступление витаминов — к гипервитаминозу . Привести примеры болезней человека, связанных с авитаминозами жиро- и водорастворимых витаминов. План а «Анатомия – Физиология пищеварения» Анатомия органа пищеварения. Физиология органа пищеварения. Патологические анатомические изменения органа пищеварения. Заболевания органа пищеварения. Рекомендовать фармакологические лекарственные средства, лекарственные травы, БАПД. Профилактика. ДЫХАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА При характеристике дыхательной системы необходимо: 0. Подчеркнуть ее главное значение — обеспечение процесса дыхания. Отметить важность защитной (согревание атмосферного воздуха, увлажнение и очищение вдыхаемого воздуха, рефлекторное замедление дыхания, защитные рефлексы в виде кашля и чихания) и выделительной функции (удаление летучих метаболитов, СО2 , аммиака, ацетона, воды, продуктов обмена дыхательной системы). 1. Дать определение дыхания как совокупности процессов, обеспечивающих поступление во внутреннюю среду организма кислорода его использование для окисления в клетках органических веществ и удаление из организма углекислого газа. 2. Отметить, что функция дыхания обеспечивается внешним и внутренним дыханием, а также системой кровообращения, осуществляющей транспорт газов. 3. Рассказать о строении дыхательной системы, выделив в ее составе воздухоносные пути и респираторную зону, представленную альвеолами легких, где непосредственно осуществляется газообмен. При характеристике воздухоносных путей отметить: . их главную функцию — доставку воздуха в респираторную зону; a. входящие в их состав органы (носовая полость, носоглотка, гортань, трахея, ветвление бронхов до дыхательных бронхиол легких, где начинает осуществляться газообмен) и рассказать об особенностях их строения; b. на связь носовой полости с околоносовыми пазухами; назвать пазухи и привести примеры некоторых связанных с ними болезней; c. роль голосовых связок гортани в формировании звуков. При характеристике легких: d. указать на их местоположение, границы и парность органа; e. описать форму, назвать поверхности, строение корня, особенности разделения каждого легкого на доли, сегменты и дольки; рассказать о структурно-функциональной единице легких — ацинусе; f. подчеркнуть, что легкие являются частью воздухоносных путей и главным органом для внешнего дыхания; отметить большую дыхательную поверхность легких (около 100 м2 ); g. рассказать о наружной соединительнотканной оболочке легких плевре, ее листках и плевральной полости; указать на роль небольшого количества жидкости и отрицательного давления в плевральной полости; назвать органы средостения. 4. Рассказывая о дыхании, следует: . указать на сложность и трехфазность процесса (внешнее дыхание, транспорт газов кровью, внутреннее дыхание); a. раскрывая механизмы внешнего дыхания: - рассказать о ритмических движениях грудной клетки (вдох и выдох), обеспечивающих вентиляцию воздуха в легких и поддержание постоянства его состава; назвать число дыхательных движений в минуту в состоянии покоя; - раскрыть роль дыхательного центра продолговатого мозга и дыхательных мышц в регуляции вдоха и выдоха; перечислить основные и вспомогательные мышцы; - обратить внимание на особенности процентного состава кислорода и углекислого газа в альвеолярном воздухе и крови легочных капилляров при дыхании; раскрыть механизмы законов диффузии при переходе газов из легких в кровь и наоборот; - дать общее понятие о сурфактанте альвеолярного эпителия и его важной роли в дыхании; b. дать понятие об общей емкости легких (4200-6000 мл) жизненной емкости легких (3300-4800 мл), остаточном воздухе (1200 мл); раскрыть, из каких объемов складывается жизненная емкость легких и каким прибором она измеряется; c. раскрывая механизмы транспорта газов кровью, подчеркнуть, что перенос кислорода кровью к тканям осуществляется в составе оксигемоглобина (соединения О2 с гемоглобином эритроцитов); транспорт СО2 от тканей к легким осуществляется, в основном, в химически связанном состоянии (в виде бикарбонатов и карбаминогемоглобина — соединение СО2 с гемоглобином эритроцитов) и в свободном состоянии (менее 10%); d. раскрывая механизм обмена газов между кровью и тканями, отметить, что он осуществляется на основе концентрационного градиента этих газов между кровью капилляров и интерстициальной жидкостью; назвать показатели напряжения СО2 и О2 в крови и отметить более быструю диффузию СО2 в кровь (примерно в 20 раз) по равнению с О2 . 5. Раскрывая вопрос о регуляции дыхания, отметить: . главную роль регуляции дыхания в обеспечении оптимального газового состава, внутренней среды организма; a. решающее значение в этом процессе нервной системы, работающей на основе рефлекторных реакций, возникающей при возбуждении рецепторов легких, хеморецепторов дуги аорты, разветвления сонных артерий, продолговатого мозга, терморецепторов кожи, болевых рецепторов и др.; b. роль центральных отделов нервной системы (продолговатый мозг, кора больших полушарий головного мозга, спинной мозг) в регуляции дыхания; привести примеры экспериментов, доказывающих их участие в этом процессе; объяснить механизмы автоматизма и произвольности управления дыханием; c. взаимодополняющую роль центральных и периферических рецепторов в регуляции дыхания (раскрыть на примерах): d. доказательства важной роли блуждающего нерва в регуляции дыхания. 6. Рассказать об особенностях дыхания в особых условиях: при повышенном атмосферном давлении (например, в кессоне) или пониженном атмосферном давлении (например, в верхних слоях атмосферы). 7. Привести примеры некоторых болезней органов дыхания (грипп, ангина, туберкулез, дифтерия и др.). Рассказать о причинах их возникновения и мерах предупреждения. Остановиться на вредной роли курения, вредных выбросов промышленных предприятий, МОЧЕВЫДЕЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА При характеристике мочевыделительной системы: 0. Дать определение выделения — это процесс выведения из организма конечных и промежуточных продуктов метаболизма, чужеродных и излишних веществ для обеспечения оптимального состава внутренней среды и нормальной жизнедеятельности организма. 1. Отметить, что функция выделения осуществляется не только органами мочевыделительной системы, но и желудочно-кишечным трактом, легкими, кожей, слизистыми оболочками, слюнными железами. 2. Перечислить органы мочевыделительной системы: почки, мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал. 3. Подчеркнуть, что главным и полифункциональным органом мочевыделительной системы являются почки. Рассказать о функциях почек: . экскреторная — выделение из организма с помощью процессов мочеобразования метаболитов, экзогенных веществ, избытка воды и др.; a. метаболическая — в почках синтезируется глюкоза, фосфолипиды, простагландины и др.; b. защитная — образование регуляторов свертывания крови (урокиназа, тромбопластин и др.); c. регуляция водно-солевого обмена; d. гормональная (синтез ренина, кальцитриола, зритропоэтина). 4. При характеристике строения почек отметить, что эта парный орган; охарактеризовать локализацию, форму, поверхность, цвет, полюса и края почек; указать на наличие в области медиального края ворот ночек, через которые проходят почечная артерия, вена, нервы, лимфатические сосуды, мочеточник; к верхнему полюсу почек прилежат надпочечники. Рассказать о микроскопическом строении почек: . отметить наличие плотной, гладкой, легко отделяемой фиброзной капсулы; a. указать на вдающуюся в вещество почки почечную пазуху, в которой расположены почечная лоханка и почечные чашечки; описать особенности расположения и строения коркового и мозгового вещества почки, образующего стенки пазухи; отметить интенсивность кровоснабжения почек; b. дать характеристику основной структурно-функциональной единицы почки — нефрона: - обозначить число нефронов (более 1 млн.) и их эпителиальную трубчатую структуру; - раскрыть особенности отделов нефрона: капсулы Шумлянского-Боумена, главного (проксимального) отдела, петли Генле, дистального отдела и собирательной трубки; подчеркнуть тесную связь внутреннего листка капсулы Шумлянского со стенками сосудистого клубочка (имеет 50 капиллярных петель), где формируется трехслойный юг/бочковый фильтр: эндотелий капилляров, базальная мембрана и слой отростчатых клеток подоцитов, обратить внимание на значение разного диаметра приносящей и выносящей артериолы клубочков; - отметить количество, особенности локализации и строения трех типов нефронов — суперфициальные (20%) интракортикальные (70%), юкстамедуллярные (10%); объяснить понятие периодичности функционирования нефронов. 5. Раскрывая механизмы мочеобразования, разобрать три основных фазы процесса: - клубочковую фильтрацию из плазмы крови воды и низкомолекулярных веществ с образованием первичной мочи; отметить ее количество и состав; - канальцевую дифференциальную реабсорбцию воды и необходимых для организма веществ (аминокислоты, витамины, соли, глюкоза) из первичной мочи; - канальцевую секрецию ионов, органических кислот, чужеродных веществ (антибиотики, рентгеноконтрастные препараты). Дать понятие суточного диуреза, состава и свойств конечной мочи. Отметить высокую степень энергопотребления при мочеобразовании. Показать участие нервных и гуморальных механизмов в процессе образования мочи: - влияние преимущественно симпатического отдела нервной системы - участие внутрипочечных гуморальных регуляторов (ренин, ангиотензин и др.), повышающих тонус сосудов; - воздействие гормона вазопрессина гипоталамуса на процесс реабсорбции; - стимулирующее влияние соматотропина, тироксина и андрогенов на канальцевую секрецию. 6. Характеризуя мочевыводящие органы, отметить: . последовательность их расположения по отношению к почкам; a. расположение, длину, части (брюшная и тазовая), особенности строения оболочек стенки мочеточника; b. расположение, емкость, части и особенности строения стенки мочевого пузыря; раскрыть рефлекторный механизм его опорожнения; c. особенности длины, формы, строения и функций мочеиспускательного канала у мужчин и женщин. 