Böbrekler, düzgün çalıştığında vücuttan zararlı maddeleri uzaklaştıran kanın doğal bir "filtresi" görevi görür. Vücutta böbrek fonksiyonunun düzenlenmesi, vücudun kararlı çalışması için hayati öneme sahiptir ve bağışıklık sistemi. Rahat bir yaşam için iki organa ihtiyaç vardır. Bir kişinin bunlardan biriyle kaldığı zamanlar vardır - yaşamak mümkündür, ancak hayatınız boyunca hastanelere bağımlı olmanız gerekecek ve enfeksiyonlara karşı koruma birkaç kez azalacaktır. Böbrekler neden sorumludur, insan vücudunda neden gereklidir? Bunu yapmak için işlevlerini incelemelisiniz.
böbreklerin yapısı
Biraz anatomiye inelim: boşaltım organları böbrekleri içerir - bu, fasulye şeklindeki eşleştirilmiş bir organdır. Bel bölgesinde bulunurlar, sol böbrek ise daha yüksektir. Doğa böyledir: sağ böbreğin üzerinde, hiçbir yere hareket etmesine izin vermeyen karaciğer vardır. Boyutla ilgili olarak, organlar hemen hemen aynıdır, ancak sağdakinin biraz daha küçük olduğuna dikkat edin.
Anatomileri nedir? Dışarıdan organ koruyucu bir kabukla kaplıdır ve içinde sıvıyı biriktirip çıkarabilen bir sistem düzenler. Ayrıca sistem, medulla ve korteksi oluşturan, dış ve iç tabakaları sağlayan parankimi içerir. Parankima - bağlayıcı taban ve kabukla sınırlı bir dizi temel öğe. Biriktirme sistemi, sistemde büyük bir tane oluşturan küçük bir renal kaliks ile temsil edilir. İkincisinin bağlantısı bir pelvis oluşturur. Buna karşılık, pelvis bağlanır mesaneüreterler yoluyla.
Ana aktiviteler
Gün boyunca böbrekler vücuttaki tüm kanı pompalarken toksinleri, mikropları ve diğer zararlı maddeleri toksinlerden arındırır. Gün boyunca böbrekler ve karaciğer kanı cüruftan, toksinlerden işler ve arındırır, çürüme ürünlerini giderir. Böbreklerden günde 200 litreden fazla kan pompalanır ve bu da saflığını sağlar. Negatif mikroorganizmalar kan plazmasına nüfuz eder ve mesaneye gider. Peki böbrekler ne yapar? Böbreklerin sağladığı iş miktarı göz önüne alındığında, bir kişi onlarsız var olamaz. Böbreklerin ana işlevleri aşağıdaki işleri gerçekleştirir:
- boşaltım (boşaltım);
- homeostatik;
- metabolik;
- endokrin;
- salgı;
- hematopoetik fonksiyon.
Boşaltım işlevi - böbreklerin ana görevi olarak
İdrar oluşumu ve atılımı, vücudun boşaltım sistemindeki böbreklerin ana işlevidir. boşaltım işlevi zararlı maddeleri iç ortamdan uzaklaştırmaktır. Başka bir deyişle, böbreklerin asit durumunu düzeltme, su-tuz metabolizmasını stabilize etme ve kan basıncının korunmasına katılma yeteneğidir. Ana görev tam olarak böbreklerin bu işlevinde yatmaktadır. Ayrıca sıvıdaki tuzların, proteinlerin miktarını düzenler ve metabolizmayı sağlarlar. Böbreklerin boşaltım işlevinin ihlali korkunç bir sonuca yol açar: koma, homeostazın bozulması ve hatta ölüm. Bu durumda, böbreklerin boşaltım işlevinin ihlali, kandaki toksin seviyesinin artmasıyla kendini gösterir.
