Физиология с основами анатомии

Гидролиз в  enteron - за счет полостного и пристеночного пищеварения.

  Пристеночное пищеварение осуществляется под действием ферментов, фиксированных на наружной поверхности клеточных мембран энтероцитов. Существует специальная структура - щеточная кайма. Она образована микроворсинками мембран энтероцитов, до 3 тыс. микроворсинок на каждом энтероците. Длина примерно 0,75-1,5 мкм, диаметр примерно 0,1 мкм. За счет щеточной каймы увеличивается площадь контакта пищевых продуктов с мембраной (в 14-39 раз).

Особенности пристеночного  пищеварения.

Осуществляется  под действием ферментов, фиксированных  на клеточной мембране:

они фиксированы  так, что их активный центр направлен  в полость кишечника;

ферменты синтезируются  клетками enteron или адсорбируются из его содержимого.

  Пристеночное пищеварение осуществляется в стерильных условиях, т. к. с микроворсинками эпителиоцитов связаны филаменты, образующие гликоликс, играющий роль фильтра. Пристеночное пищеварение осуществляет конечные этапы гидролиза. Полостное пищеварение - 20 %, пристеночное - 80 %. За счет пристеночного пищеварения объединены гидролиз и всасывание. Конечные продукты гидролиза поступают сразу на вход транспортных систем.

Нюансы пищеварения  в тонком кишечнике следующие:

1. Состояние,  в котором находится вещество (пищевая масса), на границе фаз  (около щеточной каймы, в порах  гликокаликса) отличается от состояния этого вещества в объеме (в полости кишки) по многим признакам, в частности по уровню энергии. Как правило, поверхностные молекулы (пищи) обладают большей энергией, чем в глубине фазы.

2. Органические  вещества (пища) уменьшают поверхностное  натяжение и, следовательно, сорбируются  на границе фаз. Создаются благоприятные  условия для перехода пищевых  веществ из середины химуса (пищевой  массы) на поверхность кишечника  (кишечной клетки), то есть от полостного к мембранному пищеварению.

3. Избирательная  адсорбция различных катионов  и анионов (пищевых веществ)  на границе фаз приводит к  возникновению значительного фазового  потенциала, при этом молекулы  на границе поверхности в большинстве  находятся в ориентированном  состоянии, а в глубине - в  хаотическом.

4. Ферментативные  системы, которые обеспечивают  пристеночное пищеварение, включены  в состав мембран клеток в виде упорядоченных в пространстве систем. Отсюда ориентированные нужным образом молекулы мономеров пищи, благодаря наличию фазового потенциала, направляются на активный центр ферментов.

5. На заключительной  стадии пищеварения, когда образуются  мономеры, доступные бактериям, населяющим  полость кишки, оно происходит  в ультраструктурах щеточной  каймы. Бактерии туда не проникают:  их размер - несколько микрон, а  размер щеточной каймы гораздо  меньше - 100 - 200 ангстрем. Щеточная кайма  выполняет функции своеобразного  бактериального фильтра. Таким  образом заключительные этапы гидролиза и начальные этапы всасывания происходят в стерильных условиях.

6. Интенсивность  мембранного пищеварения изменяется  в широких пределах и зависит  от скорости движения жидкости (химуса) относительно поверхности  слизистой тонкого кишечника.  Поэтому нормальная моторика  кишечника играет чрезвычайную  роль в поддержании высокой  скорости пристеночного пищеварения.  Если даже ферментативный слой  и сохранен, то слабость перемешивающих  движений тонкой кишки или  слишком быстрое прохождение  пищи через нее уменьшает пристеночное  пищеварение.

  2.Сахар в крови как компонент внутренней среды. Регуляция уровня сахара в крови. Реакция нейро – гормональных механизмов на изменение содержания сахара в крови.

   Поджелудочная железа функционирует как смешанная железа, гормон которой - инсулин - вырабатывается клетками островков Лангерганса. Инсулин регулирует углеводный обмен, т. е. способствует усвоению клетками глюкозы, поддерживает ее постоянство в крови, переводя глюкозу в гликоген, который откладывается в печени и мышцах. Второй гормон этой железы - глюкагон. Его действие противоположно инсулину: при недостатке глюкозы в крови глюкагон способствует превращению гликогена в глюкозу. При пониженной функции островков Лангерганса нарушается обмен углеводов, а затем белков и жиров. Содержание глюкозы в крови возрастает с 0,1 до 0,4%, она появляется в моче, а количество мочи увеличивается до 8-10 л. Это заболевание называется сахарным диабетом. Его лечат путем введения человеку инсулина, извлеченного из органов животных.