7. Дать краткую характеристику болезней органов мочевыделительной системы (нисходящие и восходящие инфекции, большая чувствительность к ядам и некоторым лекарствам, развитие мочекаменной болезни при нарушении обмена веществ, воспаление почек — нефрит и др.). Привести примеры гигиенических мероприятий, направленных на предупреждение болезней мочевыделительной системы. ВЫСШАЯ НЕРВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ При характеристике высшей нервной деятельности: 0. Подчеркнуть, что головной мозг является материальным субстратом высшей нервной деятельности (поведения). 1. Показать роль И.М.Сеченова и И.П.Павлова в создании учения о высшей нервной деятельности. Отметить приоритет русского ученого, И.М.Сеченова, впервые показавшего, что поведение и психическая деятельность человека основаны на трехзвеньевом рефлекторном принципе работы нервной системы. Дать характеристику каждого звена. Подчеркнуть роль И.П.Павлова как продолжателя работ И.М.Сеченова и основоположника общей теории поведения, создавшего, учение о безусловных и условных рефлексах. 2. Характеризуя безусловные рефлексы, отметить, что они индивидуальные и видовые, генетически закрепленные, осуществляются с участием центральной нервной системы как стереотипные реакции на внешние и внутренние раздражители. Сохраняются они всю жизнь. Привести примеры безусловных рефлексов: пищевые, оборонительные, половые, ориентировочные (индивидуальные) и видовые (половой, родительский, территориальный, иерархический). Для их осуществления необязательно участие коры больших полушарий головного мозга, так как рефлекторные дуги проходят через ствол головного мозга или спинной мозг. Их биологическая роль — сохранение целостности организма, поддержание постоянства внутренней среды, обеспечение размножения. 3. Характеризуя условные рефлексы, отметить, что это индивидуально приобретенные в процессе жизни или специального обучения системные приспособительные реакции, возникающие на основе образования временной связи между условным (сигнальным) раздражителем и безусловно рефлекторным актом. Рефлекторные дуги условных рефлексов проходят через кору больших полушарий головного мозга. Привести примеры выработки условных рефлексов в лаборатории И.П.Павлова в экспериментах на собаках. Отметить особенности условных рефлексов, условия для их образования, роль коркового возбуждения и торможения. Показать, что если возбуждение участвует в образовании и осуществлении условного рефлекса (включает 2 стадии — генерализацию и специализацию), то торможение более гибко и тонко приспосабливает организм к окружающей среде. Торможение — активный нервный процесс, результатом которого является ослабление или подавление процесса возбуждения. Дать характеристику 2 типов торможения: . врожденное (безусловное, внешнее) — возникающее как постороннее для данной условной реакции (привести примеры); a. приобретенное индивидуально (условное, внутреннее). Отметить виды внутреннего торможения (угасательное, дифференцировочное, запаздывательное, условный тормоз) и привести примеры. 4. Отметить особенности высшей нервной деятельности: обучение, память, эмоции, речь и мышление, бодрствование и сон, сознание. Подчеркнуть отличие человека от животных наличием сознания, отвлеченного мышления и речи. Обучение и память — это две стороны одного процесса. Память — способность длительное время хранить информацию о событиях окружающего мира и реакциях организма, выводить эту информацию в область сознания и поведения. Память характеризуется запоминанием, сохранением, извлечением и воспроизведением информации. Отметить 3 типа памяти человека: . Иконическая память — с помощью органов чувств удерживает точную и полную картину, то есть образ предмета. Длительность хранения 0,1-0,5 сек., емкость 3-5 элементов. a. Кратковременная память — дает частичное отображение. Длительность хранения 5-60 сек., емкость 7±2 сек. b. Долговременная память — удерживает огромный объем информации более 1 мин. Это основное звено в организации целенаправленного поведения. Отметить, что накопление и хранение информации в памяти обеспечивается электрическими и химическими процессами в мозге. Нервная цепь, обеспечивая циркуляцию возбуждения, вызванного раздражителем, сохраняет специфическую активность после его выключения. Физиологической основой памяти являются следовые процессы (свойство нервной системы) после предыдущих раздражений. В процессе обучения в корковых нейронах увеличивается число рецепторов к ацетилхолину. Серотонин и норадреналин ускоряют обучение. При поражении лобной и височной доли страдает память в целом. Эмоции это реакции организма на раздражители среды, направленные на усиление или ослабление состояний, вызванных этими раздражителями. Важную роль в обеспечении эмоций играет лимбическая система мозга (включает древнюю и старую кору, ряд подкорковых структур), а также ретикулярная формация. Эмоции «запускаются» мозгом, а реализуются вегетативной нервной системой. Высшие центры эмоции находятся в коре головного мозга (височная и лобная доли). Привести примеры положительных и отрицательных эмоций. Речь и мышление. Отметить разработанную И.П.Павловым теорию о первой и второй сигнальных системах. Первая анализирует сигналы, идущие от рецепторов, связанных с внешней средой. Вторая — получает информацию, поступающую к человеку в виде символов (слово, знак, формула, изображение к др.). Слово — это символ конкретного предмета или явления окружающей среды. Слово — это «сигнал сигналов», посредством которого осуществляется общение и абстракция, характеризующие по И.П. Павлову «специально человеческое высшее мышление». Показать наличие 3-х важнейших для речевой функции чувствительных поля коры — зрительное, слуховое, соматосенсорное. Отметить, что корковые отделы левого полушария мозга играют специфическую роль в восприятии, запоминании и воспроизведении речевого материала. Передние зоны важны для осуществления выразительной речи, а задние — для восприятия смысла речи. Обратить внимание на открытие гена. отвечающего за формирование навыков речи. Отметить, что человек учится говорить до 6 лет. Мышление — процесс познавательной деятельности, характеризующийся обобщенным и опосредованным отражением внешнего мира и внутренних пережиганий. Выделить 3 фазы развития мышления у человека: 1 фаза — заключается в выполнении организованной последовательности действий, составляющих определенную форму поведения (ходьба, еда, речь и др.). Формируется до 2-7 лет. Ребенок способен лишь предсказывать результат действия: например, он знает, что случиться, если бросить чашку со стола на пол и др. 2 фаза — способность к логическому рассуждению с использованием конкретных понятий (7-10) лет. Активируются корково-корковые ассоциативные связи. 3 фаза — способность к абстракциям, к оценке гипотез (11-15 лет). В этот период завершается формирование связей лобного отдела коры с другими отделами мозга. Сон — специфическое состояние мозга и организма в целом, характеризующееся существенной обездвиженностью, почти полным отсутствием реакций на внешние раздражители, фазами электрической активности мозга и специфическими соматовегетативными реакциями. За ночь человек реализует 4-6 полных циклов сна. Первый цикл содержит всего 10 мин. глубокого сна, затем от цикла к циклу его длительность постепенно нарастает, достигая суммарно 1,5-2 часов. Циклы состоят из двух фаз — медленного и быстрого сна: c. медленный сон сопровождается более редким дыханием, пульсом, расслаблением мышц, снижением температуры, метаболизма. Наступает сразу после засыпания. Длится 1-1,5 часа. d. быстрый (парадоксальный) сон связан с фазой сновидений. При этом активируется деятельность внутренних органов, учащается пульс, сердцебиение, дыхание, повышается давление крови, температура, сокращаются мышцы разных групп, двигаются глазные яблоки. Продолжается 10-15 мин. Отметить причины сна: e. приспособленность к смене дня и ночи, в основе которой лежат циркадные ритмы; f. усталость в течение дня; g. условные рефлексы, связанные с засыпанием. Указать на причины нарушения сна: отсутствие физического утомления (гиподинамия), нарушение нормального суточного ритма, перегрузка информацией и др. Рассказать о гигиене сна. В среднем, человеку необходимо 8 часов сна. С возрастом продолжительность сна уменьшается. Сознание — это способность адекватного отражения действительности и возможность регуляции отношений между личностью и окружающей средой. Это возможность передать собственное знание другим людям посредством речи, научных и художественных произведений, технических устройств и др. Сознание основывается на коммуникации людей. Отметить, что на базе биологических и социальных потребностей человека создаются: h. подсознание (автоматизированные навыки и нормы поведения); i. самосознание (диалог с самим собой); j. сознание (знание, которое может быть передано другим); k. сверхсознание (творческая интуиция). Для обеспечения сознательного восприятия необходимо: l. активное участие чувствительных зон коры; m. приток в кору активизирующих воздействий из ретикулярной формации ствола мозга; n. активность лимбической системы мозга, в которую параллельно поступают сигналы от органов чувств, и ее связь с центром регуляции гормональной системы — гипоталамусом. 5. При характеристике нарушений высшей нервной деятельности и их профилактики: . отметить причины нарушения высшей нервной деятельности (недостаточное питание, нерегулярный отдых, болезни, гиподинамия, умственное и эмоциональное перенапряжение, конфликтные ситуации) и их предупреждение; a. особое внимание обратить на вредное влияние на нервную систему 0 поведение алкоголя, когда в первую очередь страдают нервные клетки коры больших полушарий головного мозга. Охарактеризовать 3 стадии хронического отравления алкоголем. Подчеркнуть, что алкоголизм часто является причиной различных преступлений и борьба с алкоголизмом — проблема социальная и медицинская. ОРГАНЫ ЧУВСТВ При характеристике органов чувств, следует: 0. Подчеркнуть, что информацию о внешней и внутренней среде организм человека получает с помощью сенсорных систем (анализаторов). 