Böbreklerin boşaltım işlevi, böbreklerdeki fonksiyonel birimler olan nefronlar aracılığıyla gerçekleştirilir. Fizyolojik açıdan nefron, proksimal tübülleri ve toplama tüpü olan bir kapsül içindeki böbrek cisimciğidir. Nefronlar sorumlu bir iş yapıyor - kontrol ediyorlar doğru uygulamaİnsanlarda iç mekanizmalar.
boşaltım işlevi. işin aşamaları
Böbreklerin boşaltım işlevi aşağıdaki aşamalardan geçer:
- salgı;
- süzme;
- yeniden emilim.
Böbreklerin boşaltım fonksiyonunun ihlali, böbreğin toksik bir durumunun gelişmesine yol açar. Salgılama sırasında metabolik ürün, elektrolit dengesi kandan uzaklaştırılır. Filtrasyon, bir maddenin idrara girdiği süreçtir. Bu durumda böbreklerden geçen sıvı kan plazmasına benzer. Filtrelemede, organın işlevsel potansiyelini karakterize eden bir gösterge ayırt edilir. Bu göstergeye hız denir. glomerüler filtrasyon. Bu değer, belirli bir süre için idrar çıkış hızını belirlemek için gereklidir. Önemli elementlerin idrardan kana emilme yeteneğine yeniden emilim denir. Bu elementler proteinler, amino asitler, üre, elektrolitlerdir. Yeniden emilim oranı, gıdadaki sıvı miktarından ve organın sağlığından göstergeleri değiştirir.
Salgı işlevi nedir?
Homeostatik organlarımızın iç iş mekanizmasını ve metabolik göstergeleri kontrol ettiğini bir kez daha not ediyoruz. Kanı süzerler, kan basıncını izlerler ve biyolojik olarak aktif maddeleri sentezlerler. Bu maddelerin görünümü doğrudan salgı aktivitesi ile ilgilidir. İşlem, maddelerin salgılanmasını yansıtır. Boşaltımdan farklı olarak, böbreklerin salgılama işlevi, glikoz, amino asitler ve diğerleri içermeyen bir sıvı olan ikincil idrarın oluşumunda yer alır. vücuda faydalı maddeler. Tıpta birkaç yorum olduğundan, "sekresyon" terimini ayrıntılı olarak düşünün:
- daha sonra vücuda geri dönecek maddelerin sentezi;
- sentezleme kimyasal maddeler kanın doymuş olduğu;
- gereksiz elementlerin nefron hücreleri tarafından kandan uzaklaştırılması.
homeostatik çalışma
Homeostatik fonksiyon, vücudun su-tuz ve asit-baz dengesini düzenlemeye yarar.
Böbrekler tüm vücudun su-tuz dengesini düzenler. Su-tuz dengesi şu şekilde açıklanabilir: homeostatik organların hücre içi ve hücre dışı suların iyonik bileşimini etkilediği insan vücudunda sabit miktarda sıvının korunması. Bu işlem sayesinde sodyum, klorür iyonlarının %75'i glomerüler filtreden geri emilirken, anyonlar serbestçe hareket eder ve su pasif olarak geri emilir.
Vücudun asit-baz dengesinin düzenlenmesi karmaşık ve kafa karıştırıcı bir olgudur. Kanda sabit bir pH'ın korunması, "filtre" ve tampon sistemlerinden kaynaklanmaktadır. Doğal miktarlarını normalleştiren asit-baz bileşenlerini uzaklaştırırlar. Kanın pH'ı değiştiğinde (bu fenomene tübüler asidoz denir), alkali idrar oluşur. Tübüler asidoz sağlık için bir tehdit oluşturur, ancak h + salgılanması, ammoniogenez ve glukoneogenez şeklindeki özel mekanizmalar, idrarın oksidasyonunu durdurur, enzimlerin aktivitesini azaltır ve asitle reaktif maddelerin glikoza dönüştürülmesinde rol oynar.