   Деятельность всех желез внутренней секреции взаимосвязана: гормоны передней доли гипофиза способствуют развитию коркового вещества надпочечников, усиливают секрецию инсулина, влияют на поступление в кровь тироксина и на функцию половых желез. Работу всех желез внутренней секреции регулирует центральная нервная система, в которой находится ряд центров, связанных с функцией желез. В свою очередь гормоны влияют на деятельность нервной системы. Нарушение взаимодействия этих двух систем сопровождается серьезными расстройствами функций органов и организма в целом.

   Пища - единственный источник энергетических и пластических, т.е. строительных ресурсов для организма. Сначала она механически измельчается во рту, а затем под действием ферментов желудка и кишечника расщепляется на вещества, способные всасываться в кровь. Так углеводы расщепляются до моносахаров, жиры - до жирных кислот, а белки - до аминокислот. Когда по мере всасывания этих веществ их концентрация в крови увеличивается, в действие вступает гормон инсулин. Он играет важную роль в усвоении поступивших продуктов - способствует транспорту глюкозы и аминокислот из крови в клетки печени и скелетных мышц и активирует там ферменты, необходимые для синтеза гликогена из глюкозы и белков из аминокислот. Когда повышенная приёмом пищи концентрация в крови глюкозы, аминокислот и жирных кислот постепенно понизится и достигнет заданного уровня, возникает новая задача гомеостатического регулирования. Клетки по потребности забирают из крови нужные себе вещества. Многие гормоны вынуждают клетку расставаться с энергетическими запасами, стимулируя в них расщепление гликогена и образование глюкозы - это контринсулярные гормоны: глюкагон, соматотропин, АКТГ, катехоламин, кортизол. Нервная система также не остаётся безучастной: если влияние парасимпатических нервов способствовало расщеплению пищи в желудке и кишечнике, а также выделению инсулина (то есть созданию запаса энергии), то повышенная активность симпатических нервов увеличивает расход энергии и повышает уровень сахара в крови. 
 

3. Сон — особое состояние сознания человека, включающее в себя ряд стадий, закономерно повторяющихся в течение ночи. Появление этих стадий обусловлено активностью различных структур мозга.

   Во время сна периодически чередуются две основные фазы: медленный и быстрый сон, причём в начале сна преобладает длительность медленной фазы, а перед пробуждением — растёт длительность быстрого сна. Полисомнография (система регистрации электроэнцефалограммы, электроокулограммы и электромиографммы) показывает, что сон у большинства людей состоит из 4—6 волнообразных циклов, длительностью 80—100 мин.

   Каждый цикл включает фазы «медленного», или ортодоксального, сна (МС), на долю которого приходится 75% сна, и «быстрого», или парадоксального (БС), составляющего около 25%.

  Медленный сон (син.: медленноволновой сон, ортодоксальный сон).

  Первая стадия. Альфа-ритм уменьшается и появляются низкоамплитудные медленные тета- и дельта-волны. Поведение: дремота с полусонными мечтаниями и сноподобными галлюцинациями. В эту стадию могут интуитивно появляться идеи, способствующие успешному решению той или иной проблемы.

   Вторая стадия. На этой стадии появляются так называемые «сонные веретёна» — сигма-ритм, который представляет собой учащённый альфа-ритм (12-14-20 Гц). С появлением «сонных веретён» происходит отключение сознания; в паузы между веретёнами (а они возникают примерно 2—5 раз в минуту) человека легко разбудить. Повышаются пороги восприятия. Самый чувствительный анализатор — слуховой (мать просыпается на крик ребёнка, каждый человек просыпается на называние своего имени).

  Третья стадия. Характеризуется всеми чертами второй стадии, в том числе наличием «сонных веретён», к которым добавляются медленные высокоамплитудные дельта-колебания (2 Гц).

  Четвёртая стадия. Самый глубокий сон. Преобладают дельта-колебания (2 Гц). Третью и четвёртую стадии часто объединяют под названием дельта-сна. В это время человека разбудить очень сложно; возникают 80 % сновидений, и именно на этой стадии возможны приступы лунатизма и ночные кошмары, однако человек почти ничего из этого не помнит. Первые четыре медленноволновые стадии сна в норме занимают 75—80 % всего периода сна.