1. Дать определение анализатора как специализированной части нервной системы и включающей 3 отдела: периферический отдел — рецептор (орган чувств), проводниковый отдел — отходящие от рецептора нервы (афферентные проводящие пути) и центральный отдел — клетки ядер центральной нервной системы (сенсорные центры, проекционные зоны, корковое представительство анализаторов по И.П.Павлову). 2. Показать, что в органах чувств происходит преобразование энергии раздражителя в нервный сигнал (рецепция), который по проводящим путям достигает нервного центра, где происходит анализ свойств, идентификация и классификация сигнала, а затем принимается соответствующая ответная реакция организма (двигательная, вегетативная). 3. Отметить, что богатство восприятия окружающего мира обеспечивается работой многих анализаторов: зрительного, слухового, вестибулярного, обонятельного, вкусового, кожного и др. Органы чувств являются периферическими отделами анализаторов и некоторые из них (зрение и слух) имеют дорецептивное звено, обеспечивающее эффективную передачу внешнего раздражителя на рецептор. Например, оптическая система глаза, наружное и среднее ухо. Зрительный анализатор. Характеризуя зрительный анализатор, отметить: d. определение зрительного анализатора как совокупности защитных, оптических, рецепторных и нервных структур, воспринимающих и анализирующих световые раздражители; три отдела анализатора (периферический, проводниковый и центральный); подчеркнуть особенно большое значение среди факторов внешней среды зрительных раздражителей, которые дают более 80% информации о внешнем мире; e. периферический отдел зрительного анализатора глаз, состоящий из вспомогательного аппарата и глазного яблока. Вспомогательный аппарат включает защитные приспособления (брови, ресницы, веки), слезный (слезная железа, слезовыводящие пути) и двигательный аппарат (прямые и косые мышцы, связывающие сухожильное кольцо вокруг глазодвигательного нерва с глазным яблоком); раскрыть особенности функций вспомогательных структур глаза; f. форму, расположение, оболочки (наружная, средняя и внутренняя) глазного яблока. Наружная (волокнистая) оболочка в заднем отделе имеет капсулу белого цвета (белочная оболочка, склера) и выполняет защитную функцию. Ее передний отдел — прозрачная роговица. В передней части глазного яблока, покрывая склеру, вплоть до роговицы, расположена прозрачная слизистая оболочка — конъюнктива, переходящая на внутреннюю поверхность век. Отметить, что роговина не содержит сосудов, но хорошо иннервирована. Средняя оболочка богата кровеносными сосудами и называется сосудистой, имеет три части: переднюю — радужку, среднюю — ресничное тело и заднюю — собственно сосудистую оболочку. Подчеркнуть наличие в радужке специальных глазных мышц и центрально расположенного отверстия (зрачок). Отметить, что главная функция зрачка состоит в регуляции потока света, поступающего не только в глаз, но в первую очередь, на центральную часть хрусталика, где наиболее точная фокусировка. Ресничное тело содержит ресничную мышцу, которая через специальную связку соединяется с хрусталиком. Отметить расположение и значение хрусталика в аккомодации глаза. Показать наличие роговицей и радужкой передней камеры глаза, а между радужкой и хрусталиком — задней камеры. Они заполнены прозрачной жидкостью и сообщаются между собой через зрачок. Отметить, что повышение внутриглазного давления может привести к нарушению зрения и развитию болезни глаукомы. Задняя часть сосудистой оболочки содержит большое количество пигмента, поглощающего свет. Позади хрусталика находится прозрачная желеобразная масса — стекловидное тело. Внутренняя оболочка называется сетчаткой. Она выполняет светочувствительную функцию, обеспечивая первичный анализ изображения. Отметить наличие в сетчатое фоторецепторов палочек и колбочек и нескольких слоев нейронов (биполярные, горизонтальные, амакриновые, ганглиозные). Подчеркнуть, что фоторецепторы повернуты от пучка падающего света и их концы расположены между отростками пигментного эпителия внешнего несветочувствительного слоя сетчатки. Эти клетки участвуют в метаболизме фоторецепторов и синтезе их зрительных пигментов. Показать особенности строения и функции палочек и колбочек, отметить, что в глазу на 6 млн. колбочек приходится 120 млн. палочек и что в области центральной ямки желтого пятна сетчатки (зона максимальной остроты зрения) находятся только колбочки. Ближе к носу на сетчатке расположено слепое пятно — место выхода зрительного нерва. Подчеркнуть наличие в палочках зрительного пигмента — родопсина, а в колбочках — иодопсина. хлоролаба и эритлаба. Палочки отвечают за сумеречное зрение, а колбочки — за цветное зрение. Палочек больше на периферии сетчатки; g. рассказывая о физиологии зрения, отметить: - восприятие глазом лишь электромагнитных волн длиной 400-700 нм; - главную роль роговицы и хрусталика как светопреломляющего аппарата глаза, фокусирующего изображение предмета на сетчатку; прежде чем попасть на фоторецепторы свет проходит многонейронную часть сетчатки; - первичный процесс зрительной рецепции — фотохимические реакции: под действием квантов света родопсин распадается на опсин и витамин А, а иодопсин — на опсин и ретиналь; - особенности спектра поглощения родопсином (500 нм тремя пигментами колбочек (425, 435, 570 нм); создание Гельмгольцем трехкомпонентной теории восприятия света; - возникновение в фоторецепторах в ответ на действие света процесса возбуждения, протекающего по типу гиперполяризации мембраны; - зависимость амплитуды рецепторного зрительного потенциала от интенсивности и длины волны света; - тормозную роль горизонтальных и амакриловых клеток, ограничивающих распространение зрительного возбуждения внутри сетчатки; - афферентное звено зрительного анализатора, представленное, в основном, зрительным нервом и зрительным трактом, образовавшимся после частичного перекреста волокон зрительного нерва в области основания черепа; - первичные зрительные центры (ядра верхних бугров четверохолмия, таламуса, гипоталамуса) и корковое представительство зрительного анализатора в затылочной доле больших полушарии головного мозга, где осуществляется окончательный анализ изображения; h. причины нарушения зрения (нарушение аккомодации), оказание первой помощи при повреждении глаз, соблюдение гигиены зрении (оптимальное расположение текста от глаз — 30-35 см, тренировка зрения, использование при необходимости защитных очков, предупреждение авитаминоза А, воспаление слизистой оболочки век и др.). Слуховой и вестибулярный анализатор. Характеризуя слуховой и вестибулярный анализатор, отметить: i. определение слухового анализатора как совокупности механических, рецепторных и нервных структур, воспринимающих и анализирующих звуковые колебания; j. необходимость слуха для ориентирования и общения между людьми; способность различать звук от 20 до 20000 Гц; k. наличие трех отделов анализатора и особенности их строения. Периферический отдел (орган слуха) состоит из наружного, среднего и внутреннего уха. При характеристике наружного уха отметить: - строение и функции ушной раковины и наружного слухового прохода; - расположение, форму, площадь (60-70 мм2 ), строение и значение барабанной перепонки. При характеристике среднего уха отметить: - его расположение внутри пирамиды височной кости; - связь барабанной полости уха (объем 0,75 см3 ) посредством евстахиевой трубы (длина 3-4 см) с носоглоткой; значение этой связи; - наличие в полости слуховых косточек (молоточек, наковальня, стремечко), последовательность их расположения, роль в передаче звуковых колебаний; - шесть стенок барабанной полости, указав на наличие на внутренней стенке двух отверстий — овального, закрытого основанием стремечка и круглого, затянутого вторичной барабанной перепонкой; окна граничат с преддверием; - наличие на задней стенке отверстия, ведущего в сосцевидную пещеру; - наличие в значение двух мышц: мышцы, натягивающей барабанную перепонку и прикрепленной к молоточку, и мышцы, прикрепленной к стремечку. При характеристике внутреннего уха отметить: - его расположение; - сложно устроенный костный лабиринт, внутри которого расположен перепончатый лабиринт, в основном, повторяющий очертания костного; - внутри перепончатого лабиринта прозрачную жидкость — эндолимфу, а между стенками костного и перепончатого лабиринтов перилимфу; - три отдела костного лабиринта: преддверие, улитка и полукружные каналы; - расположение преддверия в средней части лабиринта и его связь с полукружными каналами, а спереди с каналами улитки; - две части преддверия перепончатого лабиринта — маточку и мешочек сообщение маточки пятью отверстиями с полукружными каналами, а мешочка — с перепончатым каналом улитки; - три дугообразно изогнутых полукружных канала, имеющих расширения (ампулы) и расположенных в трех взаимоперпендикулярных плоскостях; - улитку в виде спирального костного канала в 2,5 оборота, внутри которого в виде треугольника проходит перепончатый канал; две его стенки, образованные базилярной и вестибулярной мембранами, отделяющими эндолимфу канала от перилимфы барабанной и вестибулярной лестницы; - расположение на базилярной основной мембране спирального (кортиева) органа, являющегося рецепторным аппаратом органа слуха; - особенности строения спирального органа (рецепторные волосковые клетки, опорные клетки, покровная мембрана); l. характеризуя механизмы восприятия звука, отметить: - улавливание звуковых волн ушной раковиной и их направление в наружный слуховой проход на барабанную перепонку; - передачу звуковых колебаний барабанной перепонкой через цепь слуховых косточек на перилимфу вестибулярной лестницы преддверия и через отверстие на куполе улитки на перилимфу барабанной лестницы; - роль вторичной барабанной перепонки круглого окна; - вовлечение в колебательный процесс эндолимфы канала улитки и спирального органа, что приводит к касанию волосковых клеток и покровной пластинки; генерируется рецепторный потенциал — возбуждение; m. афферентное звено слухового анализатора, представленное цепью нейронов: слуховой нерв, нейрон продолговатого мозга, нейрон четверохолмия среднего мозга и нейрон височных долей коры больших полушарий головного мозга (сенсорный