Metabolik fonksiyonun rolü
Böbreklerin vücuttaki metabolik işlevi, kanın pıhtılaşmasını, kalsiyum metabolizmasını ve kırmızı kan hücrelerinin görünümünü etkiledikleri için biyolojik olarak aktif maddelerin (renin, eritropoietin ve diğerleri) sentezi yoluyla gerçekleşir. Bu aktivite böbreklerin metabolizmadaki rolünü belirler. Proteinlerin metabolizmasına katılım, amino asitlerin yeniden emilmesi ve vücut dokuları tarafından daha fazla atılmasıyla sağlanır. Amino asitler nereden geliyor? İnsülin, gastrin, paratiroid hormonu gibi biyolojik olarak aktif maddelerin katalitik bölünmesinden sonra ortaya çıkar. Glikoz katabolizması süreçlerine ek olarak, dokular glikoz üretebilir. Glikoneogenez korteks içinde gerçekleşirken glikoliz medullada meydana gelir. Asidik metabolitlerin glikoza dönüştürülmesinin kan pH'ını düzenlediği ortaya çıktı.
Böbrekler, proteinlerin, lipidlerin ve karbonhidratların metabolizmasında yer alır. Bu işlev, fizyolojik olarak önemli bir dizi kandaki konsantrasyonun sabitliğini sağlamaya böbreklerin katılımından kaynaklanmaktadır. organik madde. Renal glomerüllerde, düşük moleküler ağırlıklı proteinler ve peptitler süzülür. Proksimal nefronda amino asitlere veya dipeptitlere bölünürler ve bazal plazma zarından kana taşınırlar. Böbrek hastalığı ile bu işlev bozulabilir. Böbrekler glikoz sentezleyebilir (glukoneogenez). Uzun süreli açlık ile böbrekler vücutta oluşan ve kan dolaşımına giren toplam glikoz miktarının% 50'sine kadarını sentezleyebilir. Enerji harcaması için böbrekler glikoz veya serbest yağ asidi. Kandaki düşük glikoz seviyesi ile böbrek hücreleri, yağ asitlerini daha fazla tüketir, hiperglisemi ile glikoz ağırlıklı olarak parçalanır. Böbreklerin lipit metabolizmasındaki önemi, serbest yağ asitlerinin böbrek hücrelerinde triaçilgliserol ve fosfolipidlerin bileşimine dahil edilebilmesi ve bu bileşikler şeklinde kana girebilmesi gerçeğinde yatmaktadır.
böbrek aktivitesinin düzenlenmesi
Tarihsel olarak, böbrekleri innerve eden götürücü sinirlerin tahrişi veya kesilmesi ile yapılan deneyler ilgi çekicidir. Bu etkiler altında, diürez önemsiz bir şekilde değişti. Böbrekler boyuna nakledildiğinde ve böbrek arteri şah damarına dikildiğinde çok az değişiklik oldu. Bununla birlikte, bu koşullar altında bile, ağrı uyarısına veya su yüküne karşı şartlandırılmış refleksler geliştirmek mümkün olmuştur ve şartsız refleks etkileri altında diürez de değişmiştir. Bu deneyler, böbrekler üzerindeki refleks etkilerinin, böbreklerin efferent sinirleri yoluyla çok fazla gerçekleştirilmediğini (diürez üzerinde nispeten az etkiye sahip olduklarını), ancak hormonların (ADH, aldosteron) bir refleks salınımı olduğunu varsaymak için sebep verdi. böbreklerdeki diürez süreci üzerinde doğrudan etkileri vardır. Bu nedenle, idrara çıkma düzenleme mekanizmalarında aşağıdaki türleri ayırt etmek için her türlü neden vardır: koşullu refleks, koşulsuz refleks ve hümoral.