  Предполагают, что медленный сон связан с восстановлением энергозатрат.

  Быстрый сон (син.: быстроволновой сон, парадоксальный сон, стадия быстрых движений глаз, или сокращенно БДГ-сон, REM-сон).

  Это пятая стадия сна. Эта стадия открыта в 1953 г. Клейтманом и его аспирантом Аcеринским. ЭЭГ: быстрые колебания электрической активности, близкие по значению к бета-волнам. Это напоминает состояние бодрствования. Вместе с тем в эту стадию человек находится в полной неподвижности, вследствие резкого падения мышечного тонуса. Однако глазные яблоки очень часто и периодически совершают быстрые движения под сомкнутыми веками. Существует отчетливая связь между БДГ и сновидениями. Если в это время разбудить спящего, то в 90 % случаев можно услышать рассказ о ярком сновидении.

   Фаза быстрого сна от цикла к циклу удлиняется, а глубина сна снижается. Быстрый сон прервать труднее, чем медленный, хотя именно быстрый сон ближе к порогу бодрствования. Прерывание быстрого сна вызывает более тяжёлые нарушения психики по сравнению с нарушениями медленного сна. Часть прерванного быстрого сна должна восполняться в следующих циклах.

  Предполагают, что быстрый сон обеспечивает функции психологической защиты, переработку информации, ее обмен между сознанием и подсознанием.

Фазы сна

  Первой фазой сна является дремота – абсолютно неглубокая фаза, которая длится до пяти минут с момента засыпания. ЭЭГ этой фазы напоминает ту, которая регистрируется в момент отдыха и расслабления человека.

   Если в момент этой фазы человека ничто не потревожит, то она плавно перетекает во вторую фазу, которая длится около двадцати минут и характеризуется появлением на ЭЭГ сонных веретен – низкоамплитудных и высокочастотных импульсных всплесков.

  Третья фаза – глубокий сон. Во время этой фазы глаза спящего начинают медленно двигаться. На ЭЭГ появляются волны низкой частоты и высокой амплитуды – их называют дельта волны.

  Четвертая фаза сна – это наиболее глубокий сон. Дельта волны замедляются. Дыхание становится более глубоким, вдохи и выдохи совершаются медленнее. Сердечный ритм также замедляется. Глаза спящего, так же как и в предыдущей фазе, совершают медленные движения из стороны в стороны.

   Четвертая фаза сна длится от двадцати до тридцати минут, после этого мозг снова возвращается ко второй фазе сна. Начинается обратный ход, вверх по фазам, но вместо того чтобы проснуться, человек переходит к пятой фазе сна. Характерным признаком этой фазы являются быстрые движения глаз (именно отсюда эта фаза сна получила свое название – REM – сна от английского “rapid eyes movement” – быстрые движения глаз). Его длительность составляет около 10 минут, но к концу ночи продолжительность пятой фазы сна увеличивается. Во время этой фазы ЭЭГ мозга человека становится такой же, как и во время бодрствования. Дыхание учащается, ускоряется сердечный ритм. Кроме того, поднимется температура тела и давление. И на фоне этого почти полностью пропадает тонус мышцы – все мышцы, за исключением тех, с помощью которых человек двигает глазами, дышит и слышит, полностью расслабляются. Таким образом, мозг очень активен, человек видит сны, а его тело полностью расслаблено. Хотя и было доказано, что и во время медленных фаз сна человек может видеть сны, но они короче, не такие яркие и эмоциональные и хуже запоминались испытуемыми. Пятую фазу сна еще называют «парадоксальным сном», именно из-за этой особенности – полное расслабление организма и активная работа мозга.

   После окончания пятой фазы, снова следует цикл – вторая, третья и четвертая фазы сна. Продолжительность цикла сна весьма индивидуальна и может зависеть от нескольких факторов, однако в среднем она составляет полтора часа.

   Замечено, что наиболее эффективный сон – это сон, который состоит из полных циклов. Так, если человек проспит около шести часов и проснется по окончанию четвертого цикла сна, то он выспится лучше, будет чувствовать себя намного более бодрым и отдохнувшим, чем, если он проспит семь часов и проснется во время фазы медленного сна.