центр), где нервные импульсы декодируются в слуховые ощущения; n. характеризуя физиологию вестибулярного аппарата, отметить: - главную функцию вестибулярного аппарата — восприятие движения тела и положения головы в пространстве; - расположение в полости маточки и мешочка в двух плоскостях пятнышек, содержащих рецепторные волосковые клетки с примыкающими к волоскам камешками — отолитами; в ампулах полукружных каналов волосковые клетки связаны с желатинообразной структурой купулой, вдающейся в эндолимфу и имеющей вид гребешков; - возникновение возбуждения в рецепторных клетках пятен в результате изменения давления на них отолитов при наклоне или движении головы; раздражение рецепторных клеток гребешков происходит передвижением эндолимфы в полукружных каналах в одной из трех плоскостей; - восприятие рецепторами преддверия линейных ускорений, а полукружных каналов — угловых; - афферентное звено вестибулярного анализатора, представлено вестибуляторным первом; расположение нервных центров в продолговатом мозге, мозжечке, ретикулярной формации, таламусе и гипоталамусе и в задней постцентральной извилине коры больших полушарий головного мозга; - осуществление ориентации человека в пространстве не только при участии органа равновесия, но и при помощи зрения, проприоцептивной и тактильной чувствительности. Обратить внимание на причины ослабления слуха, значение в нарушении слуха болезней, сильных звуков и шумов. Отметить роль тренировок в снижении возбудимости вестибулярного аппарата. Характеризуя обонятельный анализатор, отметить: o. значение анализатора в осуществлении восприятия и анализа химических раздражителей, находящихся во внешней среде и действующих на органы обоняния; p. обоняние как восприятие органами обоняния определенных свойств (запахов) различных веществ; различие запахов, связанное со структурой пахучих молекул или плотностью заряда на них; q. три отдела обонятельного анализатора: периферический, проводниковый и центральный; r. расположение периферического отдела, представленного обонятельными рецепторными клетками (около 10 млн.) и окружающими их опорными и базальными клетками, в эпителии слизистой оболочки верхней носовой раковины; строение обонятельных клеток и возникновение в них возбуждения при контакте обонятельных ресничек с молекулами пахучих веществ; s. афферентное звено анализатора — обонятельный нерв; нервный центр — обонятельная луковица на нижней поверхности правой и левой лобных долей коры головного мозга, где осуществляется предварительная обработка информации; обонятельные тракты, ведущие в корковое представительство — нижнюю поверхность височной доли. Вкусовой анализатор. Характеризуя вкусовой анализатор, отметить: t. значение анализатора в осуществлении анализа действующих на органы вкуса химических раздражителей; u. три отдела анализатора; v. концентрацию рецепторных клеток в составе вкусовых почек (их около 2000), расположенных, в основном, в составе эпителия сосочков языка w. особенности строения вкусовой почки: имеет форму луковицы, а на ее вершине отверстие — вкусовая пора, в просвет которой обращены микроворсинки 10-15 вкусовых клеток, вступающих в контакт с различными пищевыми веществами; при контакте химическое раздражение трансформируется в нервный импульс; «первичными» вкусовыми ощущениями являются: сладкое (кончик языка), кислое (средняя часть языка), соленое (корень языка), соленое и кислое (край языка); x. афферентное звено, представленное нервными волокнами в составе лицевого и языкоглоточного нервов; ядра продолговатого мозга и таламуса, где осуществляется предварительная обработка информации; корковое представительство в нижней часта постцентральной извилины. Кожный анализатор Характеризуя кожный анализатор, отметить: y. важное значение кожи как одного из главных органов чувств, где расположен периферический отдел анализатора; z. присутствие в коже многочисленных и разнообразных рецепторов, воспринимающих чувство давление и прикосновения (тактильное чувство), чувство холода, тепла, болевое чувство; чувствительность отдельных областей кожи к свету; в среднем, на 1 см2 кожи приходится 100-200 болевых, 12-15 холодовых, 1-2 тепловых и около 25 тактильных рецепторов; aa. особенности распределения, строения и функции рецепторов кожи: - самые распространенные рецепторы, воспринимающие боль (ноцицепторы), имеют вид свободных нервных окончаний, преобладают в паховой и подмышечной зоне; лежат в глубоких слоях эпидермиса и в сосочковом слое кожи; - тактильные рецепторы: тельца Мейснера и Меркеля покрыты соединительнотканной капсулой; тельца Пачини воспринимают давление и вибрацию; нервные окончания волосяных фолликулов; - холодовые рецепторы (колбы Краузе) и тепловые (тельца Руффини); bb. афферентное звено кожного анализатора представлено нервными волокнами спинномозговых нервов и тройничного нерва; центральные отделы, главным образом, в таламусе, а корковое представительство проецируется в постцентральную извилину. Обратить внимание на проприоцептивную и интероцептивную чувствительность. Характеризуя проприоцептивную чувствительность, отметить: cc. проприоцепцию как совокупность способностей человека ориентироваться в положении своих конечностей друг к другу, воспринимать собственное движение; dd. расположение проприоцепторов в подкожных структурах: мышцах, сухожилиях, суставных сумках; это мышечные веретена, сухожильные органы Гольджи, рецепторы типа Руффини, Пачини, свободные нервные окончания. Характеризуя интероцептипную чувствительность, отметить: ee. интероцепцию как восприятие раздражений, поступающих из внутренней среды организма; ff. функциональное разнообразие интероцепторов: - механорецепторы (сосудов, сердца, легких, мышц и сухожилий); - хеморецепторы (слизистых оболочек, аортального и каротидного синусов и др.); - осморецепторы крови; - терморецепторы — зарегистрированы в верхних отделах пищеварительной системы; gg. преобладание свободных нервных окончаний и сложных инкапсулированных (например, телец Пачини). Отметить, что все виды кожной, мышечной, суставной и рецепции внутренних органов объединяются в одно общее понятие соматовисцералъная система. РАЗМНОЖЕНИЕ И РАЗВИТИЕ Характеризуя размножение и развитие, отметить: 0. Значение размножения, направленного на сохранение и воспроизведение рода Ноmо. 1. Важную роль полового размножения, создающего большие возможности для изменчивости. Подчеркнуть влияние на процесс развития условий окружающей среды. 2. Особенности строения половой системы: . характеризуя мужскую половую систему: - перечислить входящие в нее органы (семенники, придатки семенников, семявыносящие протоки, предстательная железа, семенные пузырьки и др.); - подробнее остановиться на локализации, строении и значении семенников, обратить внимание на две их главные функции — образование сперматозоидов и половых гормонов (тестостерон); отметить значение остальных органов; a. характеризуя женскую половую систему: - перечислить входящие в нее органы (яичники, маточные трубы, матка, влагалище и др.); указать на значение этих органов; - подробнее рассказать о строении яичников, отметить их участие в образовании яйцеклеток и половых гормонов (эстрогены, прогестерон); отметить циклический характер образования яйцеклеток; - дать общее представление о менструальном цикле женщины. 3. Значение и стадии оплодотворения. 4. Основные этапы эмбрионального развития (зигота, дробление, гаструляция, гисто- и органогенез). 5. Важную роль гигиены беременной женщины и мероприятия, связанные с этим. Краткую характеристику периодов и особенностей послеутробного развития человека. МИМСР Лекция и статья : Анатомия. Часть № 2 Система пищеварения и обмена веществ. Анатомия как наука Анатомия человека – наука. Изучающая форму и строение человеческого организма в связи с его функциями, развитием и влиянием условий существования. Свое название она получила от метода исследования – рассечение, или препарирования (греч. anatemno – рассекаю), который был сначала единственным, а затем главным в изучении строения тела. На современном этапе развития науки различают анатомию: • систематическую , изучающую организм по системам (костная, мышечная, сердечнососудистая и т.п.); • топографическую , рассматривающую на основе уже известных фактов систематической анатомии пространственные взаимоотношения структур в отдельных областях тела; • пластическую , которая объясняет внешние формы и пропорции тела; • возрастную , исследующую изменения в строении тела и его частей в процессе индивидуального развития организма; • сравнительную , изучающую структурные преобразования сходных органов у разных животных; • функциональную, рассматривающую структуры отдельных частей организма под углом зрения выполняемых ими функций. В настоящее время в связи с развитием и успехами экспериментальной физиологии и патологии появилось экспериментальное направление и в анатомии – экспериментальная морфология, изучающая структурные основы адаптации ( adaptatia - приспособление) человеческого организма к изменяющимся условиям внешней среды (температурные колебания, гипокинезия, гиподинамия, вибрация, невесомость и т.д.). В зависимости от метода исследования и уровня познания составляющих структур морфология подразделяется на анатомия, гистологию, цитологию и эмбриологию. Анатомия, как и другие морфологические науки, относится к фундаментальным наукам, изучающим закономерности строения живой материи на различных уровнях ее организации. Она вооружает учащихся знаниями о строении человека – объекта их будущей практической деятельности. Раскрывая своеобразие структур человеческого тела, анатомия разъясняет значение специфической приспособляемости к общественному труду, которая характеризует человека и, следовательно, способствует формированию материалистического мировоззрения. Вместе с тем анатомия закладывает фундамент для изучения других медико-биологических и клинических дисциплин: нормальной и патологической физиологии, патологической анатомии, хирургии, лечебной физической культуры, спортивной медицины и т.