Böbrek, iç ortamın sıvılarının bileşiminin ve hacminin sabitliğini sağlayan çeşitli refleksler zincirinde yürütme organı olarak hizmet eder. Merkezi sinir sistemi, iç ortamın durumu hakkında bilgi alır, sinyallerin entegrasyonu gerçekleşir ve böbreklerin aktivitesinin düzenlenmesi sağlanır. Ağrı tahrişiyle ortaya çıkan anüri, koşullu bir refleksle yeniden üretilebilir. Ağrı anürisinin mekanizması, nörohipofiz tarafından vazopressin salgılanmasını uyaran hipotalamik merkezlerin tahrişine dayanır. Bununla birlikte, sinir sisteminin sempatik kısmının aktivitesi ve adrenal bezler tarafından katekolaminlerin salgılanması artar, bu da hem glomerüler filtrasyondaki azalma hem de tübüler su geri emilimindeki artış nedeniyle idrara çıkmada keskin bir düşüşe neden olur.
Koşullu bir refleks sadece bir azalmaya değil, aynı zamanda diürezde bir artışa da neden olabilir. Koşullu bir uyaranın etkisiyle birlikte köpeğin vücuduna tekrar tekrar su verilmesi, idrara çıkmada bir artışla birlikte koşullu bir refleks oluşumuna yol açar. Bu durumda şartlandırılmış refleks poliürinin mekanizması, serebral korteksten hipotalamusa impulsların gönderilmesi ve ADH salgılanmasının azalmasına dayanmaktadır. Adrenerjik lifler boyunca gelen impulslar, sodyum taşınmasını uyarır ve kolinerjik lifler boyunca glikozun yeniden emilmesini ve organik asitlerin salgılanmasını aktive eder. Adrenerjik sinirlerin katılımıyla idrara çıkmadaki değişim mekanizması, adenilat siklazın aktivasyonu ve tübül hücrelerinde cAMP oluşumundan kaynaklanır. Katekolamine duyarlı adenilat siklaz, distal kıvrımlı tübül hücrelerinin bazolateral zarlarında ve toplayıcı kanalların ilk bölümlerinde bulunur. Böbreğin afferent sinirleri, iyonik düzenleme sisteminde bilgilendirici bir bağlantı olarak önemli bir rol oynar ve böbrek-renal reflekslerin uygulanmasını sağlar. İdrara çıkmanın hümoral-hormonal düzenlemesine gelince, bu yukarıda ayrıntılı olarak açıklanmıştır.
Böbrekler, insan vücudunun kanla en iyi beslenen organları arasındadır. Kütleleri vücut ağırlığının ancak %0,8'ine ulaşsa da, tüm kan oksijeninin %8'ini tüketirler.
Kortikal tabaka, aerobik bir metabolizma türü olan medulla - anaerobik ile karakterize edilir.
böbrekler var geniş bir yelpazede aktif olarak çalışan tüm dokularda bulunan enzimler. Aynı zamanda, böbrek hastalığında kandaki içeriğinin belirlenmesi tanısal bir değere sahip olan "organa özgü" enzimlerinde farklılık gösterirler. Bu enzimler başlıca, amidin grubunu argininden glisine aktaran glisin amido transferazı (pankreasta da aktiftir) içerir. Bu reaksiyon, kreatin sentezindeki ilk adımdır:
Glisin amido transferaz
L-Arginin + Glisin L-Ornitin + Glikosamin
İtibaren izoenzim spektrumu böbreklerin kortikal tabakası için LDH 1 ve LDH 2 karakteristiktir ve medulla- LDH 5 ve LDH 4. akut için böbrek hastalığı kanda, laktat dehidrojenazın (LDH 1 ve LDH 2) aerobik izoenzimlerinin ve alanin aminopeptidaz -AAP 3 izoenziminin artan aktivitesi belirlenir.
Karaciğer ile birlikte böbrekler glukoneogenez yapabilen bir organdır. Bu işlem proksimal tübüllerin hücrelerinde gerçekleşir. Ana Glutamin, glukoneogenez için bir substrattır., gerekli pH'ı korumak için aynı anda bir tampon işlevi gerçekleştirir. Glikoneogenezin anahtar enziminin aktivasyonu - fosfoenolpiruvat karboksikinaz akan kanda asidik eşdeğerlerin ortaya çıkmasından kaynaklanır . Bu nedenle devlet asidoz bir yandan glukoneogenezisin uyarılmasına, diğer yandan NH3 oluşumunda bir artışa, yani asidik ürünlerin nötralizasyonu. Yine de AŞIRI amonyak üretimi - hiperamonyemi - zaten metabolik gelişimine neden olacaktır alkaloz. Kandaki amonyak konsantrasyonundaki artış, karaciğerde üre sentezi süreçlerinin ihlalinin en önemli belirtisidir.
İdrar oluşum mekanizması.
İnsan böbreğinde 1.2 milyon nefron vardır. Nefron, morfolojik ve işlevsel olarak farklılık gösteren birkaç bölümden oluşur: glomerulus (glomerulus), proksimal tübül, Henle halkası, distal tübül ve toplama kanalı. Glomerüller her gün 180 litre getirilen kan plazmasını filtreler. Glomerüllerde, kan plazmasının ultrafiltrasyonu meydana gelir ve bu da birincil idrar oluşumuyla sonuçlanır.
Moleküler ağırlığı 60.000 Da'ya kadar olan moleküller birincil idrara girer, yani içinde neredeyse hiç protein yoktur. Böbreklerin filtrasyon kapasitesi, belirli bir bileşiğin temizlenmesine (saflaştırılmasına) - böbrekten geçerken bu maddeden tamamen kurtulabilen ml plazma sayısına (daha fazla ayrıntı için fizyolojiye bakın) göre değerlendirilir. kurs).
Renal tübüller, maddelerin emilimini ve salgılanmasını gerçekleştirir. Bu işlev, farklı bağlantılar için farklıdır ve tübülün her bir segmentine bağlıdır.
Su ve içinde çözünmüş Na +, K +, Cl -, HCO 3 - iyonlarının emilmesi sonucu proksimal tübüllerde. birincil idrar konsantrasyonu başlar. Su emilimi, aktif olarak taşınan sodyumun ardından pasif olarak gerçekleşir. Proksimal tübüllerin hücreleri ayrıca birincil idrardan glikoz, amino asitler ve vitaminleri geri emer.
Distal tübüllerde ilave Na+ geri emilimi meydana gelir. Buradaki su emilimi, sodyum iyonlarından bağımsız olarak gerçekleşir. İyonlar K +, NH 4 +, H +, tübüllerin lümenine salgılanır (K + 'nın Na + 'dan farklı olarak yalnızca yeniden emilemeyeceğini, aynı zamanda salgılanabileceğini de unutmayın). Salgılama sürecinde, hücreler arası sıvıdan gelen potasyum, “K + -Na + -pompasının” çalışması nedeniyle bazal plazma zarından tübül hücresine girer ve daha sonra pasif olarak difüzyonla lümen içine salınır. apikal hücre zarından nefron tübülü. Şek. "K + -Na + -pompa" veya K + -Na + -ATP-az'ın yapısı gösterilmektedir (Şekil 1)
Şekil 1 K + -Na + -ATPase'in İşleyişi
Toplama kanallarının medüller bölümünde idrarın son konsantrasyonu gerçekleşir. Böbreklerin filtre ettiği sıvının sadece %1'i idrara dönüşür. Toplama kanallarında, su, vazopressin etkisi altında yerleşik aquoporinler II (su taşıma kanalları) yoluyla yeniden emilir. Birincilden birçok kat daha yüksek ozmotik aktiviteye sahip olan nihai (veya ikincil) idrarın günlük miktarı ortalama 1,5 litredir.
Böbreklerdeki çeşitli bileşiklerin yeniden emilimi ve salgılanması, CNS ve hormonlar tarafından düzenlenir. Bu nedenle, duygusal ve ağrılı stres ile anüri (idrarın durması) gelişebilir. Vazopressin ile su emilimi artar. Eksikliği su diürezine yol açar. Aldosteron, sodyumun ve bununla birlikte suyun yeniden emilimini arttırır. Paratirin, kalsiyum ve fosfatların emilimini etkiler. Bu hormon fosfat atılımını arttırırken D vitamini geciktirir.