д. Знание нормального строения и функций органов и систем необходимо для глубокого понимания изменений, происходящих в организме больного человека, что в свою очередь является основой для успешной борьбы за здоровье человека. Система пищеварения и обмена веществ Система пищеварения расположена главным образом в брюшной полости. Печень, желудок и поджелудочная железа находятся в верхней части полости, которая еще защищена прикрывающей ее грудной клеткой. Желудок через привратниковую часть (Pylorus) выходит в U-образную двенадцатиперстную кишку (Duodenum), которая зафиксирована возле стенки брюшной полости. Сюда впадают два протока: от поджелудочной железы и общий желчный Ductus choledo- chus). Остальные отделы тонкой кишки (Jejunum и lleum) сдвинуты внутрь брюшной полости и зафиксированы у задней стенки брюшной полости только с помощью брыжейки (Mesenterium). Толстая кишка образует вокруг петель тонких кишок своего рода гирлянду и только в области поперечной ободочной части подвижно подвешена к брыжейке. В малом тазу толстая кишка переходит в прямую кишку и заканчивается заднепроходным каналом и отверстием (Anus). Общий вид органов пищеварения (полость рта, пищевод, желудочнокишечный тракт с печенью, поджелудочной железой и желчным пузырем). 1 Легкие (Pulrno) 2 Сердце (Сог) 3 Диафрагма (Diaphragma) 4 Печень(Нераг) 5 Серповидная связка печени (Ug. falciforme) и круглая (Lig. teres hepatis) 6 Желчный пузырь (Vesica fellea или biliaris) 7 Правый изгиб толстой кишки 8 Восходящая часть толстой кишки (Colon ascendens) 9 Поперечно-ободочная часть толстой кишки (Colon transversum) 10 Слепая кишка (Caecum) с червеобразным отростком (Appendix vermiformis) 11 Селезенка (Lien или Splen) 12 Желудок (Ventriculus) 13 Левый изгиб толстой кишки 14 Петли тонкой кишки 15 Полость рта (Cavumoris) 16 Глотка (Pharynx) 17 Пищевод (Oesophagus) 18 Желчные протоки, желчный ход 19 Двенадцатиперстная кишка - верхний отрезок тонкой кишки (Duodenum) 20 Нижний отрезок тонкой кишки (lleum) 21 Поджелудочная железа (Pancreas) 22 Лента толстой кишки (Taenia coli) 23 Средний отрезок тонкой кишки (Jejunum) 24 Нисходящий участок толстой кишки (Colon descendens) 25 Сигмовидный участок толстой кишки (Colon sigmoideum) 26 Прямая кишка (Rectum) 27 Малый сальник (Omentum minus) 28 Большой сальник (Omentum majus) 29 Матка (Uterus) и влагалище (Vagina) 30 Сальниковая сумка (Bursa omentalis) 31 Выступ брыжейки (Mesenterium) 4 Печень(Нераг) 12 Желудок (Ventriculus) 21 Поджелудочная железа (Pancreas) 26 Прямая кишка (Rectum) 27 Малый сальник (Omentum minus) 28 Большой сальник (Omentum majus) 29 Матка (Uterus) и влагалище (Vagina) 30 Сальниковая сумка (Bursa omentalis) 30 Сальниковая сумка (Bursa omentalis) 31 Выступ брыжейки (Mesenterium) Белки, жиры и углеводы как источник энергии Нормальная деятельность организма возможна при непрерывном поступлении пищи. Входящие в состав пищи жиры, белки, углеводы, минеральные соли, вода и витамины необходимы для жизненных процессов организма. Питательные вещества являются как источником энергии, покрывающем расходы организма, так и строительным материалом, который используется в процессе роста организма и воспроизведения новых клеток, замещающих отмирающие. Но питательные вещества в том виде, в каком они употребляются в пищу, не могут всосаться и быть использованными организмом. Только вода, минеральные соли и витамины всасываются и усваиваются в том виде, в каком они поступают. Питательными веществами называются белки, жиры и углеводы. Эти вещества являются необходимыми составными частями пищи. В пищеварительном тракте белки, жиры и углеводы подвергаются как физическим воздействиям (измельчаются и перетираются), так и химическим изменениям, которые происходят под влиянием особых веществ - ферментов, содержащихся в соках пищеварительных желёз. Под влиянием пищеварительных соков питательные вещества расщепляются на более простые, которые всасываются и усваиваются организмом. БЕЛКИ СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА И ФУНКЦИИ "Во всех растениях и животных присутствует некое вещество, которое без сомнения является наиболее важным из всех известных веществ живой природы и без которого жизнь была бы на нашей планете невозможна. Это вещество я наименовал - протеин". Так писал еще в 1838 году голландский биохимик Жерар Мюльдер, который впервые открыл существование в природе белковых тел и сформулировал свою теорию протеина. Слово "протеин" (белок) происходит от греческого слова "протейос", что означает "занимающий первое место". И в самом деле, все живое на земле содержит белки. Они составляют около 50% сухого веса тела всех организмов. У вирусов содержание белков колеблется в пределах от 45 до 95%. Белки являются одними из четырех основных органических веществ живой материи (белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, жиры), но по своему значению и биологическим функциям они занимают в ней особое место. Около 30% всех белков человеческого тела находится в мышцах, около 20% - в костях и сухожилиях и около 10% - в коже. Но наиболее важными белками всех организмов являются ферменты, которые, холя и присутствуют в их теле и в каждой клетке тела в малом количестве, тем не менее управляют рядом существенно важных для жизни химических реакций. Все процессы, происходящие в организме: переваривание пищи, окислительные реакции, активность желез внутренней секреции, мышечная деятельность и работа мозга регулируется ферментами. Разнообразие ферментов в теле организмов огромно. Даже в маленькой бактерии их насчитываются многие сотни. Белки, или, как их иначе называют, протеины, имеют очень сложное строение и являются наиболее сложными из питательных веществ. Белки - обязательная составная часть всех живых клеток. В состав белков входят: углерод, водород, кислород, азот, сера и иногда фосфор. Наиболее характерно для белка наличие в его молекуле азота. Другие питательные вещества азота не содержат. Поэтому белок называют азотосодержащис веществом. Основные азотосодержащие вещества, из которых состоят белки, - это аминокислоты. Количество аминокислот невелико - их известно только 28. Все громадное разнообразие содержащихся в природе белков представляет собой различное сочетание известных аминокислот. От их сочетания зависят свойства и качества белков. При соединении двух или нескольких аминокислот образуется более сложное соединение - полипептид . Полипептиды, соединяясь, образуют еще более сложные и крупные частицы и в итоге - сложную молекулу белка. Когда в пищеварительном тракте или в эксперименте белки расщепляются на более простые соединения, то через ряд промежуточных стадий ( альбумоз и пептонов) они расщепляются на полипептиды и, наконец, на аминокислоты. Аминокислоты в отличие от белков легко всасываются и усваиваются организмом. Они используются организмом для образования собственного специфического белка. Если же вследствие избыточного поступления аминокислот их расщепление в тканях продолжается, то они окисляются до углекислого газа и воды. Большинство белков растворяется в воде. Молекулы белков в силу их больших размеров почти не проходят через поры животных или растительных мембран. При нагревании водные растворы белков свертываются. Есть белки (например, желатина), которые растворяются в воде только при нагревании. При поглощении пища сначала попадает в ротовую полость, а затем по пищеводу в желудок. Чистый желудочный сок бесцветен, имеет кислую реакцию. Кислая реакция зависит от наличия соляной кислоты, концентрация которой составляет 0,5%. Желудочный сок обладает свойством переваривать пищу, что связано с наличием в нем ферментов. Он содержит пепсин - фермент, расщепляющий белок. Под влиянием пепсина белки расщепляются на пептоны и альбумозы. Железами желудка пепсин вырабатывается в неактивном виде, переходит в активную форму при воздействии на него соляной кислоты. Пепсин действует только в кислой среде и при попадании в щелочную среду становится не гативным. Пища, поступив в желудок, более или менее длительное время задерживается в нем - от 3 до 10 часов. Срок пребывания пищи в желудке зависит от ее характера и физического состояния - жидкая она или твердая. Вода покидает желудок немедленно после поступления. Пища, содержащая большее количество белков, задерживается в желудке дольше, чем углеводная; еще дольше остается в желудке жирная пища. Передвижение пищи происходит благодаря сокращению желудка, что способствует переходу в пилорическую часть, а затем в двенадцатиперстную кишку уже значительно переваренной пищевой кашицы. Пищевая кашица, поступившая в двенадцатиперстную кишку, подвергается дальнейшему перевариванию. Здесь на пищевую кашицу изливается сок кишечных желез, которыми усеяна слизистая оболочка кишки, а также сок поджелудочной железы и желчь. Под влиянием этих соков пищевые вещества - белки, жиры и углеводы - подвергаются дальнейшему расщеплению и доводятся до такого состояния, когда могут всосаться в кровь и лимфу. Поджелудочный сок бесцветен и имеет щелочную реакцию. Он содержит ферменты, расщепляющие белки, углеводы и жиры. Одним из основных ферментов является трипсин, находящийся в соке поджелудочной железы в недеятельном состоянии в виде трипсиногена. Трипсиноген не может расщеплять белки, если не будет переведен в активное состояние, т.