Asit-baz dengesinin korunmasında böbreklerin rolü. Kan pH'ının sabitliği, tampon sistemleri, akciğerler ve böbrekler tarafından korunur. Hücre dışı sıvının (ve dolaylı olarak - hücre içi) pH'ının sabitliği, akciğerler tarafından C02'yi, böbrekleri - amonyak ve protonları uzaklaştırarak ve bikarbonatları yeniden emerek sağlar.
Asit-baz dengesinin düzenlenmesindeki ana mekanizmalar, sodyumun yeniden emilmesi ve katılımıyla oluşan hidrojen iyonlarının salgılanması sürecidir. karbanhidraz.
Karbanhidraz (kofaktör Zn), su ve karbondioksitten karbonik asit oluşumunda dengenin restorasyonunu hızlandırır:
H 2 O + CO 2 ⇄ H 2 BÖYLE 3 ⇄ H + + NSO 3 –
Asidik değerlerde pH yükselir R CO2 ve aynı zamanda kan plazmasındaki CO2 konsantrasyonu. CO2 zaten kandan renal tübüllerin hücrelerine daha büyük miktarlarda difüze olur (). Renal tübüllerde, karbanhidrazın etkisi altında, bir proton ve bir bikarbonat iyonuna ayrışan karbonik asit (•) oluşur. ATP'ye bağımlı bir proton pompası yardımıyla veya Na+ ile yer değiştirerek H+-iyonları tübül lümenine taşınır (). Burada H 2 PO 4 - oluşturmak için HPO 4 2-'ye bağlanırlar. Tübülün karşı tarafında (kılcal damara bitişik), sodyum katyonu (Na + kotransport) ile birlikte kan plazmasına giren bir karbanhidraz reaksiyonu () yardımıyla bikarbonat oluşur (Şekil 2) .
Karbanhidraz aktivitesi inhibe edilirse, böbrekler asit salgılama yeteneklerini kaybeder.
Pirinç. 2. Böbreğin tübül hücresindeki iyonların yeniden emilme ve salgılanma mekanizması
Vücutta sodyumun korunmasına katkı sağlayan en önemli mekanizma böbreklerde amonyak oluşumudur. NH3, idrarın asidik eşdeğerlerini nötralize etmek için diğer katyonların yerine kullanılır. Böbreklerdeki amonyağın kaynağı, glutaminin deaminasyonu ve başta glutamin olmak üzere amino asitlerin oksidatif deaminasyonudur.
Glutamin, glutamin sentaz enzimi tarafından kendisine NH3 eklenmesiyle oluşturulan veya transaminasyon reaksiyonlarında sentezlenen bir glutamik asit amididir. Böbreklerde, glutaminin amid grubu, glutaminaz I enzimi tarafından hidrolitik olarak glutaminden ayrılır. Bu durumda, serbest amonyak oluşur:
glutaminaz ben
Glutamin Glutamik asit + NH 3
glutamat dehidrojenaz
α-ketoglutarik
asit + NH3
Amonyak renal tübüllere kolayca difüze olabilir ve burada bir amonyum iyonu oluşturmak üzere protonları bağlamak kolaydır: NH 3 + H + ↔NH 4 +
Öncelikle böbrek metabolizması kavramları ile böbreğin metabolik işlevi arasındaki farkı anlamak gerekir. Böbrek metabolizması, böbreğin tüm işlevlerini yerine getirmesini sağlayan metabolik süreçlerdir. Böbreklerin metabolik işlevi, iç ortamın sıvılarında sabit bir protein, karbonhidrat ve lipid seviyesinin korunmasıyla ilişkilidir.