е. в трипсин. Трипсиноген переходит в трипсин при соприкосновении с кишечным соком под влиянием находящегося в кишечном соке вещества энтерокиназы. Энтерокиназа образуется в слизистой оболочке кишечника. В двенадцатиперстной кишке действие пепсина прекращается, так как пепсин действует только в кислой среде. Дальнейшее переваривание белков продолжается уже под влиянием трипсина. Трипсин очень активен в щелочной среде. Его действие продолжается и в кислой среде, но активность падает. Трипсин действует на белки и расщепляет их до аминокислот; он также расщепляет образовавшиеся в желудке пептоны и альбумозы до аминокислот. В тонких кишках заканчивается переработка пищевых веществ, начавшаяся начавшаяся в желудке и двенадцатиперстной кишке. В желудке и двенадцатиперстной кишке белки, жиры и углеводы расщепляются почти полностью, только часть их остается непереваренной. В тонких кишках под влиянием кишечного сока происходит окончательное расщепление всех пищевых веществ и всасывание продуктов расщепления. Продукты расщепления попадают в кровь. Это происходит через капилляры, каждый из которых подходит к ворсинке, расположенной на стенке тонких кишков. ОБМЕН БЕЛКОВ После расщепления белков в пищеварительном тракте образовавшиеся аминокислоты всасываются в кровь. В кровь всасывается также незначительное количество полипептидов - соединений, состоящих из нескольких аминокислот. Из аминокислот клетки нашего тела синтезируют белок, причем белок, который образуется в клетках человеческого организма, отличается от потребленного белка и характерен для человеческого организма. Образование нового белка в организме человека и животных идет беспрерывно, так как в течении всей жизни взамен отмирающих клеток крови, кожи, слизистой оболочки, кишечника и т. д. создаются новые, молодые клетки. Для того чтобы клетки организма синтезировали белок, необходимо, чтобы белки поступали с пищей в пищеварительный канал, где они подвергаются расщеплению на аминокислоты, и уже из всосавшихся аминокислот будет образован белок. Если же, минуя пищеварительный тракт, ввести белок непосредственно в кровь, то он не только не может быть использован человеческим организмом, он вызывает ряд серьезных осложнений. На такое введение белка организм отвечает резким повышением температуры и некоторыми другими явлениями. При повторном введении белка через 15-20 дней может наступить даже смерть при параличе дыхания, резком нарушение сердечной деятельности и общих судорогах. Белки не могут быть заменены какими-либо другими пищевыми веществами, так как синтез белка в организме возможен только из аминокислот. Для того чтобы в организме мог произойти синтез присущего ему белка, необходимо поступление всех или наиболее важных аминокислот. Из известных аминокислот не все имеют одинаковую ценность для организма. Среди них есть аминокислоты, которые могут быть заменены другими или синтезированными в организме из других аминокислот; наряду с этим есть и незаменимые аминокислоты, при отсутствии которых или даже одной из них белковый обмен в организме нарушается. Белки не всегда содержат все аминокислоты: в одних белках содержится большее количество необходимых организму аминокислот, в других - незначительное. Разные белки содержат различные аминокислоты и в разных соотношениях. Белки, в состав которых входят все необходимые организму аминокислоты, называются полноценными; белки, не содержащие всех необходимых аминокислот, являются неполноценными белками. Для человека важно поступление полноценных белков, так как из них организм может свободно синтезировать свои специфические белки. Однако полноценный белок может быть заменен двумя или тремя неполноценными белками, которые, дополняя друг друга, дают в сумме все необходимые аминокислоты. Следовательно, для нормальной жизнедеятельности организма необходимо, чтобы в пище содержались полноценные белки или набор неполноценных белков, по аминокислотному содержанию равноценных полноценным белкам. Поступление полноценных белков с пищей крайне важно для растущего организма, так как в организме ребенка не только происходит восстановление отмирающих клеток, как у взрослых, но и в большом количестве создаются новые клетки. Обычная смешанная пища содержит разнообразные белки, которые в сумме обеспечивают потребность организма в аминокислотах. Важна не только биологическая ценность поступающих с пищей белков, но и их количество. При недостаточном количестве белков нормальный рост организма приостанавливается или задерживается, так как потребности в белке не покрываются из-за его недостаточного поступления. К полноценным белкам относятся преимущественно белки животного происхождения, кроме желатины, относящейся к неполноценным белкам. Неполноценные белки - преимущественно растительного происхождения. Однако некоторые растения (картофель, бобовые и др.) содержат полноценные белки. Из животных белков особенно большую ценность для организма представляют белки мяса, яиц, молока и др. УГЛЕВОДЫ СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА И ФУНКЦИИ Углеводы или сахариды - одна из основных групп органических соединений организма. Они представляют собой первичные продукты фотосинтеза и исходные продукты биосинтеза других веществ в растениях ( органические кислоты, аминокислоты), а также содержатся в клетках всех других живых организмов. В животной клетке содержание углеводов колеблется в пределах 1-2%, в растительной оно может достигать в некоторых случаях 85-90% массы сухого вещества. Углеводы состоят из углерода, водорода и кислорода, причем у большинства углеводов водород и кислород содержатся в том же соотношении, что и в воде ( отсюда их название - углеводы). Таковы, например, глюкоза С6Н12О6 или сахароза С12Н22О11. В состав производных углеводов могут входить и другие элементы. Все углеводы делятся на простые (моносахариды) и сложные (полисахариды). Среди моносахаридов по числу углеродных атомов различают триозы (3С), тетрозы (4С), пентозы (5С), гексозы (6С) и гептозы (7С). Моносахариды с пятью и более атомами углерода, растворяясь в воде, могут приобретать кольцевую структуру. В природе наиболее часто встречаются пентозы ( рибоза, дезоксирибоза, рибулоза) и гексозы ( глюкоза, фруктоза, галактоза). Рибоза и дезоксирибоза играют важную роль в качестве составных частей нуклеиновых кислот и АТФ. Глюкоза в клетке служит универсальным источником энергии. С превращением моносахаридов связаны не только обеспечение клетки энергией, но и биосинтез многих других органических веществ, а также обезвреживание и выведение из организма ядовитых веществ, проникающих извне или образующихся в процессе обмена веществ, например, при распаде белков. Ди - и полисахариды образуются путем соединения двух и более моносахаридов, таких, как глюкоза галактоза маноза, арабиноза или ксилоза. Так, соединяясь между собой с выделением молекулы воды, две молекулы моносахаридов образуют молекулу дисахарида. Типичными представителями этой группы веществ являются сахароза ( тростниковый сахар), мальтаза (солодовый сахар), лактоза (молочный сахар). Дисахариды по своим свойствам близки к моносахаридам. Например, и те, и другие хорошо растворимы в воде и имеют сладкий вкус. К числу полисахаридов принадлежит крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин, каллоза и др. Основная роль углеводов связана с их энергетической функцией. При их ферментативном расщеплении и окислении выделяется энергия, которая используется клеткой. Полисахариды играют главным образом роль запасных продуктов и легко мобилизуемых источников энергии ( например, крахмал и гликоген), а также используются в качестве строительного материала ( целлюлоза, хитин). Полисахариды удобны в качестве запасных веществ по ряду причин: будучи нерастворимы в воде, они не оказывают на клетку ни осмотического, ни химического влияния, что весьма важно при длительном хранении их в живой клетке: твердое, обезвоженное состояние полисахаридов увеличивает полезную массу продуктов запаса за счет экономии их объема. При этом существенно уменьшается вероятность потребления этих продуктов болезнетворными бактериями и другими микроорганизмами, которые, как известно, не могут заглатывать пищу, а всасывают вещества всей поверхностью тела. И наконец, при необходимости запасные полисахариды легко могут быть превращены в простые сахара путем гидролиза. ОБМЕН УГЛЕВОДОВ Углеводы, как уже говорилось выше, играют очень важную роль в организме, являясь основным источником энергии. Углеводы поступают к нам в организм в виде сложных полисахаридов - крахмала, дисахаридов и моносахаридов. Основное количество углеводов поступает в виде крахмала. Расщепившись до глюкозы, углеводы всасываются и через ряд промежуточных реакций распадаются на углекислый газ и воду. Эти превращения углеводов и окончательное окисление сопровождаются освобождением энергии, которая и используется организмом. Расщепление сложных углеводов - крахмала и солодового сахара, начинается уже в полости рта, где под влиянием птиалина и мальтазы крахмал расщепляется до глюкозы. В тонких кишках все углеводы расщепляются до моносахаридов. Угле воды всасываются преимущественно в виде глюкозы и только отчасти в виде других моносахаридов ( галактозы, фруктозы). Их всасывание начинается уже в верхних отделах кишечника. В нижних отделах тонких кишок в пищевой кашице углеводов почти не содержится. Углеводы через ворсинки слизистой оболочки, к которым подходят капилляры, всасываются в кровь, и с кровью, оттекающей от тонкого кишечника, попадают в воротную вену. Кровь воротной вены проходит через печень. Если концентрация сахара в крови человека равна 0,1%, то углеводы проходят печень и поступают в общий кровоток. Количество сахара в крови все время поддерживается на определенном уровне. В плазме содержание сахара составляет в среднем 0,1%. В сохранении постоянного уровня сахара в крови большую роль играет печень. При обильном поступлении сахара в организм его излишек откладывается в печени и вновь поступает в кровь, когда содержание сахара в крови падает. В печени углеводы содержатся в виде гликогена. При употреблении в пищу крахмала уровень сахара в крови заметным изменениям не подвергается, так как расщепление крахмала в пищеварительном тракте длятся продолжительное время и образовавшиеся при этом моносахариды всасываются медленно. При поступлении значительного количества (150-200г) обычного сахара или глюкозы уровень сахара в крови резко повышается. Такое повышение сахара в крови называется пищевой или алиментарной гипергликемией. Избыток сахара выводится почками, и в моче появляется глюкоза. Выведение сахара почками начинается в том случае, когда уровень сахара в крови составляет 0,15-0,18%. Такая алиментарная гипергликемия наступает обычно после употребления большого количества сахара и вскоре проходит, не вызывая каких-либо нарушений в деятельности организма. Однако при нарушении внутрисекреторной деятельности поджелудочной железы наступает заболевание, известное под названием сахарной болезни или сахарного диабета. При этом заболевании уровень сахара в крови повышается, печень теряет способность заметно удерживать сахар, и начинается усиленное выделение сахара с мочой. Гликоген откладывается не только в печени. Значительное его количество содержатся также в мышцах, где он потребляется в цепи химических реакций, протекающих в мышцах при сокращении. При физической работе потребление углеводов усиливается, и их количество в крови увеличивается. Повышенная потребность в глюкозе удовлетворяется как расщеплением гликогена печени на глюкозу и поступлением последней в кровь, так и гликогеном, содержащимся в мышцах. Значение глюкозы для организма не исчерпывается ее ролью как источника энергии. Этот моносахарид входит в состав протоплазмы клеток и, следовательно, необходим при образовании новых клеток, особенно в период роста. Большое значение имеет глюкоза в деятельности центральной нервной системы. Достаточно, чтобы концентрация сахара в крови понизилась до 0,04%, как начинаются судороги, теряется сознание и т.