Albüminler ve globülinler glomerüler zardan geçmezler, ancak düşük moleküler ağırlıklı proteinler ve peptidler serbestçe filtrelenir. Sonuç olarak, hormonlar ve değiştirilmiş proteinler sürekli olarak tübüllere girer. Nefronun proksimal tübülünün hücreleri onları yakalar ve daha sonra bazal plazma zarı yoluyla hücre dışı sıvıya ve daha sonra kana taşınan amino asitlere ayırır. Bu, vücuttaki amino asit fonunun restorasyonuna katkıda bulunur. Yani böbrekler oynuyor önemli rol vücudun fizyolojik olarak aktif maddelerden kurtulduğu için düşük moleküler ve değiştirilmiş proteinlerin parçalanmasında, düzenlemenin doğruluğunu artırır ve kana geri dönen amino asitler yeni sentez için kullanılır. Böbrekler aktif bir glikoz üretim sistemine sahiptir. Uzun süreli açlık ile böbrekler, kana giren toplam glikoz miktarının yaklaşık yarısını sentezler. Bunun için organik asitler kullanılır. Bu asitleri kimyasal olarak nötr bir madde olan glikoza dönüştürerek böbrekler böylece kan pH'ının dengelenmesine katkıda bulunur, bu nedenle alkaloz ile asidik substratlardan glikoz sentezi azalır.
Böbreğin lipid metabolizmasına katılımı, böbreğin kandan serbest yağ asitlerini çıkarması ve bunların oksidasyonunun büyük ölçüde böbreğin çalışmasını sağlamasından kaynaklanmaktadır. Bu plazma asitleri albümine bağlıdır ve bu nedenle filtrelenmezler. İnterstisyel sıvıdan nefron hücrelerine girerler. Serbest yağ asitleri, burada çeşitli performansta önemli bir rol oynayan böbreğin fosfolipitlerine dahil edilir. taşıma fonksiyonları. Böbrekteki serbest yağ asitleri de triaçilgliseritler ve fosfolipidlerin bileşimine dahil edilir ve daha sonra bu bileşikler şeklinde kana girer.
böbrek aktivitesinin düzenlenmesi
sinir düzenlemesi. Böbrekler, vücudun iç ortamının sabitliğini düzenleyen çeşitli refleksler sistemindeki önemli yürütme organlarından biridir. Sinir sistemi, idrar oluşumunun tüm süreçlerini etkiler - filtrasyon, yeniden emilim ve sekresyon.
Böbrekleri innerve eden sempatik liflerin tahrişi böbreklerin daralmasına neden olur. kan damarları böbreklerde. Afferent arteriyollerin daralmasına glomerüllerdeki kan basıncının düşmesi ve filtrasyon miktarının azalması eşlik eder. Getiren arteriyollerin daralmasıyla filtrasyon basıncı yükselir ve filtrasyon artar. Sempatik Etkiler sodyum geri emilimini uyarır.
Parasempatik etkiler glikozun geri emilimini ve organik asitlerin salgılanmasını aktive eder.
Ağrılı tahrişler, idrara çıkmanın tamamen kesilmesine kadar idrara çıkmada refleks azalmasına yol açar. Bu fenomenin adı ağrılı anüri Ağrılı anürinin mekanizması, sempatik sinir sisteminin aktivitesinde ve adrenal bezler tarafından katekolaminlerin salgılanmasında bir artışla afferent arteriyollerin spazmının meydana gelmesidir, bu da glomerüler filtrasyonda keskin bir azalmaya yol açar. Dışında sonuç olarak bu hipotalamus çekirdeklerinin aktivasyonu, suyun yeniden emilmesini artıran ve böylece diürezi azaltan ADH salgılanmasında bir artış vardır. Bu hormon, enzimin aktivasyonu yoluyla dolaylı olarak toplayıcı kanalların duvarlarının geçirgenliğini arttırır. hiyalüronidaz. Bu enzim, toplama kanallarının duvarlarının hücreler arası maddesinin bir parçası olan hyaluronik asidi depolimerize eder. Hücreler arası boşlukların artması nedeniyle toplama kanallarının duvarları daha gözenekli hale gelir ve suyun ozmotik gradyan boyunca hareketi için koşullar yaratılır. Hiyalüronidaz enzimi, görünüşe göre toplayıcı kanalların epitelyumu tarafından oluşturulur ve ADH'nin etkisi altında aktive edilir. ADH sekresyonunun azalması ile distal nefron duvarları neredeyse tamamen su geçirmez hale gelir ve bunun büyük bir kısmı idrarla atılırken diürez günde 25 litreye kadar çıkabilir. Böyle bir duruma denir diyabet şekeri (diyabet şekeri).