д.; иначе говоря, при понижении сахара в крови в первую очередь нарушается деятельность центральной нервной системы. Достаточно такому больному ввести в кровь глюкозу или дать поесть обычного сахара, как все нарушения исчезают. Более резкое и длительное понижение уровня сахара в крови - глипогликемия, может повлечь за собой резкие нарушения деятельности организма и привести к смерти. При небольшом поступлении углеводов с пищей они образуются из белков и жиров. Таким образом, полностью лишить организм углеводов не удается, так как они образуются и из других пищевых веществ. ЖИРЫ СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА И ФУНКЦИИ В состав жиров входят углерод, водород и кислород. Жир имеет сложное строение; его составными частями является глицерин (С3Н8О3) и жирные кислоты, при соединении которых и образуются молекулы жира. Наиболее распространенными являются три жирных кислоты: олеиновая (С18Н34О2), пальмитиновая (С16Н32О2) и стеариновая (С18Н36О2). От сочетания этих жирных кислот при их соединении с глицерином зависит образование того или другого жира. При соединении глицерина с олеиновой кислотой образуется жидкий жир, например, растительное масло. Пальмитиновая кислота образует более твердый жир, входит в состав сливочного масла и является главной составляющей частью человеческого жира. Стеариновая кислота входит в состав еще более твердых жиров, например, сала. Для того, чтобы человеческий организм мог синтезировать специфический жир, необходимо поступление всех трех жирных кислот. В процессе пищеварения жир расщепляется на составные части - глицерин и жирные кислоты. Жирные кислоты нейтрализуются щелочами, в результате чего образуются их соли - мыла. Мыла растворяются в воде и легко всасываются. Жиры являются составной частью протоплазмы и входят в состав всех органов, тканей и клеток организма человека. Кроме того, жиры представляют собой богатый источник энергии. Расщепление жиров начинается в желудке. В желудочном соке содержится такое вещество как липаза. Липаза расщепляет жиры на жирные кислоты и глицерин. Глицерин растворяется в воде и легко всасывается, а жирные кислоты не растворяются в воде. Желчь способствует их растворению и всасыванию. Однако в желудке расщепляется только жир, раздробленный на мелкие частицы, например жир молока. Под влиянием желчи действие липазы усиливается в 15-20 раз. Желчь способствует тому, чтобы жир распался на мельчайшие частицы. Из желудка пища попадает в двенадцатиперстную кишку. Здесь на нее изливается сок кишечных желез, а также сок поджелудочной железы и желчь. Под влиянием этих соков жиры подвергаются дальнейшему расщеплению и доводятся до такого состояния, когда могут всосаться в кровь и лимфу. Затем, по пищеварительному тракту пищевая кашица попадает в тонкий кишечник. Там, под влиянием кишечного сока происходит окончательное расщепление и всасывание. Жир под влиянием фермента липазы расщепляется на глицерин и жирные кислоты. Глицерин растворяется и легко всасывается, а жирные кислоты нерастворимы в кишечном содержимом и не могут всосаться. Жирные кислоты входят в соединение со щелочами и желчными кислотами и образуют мыла, которые легко растворяются и поэтому без затруднений проходят через кишечную стенку. В отличие от продуктов расщепления углеводов и белков продукты расщепления жиров всасываются не в кровь, а в лимфу, причем глицерин и мыла, проходя через клетки слизистой оболочки кишечника, вновь соединяются и образуют жир; поэтому уже в лимфатическом сосуде ворсинки находятся капельки вновь образованного жира, а не глицерин и жирные кислоты. ОБМЕН ЖИРОВ. Жиры, как и углеводы, являются в первую очередь энергетическим материалом и используются организмом как источник энергии. При окислении 1г жира количество освобождающейся энергии в два с лишним раза больше, чем при окислении такого же количества углеродов или белков. В органах пищеварения жиры расщепляются на глицерин и жирные кислоты. Глицерин всасывается легко, а жирные кислоты только после омыления. При прохождении через клетки слизистой оболочки кишечника из глицерина и жирных кислот вновь синтезируется жир, который поступает в лимфу. Образовавшийся при этом жир отличается от потребленного. Организм синтезирует жир, свойственный данному организму. Так, если человек потребляет разные жиры, содержащие олеиновую, пальмитиновую стеариновую жирные кислоты, то его организм синтезирует специфический для человека жир. Однако если в пище человека будет содержаться только какая-то одна жирная кислота, например олеиновая, если она будет преобладать, то образовавшийся при этом жир будет отличаться от человеческого и приближаться к более жидким жирам. При употреблении же в пищу преимущественно бараньего сала жир будет более твердый. Жир по своему характеру отличается не только у различных животных, но и в разных органах одного и того же животного. Жир используется организмом не только как богатый источник энергии, он входит в состав клеток. Жир является обязательной составной частью протоплазмы, ядра и оболочки. Остаток поступившего в организм жира после покрытия его потребности откладывается в запас в виде жировых капель. Жир откладывается преимущественно в подкожной клетчатке, сальнике, вокруг почек, образуя почечную капсулу, а также в других внутренних органах и в некоторых других участках тела. Значительное количество запасного жира содержится в печени и мышцах. Запасной жир является в первую очередь источником энергии, который мобилизуется, когда расход энергии превышает его поступление. В таких случаях жир окисляется до конечных продуктов распада. Кроме энергетического значения, запасной жир играет и другую роль в организме; например, подкожный жир препятствует усиленной отдаче тепла, околопочечный - предохраняет почку от ушибов и т. д. Жира в организме может откладываться в запас довольно значительное количество. У человека он составляет в среднем 10-20% веса. При ожирении, когда нарушаются обменные процессы в организме, количество отложенного жира доходит до 50% веса человека. Количество отложившегося жира зависит от ряда условий: от пола, возраста, условий работы, состояния здоровья и т.д. При сидячем характере работы отложение жира происходит более энергично, поэтому вопрос о составе и количестве пищи людей, ведущих сидячий образ жизни, имеет очень важное значение. Жир синтезируется организмом не только из поступившего жира, но и из белков и углеводов. При полном исключении жира из пищи он все же образуется и в довольно значительном количестве может откладываться в организме. Основным источником образования жира в организме служат преимущественно углеводы. Механизм передвижения веществ в организме человека Между организмом и окружающей его средой непрерывно происходит обмен веществами и энергией. Обмен веществ с внешней средой начинается с поступлением в организм воды и пищевых продуктов. в пищеварительном канале часть веществ расщепляется до более простых, которые переходят во внутреннюю среду организма - в кровь и лимфу. с кровью вещества попадают в клетки там с ними происходят процессы химических превращений: биосинтез свойственных организму белков, жиров, углеводов и расщепление некоторых органических соединений. Превращения происходят под действием ферментов, регулируется нервно-гуморальным путем. Выделение конечных продуктов обмена веществ происходит с мочой, калом, потом и выдыхаемым воздухом. Сложная цепь превращений веществ в организме, начиная с момента поступления из внешней среды и кончая удалением продуктов распада называют обменом веществ. Подготовительный этап Пластический обмен Энергетический обмен Б е л к и Расщепление в желудке под действием фермента трипсина Образование специфических белков (аминокислот) в рибосомах клеток Распад с выделением Н 2 О и СО 2 , выделяется немного энергии, белки - строительный материал У г л е в о д ы Расщепление в желудке под действием фермента амилаза Образование специфических углеводов (глюкоза) в митохондриях клеток Распад с выделением Н 2 О и СО 2 , выделение большого количества энергии, источник энергии Жиры Расщепление в 12-перстной кишке под действием фермента липаза Образование специфических жиров (глицерин и жирные кислоты) в клетках ворсинок 12-перстной кишки Распад с выделением Н 2 О и СО 2 , выделение большого количества энергии, источник энергии Функции ферментов в организме Общая характеристика Почти все ферменты являются белками. Но ошибочно предполагать, что все белки, так же являются ферментами. На сегодняшний день известно более 2-х тысяч ферментов, и количество их продолжает увеличиваться. Принято условно разделять все ферменты на шесть групп. Их разделяют по характеру реакций, которые они производят в клетках организма, являясь катализаторами при переносе химических групп с одной молекулы на другую. В любой клетке процесс расщепления или синтеза вещества, как правило, состоит из нескольких этапов или химических операций. Таким образом, отдельный фермент выполняет определенную операцию. 1. История открытия О том, что ферменты являются белками, долгое время не знали. И утвердилось представление о белках в такой форме, только после открытия ферментов в определенной высокоочищенной кристаллической форме. Это произошло в 1926 году. А первооткрывателем стал Дж. Самнер. Этим ферментом была уреаза, которая катализирует расщепление мочевины. В течении последующих 10 лет было получено еще несколько ферментов в кристаллической форме. И лишь после этого представление о белковой природе ферментов получило официальное признание и стало доказанным фактом. Представление о том, что ферменты – белки, утвердилось не сразу. В названии большинства ферментов фигурирует суффикс -аза-, который чаще всего прибавляют к названию субстрата, с которым взаимодействует фермент. 2. Механизм работы ферментов Каждую операцию в клетках организма выполняет отдельный фермент. Группы таких ферментов составляют своего рода биохимический конвейер. Кроме того каждый фермент представляет собой своеобразную молекулярную машину. Принцип работы, заложенные в этой биологической молекулярной машине, подобен принципам, лежащим в основе современной техники, в создании автоматических устройств. Фермент узнает свой субстрат, присоединяет его и ускоряет его превращение, благодаря определенной пространственной структуре молекулы ферментного белка и определенному расположению аминокислот в этом белке. Еще одним важным свойством фермента является то, что он способен количественно определять продукт на выходе (после переработки с помощью фермента), и в соответствии с полученной информацией тормозить (если такого продукта слишком много), или, наоборот усиливать действие начального фермента (если продукта мало). Это обратные связи, которые обеспечивают саморегуляцию. Так регулируется большинство биохимических процессов. 3. Основные функции Во-первых, и это является главной функцией фермента в организме, он обеспечивает быстрое протекание биохимических реакций, являясь катализатором. В каждой живой клетке непрерывно происходят сотни биохимических реакций. В ходе этих реакций идут распад и окисление поступающих извне питательных веществ. Клетка использует энергию, полученную вследствие окисления питательных веществ. Продукты их расщепления служат для синтеза необходимых клетке органических соединений, а быстрое протекание таких биохимических реакций обеспечивают ферменты - катализаторы. Так, уреаза - фермент катализирует расщепление мочевины, глюкозо-6-фосфатаза катализирует отщепление фосфата от глукозо-6-фосфата, липаза – расщепляет жиры в пищеварительном тракте (а также внутри клетки), амилаза - фермент, расщепляющий крахмал или гликоген. Каждая молекула фермента способна осуществлять от нескольких тысяч до нескольких миллионов операций в минуту. В ходе этих операций ферментный белок не расходуется. Он соединяется с реагирующими веществами, ускоряет их превращения и выходит из реакции неизменным. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ Свойства ферментов как биологических катализаторов. Фермент - от лат. fermentum - закваска; знзим - от греч. эн - внутри, зиме - закваска. Ферменты, или энзимы, - это катализаторы белковой природы, образующиеся и функционирующие во всех живых организмах. Происхождение терминов связано с тем, что первоначально ферментативные процессы были открыты и изучены в бродильном производстве. В каждой клетке имеются сотни различных ферментов. С их помощью осуществляются многие химические реакции, которые могут с большой скоростью идти при температурах, подходящих для данного организма, т.е. в пределах от 5 до 40 0 С. Чтобы эти реакции с той же скоростью протекали вне организма, потребовались бы высокие температуры и резкие изменения некоторых других условий. Для клетки это означало бы гибель, так как вся работа клетки строится таким образом, чтобы избежать любых сколько-нибудь заметных изменений в нормальных условиях ее существования. Следовательно, ферменты можно определить как биологические катализаторы, т.е. как вещества, ускоряющие реакции. Они абсолютно необходимы, потому что без них реакции в клетках протекали бы слишком медленно и не могли поддерживать жизнь. Совокупность биохимических реакций, катализируемых ферментами, составляет сущность обмена веществ, являющегося отличительной чертой всех живых организмов. Через ферментативный аппарат, регуляцию его активности происходит и регуляция скорости метаболических реакций, их направленности. Являясь катализаторами, ферменты имеют ряд общих с небиологическими катализаторами свойств: 1. Ферменты не входят в состав конечных продуктов реакции и выходят из нее, как правило, в первоначальном виде, т.е. они не расходуются в процессе катализа (в настоящее время доказано, что некоторые ферменты в конце химической реакции подвергаются модификации и даже распаду, а не освобождаются в неизменном виде, как постулировал Л.Михаэлис). 2. Ферменты не могут возбудить те реакции, протекание которых противоречит законам термодинамики, они ускоряют только те реакции, которые могут протекать и без них. 3. Ферменты не смещают положения равновесия, а лишь ускоряют его достижение. Специфические свойства: 1. Конечно же, по своему химическому строению все ферменты являются белками. 2. Эффективность ферментов намного выше, чем небиологических катализаторов (скорость протекания реакции при участии фермента выше на несколько порядков). 3. Ферменты обладают узкой специфичностью, избирательностью действия на субстраты, т.е. на вещества, превращение которых они катализируют. Высокая специфичность ферментов обусловлена конформационной и электростатической комплиментарностью между молекулами субстрата и фермента и уникальной структурой активного центра фермента, обеспечивающими “узнавание”, высокое сродство и избирательность протекания одной какой-либо реакции из тысячи других химических реакций, осуществляющихся одновременно в живых клетках. В зависимости от механизма действия различают ферменты с относительной (или групповой) специфичностью и абсолютной специфичностью. Так, для действия некоторых гидролитических ферментов наибольшее значение имеет тип химической связи в молекуле субстрата. Например, пепсин расщепляет белки животного и растительного происхождения, хотя они могут существенно отличаться друг от друга как по химическому строению и аминокислотному составу, так и по физико-химическим свойствам. Однако пепсин не расщепляет углеводы или жиры. Объясняется это тем, что местом действия пепсина является пептидная -СО-NH- связь. Для действия липазы, катализирующей гидролиз жиров на глицерин и жирные кислоты, таким местом является сложноэфирная связь. Аналогичной относительной специфичностью обладают также некоторые внутриклеточные ферменты, например гексокиназа, катализирующая в присутствии АТФ фосфорилирование почти всех гексоз, хотя одновременно в клетках имеются специфические для каждой гексозы ферменты, выполняющие такое же фосфорилирование. Абсолютной специфичностью действия называют способность фермента катализировать превращение только единственного субстрата. Любые модификации в структуре субстрата делают его недоступными для действия фермента. Стереохимическая специфичность ферментов обусловлена существованием оптически изомерных L- и D-форм или геометрических (цис- и транс- ) изомеров химических веществ. “Так, известны оксидазы L- и D-аминокислот, хотя в природных белках обнаружены только L-аминокислоты. Каждый из видов оксидаз действует только на свой специфический стереоизомер. Наглядным примером стереохимической специфичности является бактериальная аспартатдекарбоксилаза, катализирующая отщепление СО 2 только от L-аспаргиновой кислоты с превращение ее в L-аланин” [1]. 4. Регулируемость ферментов как биокатализаторов. “Через регуляцию ферментативного аппарата осуществляется скоординированность всех метаболических процессов во времени и пространстве, направленное на воспроизведение живой материи, поддержание постоянства внутриклеточной среды, на приспособление к меняющимся внешним условиям” [2]. 5. Термолабильность ферментов. Скорость химических реакций зависит от температуры, поэтому катализируемые ферментами реакции также чувствительны к изменениям температуры. Однако вследствие белковой природы фермента тепловая денатурация при повышении температуры будет снижать эффективную концентрацию фермента с соответствующим снижением скорости реакции. Таким образом, термолабильность, или чувствительность к повышению температуры является одним из характерных свойств ферментов, резко отличающих их от неорганических катализаторов. При 100 0 С почти все ферменты утрачивают свою активность (исключение составляют, очевидно, только один фермент мышечной ткани - миокиназа, которая выдерживает нагревание до 100 0 С). При низких температурах (0 0 С и ниже) ферменты, как правило, не разрушаются, хотя активность их падает почти до нуля. Во всех случаях имеет значение время воздействия соответствующей температуры. В настоящее время для пепсина, трипсина и ряда других ферментов доказано существование прямой зависимости между скоростью инактивации фермента и степенью денатурации белка. На термолабильность ферментов определенное влияние оказывают концентрация субстрата, рН среды и другие факторы. 6. Зависимость активности ферментов от рН среды. Ферменты обычно наиболее активны в пределах узкой зоны концентрации водородных ионов, соответствующей для животных тканей в основном выработанным в процессе эволюции физиологическим значением рН среды 6.0 - 8.0. рН-оптимум действия ферментов лежит в пределах физиологических значений. Исключение составляет пепсин, рН-оптимум которого равен 2.0. Объясняется это тем, что пепсин входит в состав желудочного сока, содержащего свободную соляную кислоту, которая создает оптимальную кислую среду для действия этого фермента. С другой стороны, рН-оптимум аргиназы лежит в сильно щелочной зоне (около 10.0); такой среды нет в клетках печени, следовательно, in vivo аргиназа функционирует, по-видимому, не в своей оптимальной зоне рН среды. Влияние изменений рН среды на молекулы фермента заключается в воздействии на состояние и степень ионизации кислотных и основных групп (СООН-группы дикарбоновых аминокислот, SH-группы цистеина, ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ Свойства ферментов как биологических катализаторов.