Ağrılı tahriş ile gözlenen idrara çıkmanın kesilmesi şartlı bir refleksten kaynaklanabilir. Koşullu bir refleks yolunda diürezde bir artışa da neden olabilir. Diürezdeki koşullu refleks değişiklikleri, merkezi sinir sisteminin daha yüksek bölümlerindeki, yani serebral korteksteki böbreklerin aktivitesi üzerinde bir etki olduğunu gösterir.
hümoral düzenleme. Böbreklerin aktivitesinin hümoral düzenlenmesi öncü bir rol oynar. Genel olarak, böbreklerin aktivitesinin yeniden yapılandırılması, sürekli değişen varoluş koşullarına adaptasyonu, esas olarak çeşitli hormonların glomerüler ve kaial aparatı üzerindeki etkisiyle ayırt edilir: ADH, aldosteron, paratiroid hormonu, tiroksin ve diğerleri. ilk ikisi en önemlileridir.
Antidiüretik hormon, yukarıda belirtildiği gibi, suyun geri emilimini arttırır ve böylece diürezi azaltır (adı buradan gelir). Bu, kanın sabit ozmotik basıncını korumak için gereklidir. Ozmotik basıncın artmasıyla ADH salgılanması artar ve bu da konsantre idrarın ayrılmasına yol açar, bu da vücudu minimum su kaybıyla fazla tuzlardan kurtarır. Kanın ozmotik basıncının düşmesi, ADH salgılanmasının azalmasına ve bunun sonucunda daha fazla sıvı idrarın atılmasına ve vücudun fazla sudan salınmasına neden olur.
ADH sekresyonunun seviyesi sadece ozmoreseptörlerin aktivitesine değil, aynı zamanda intravasküler ve hücre dışı sıvı hacmindeki değişikliklere yanıt veren volomoreseptörlerin aktivitesine de bağlıdır.
Aldosteron hormonu, böbrek tübüllerinin hücreleri tarafından sodyum iyonlarının yeniden emilmesini ve potasyum salgılanmasını arttırır. Hücre dışı sıvıdan bu hormon, bazal plazma zarından hücrenin sitoplazmasına nüfuz eder, reseptörle birleşir ve bu kompleks, kendisi için stereospesifik kromatin ile yeni bir aldosteron kompleksinin oluşturulduğu çekirdeğe girer. Aldosteronun etkisi altında potasyum iyonlarının salgılanmasındaki bir artış, hücrenin protein sentezleme aparatının aktivasyonu ile ilişkili değildir. Aldosteron, apikal hücre zarının potasyum geçirgenliğini arttırır ve böylece potasyum iyonlarının idrara akışını arttırır. Aldosteron vücuttaki kalsiyum ve magnezyumun geri emilimini azaltır. yakın kısımlar tübüller.
Nefes
Nefes almak yaşamsal unsurlardan biridir. önemli işlevler organizma, hücrelerde redoks işlemlerinin optimal seviyesini korumayı amaçlamaktadır. Solunum, oksijenin dokulara taşınmasını, metabolik süreçte hücreler tarafından kullanılmasını ve oluşan karbondioksitin atılmasını sağlayan karmaşık bir biyolojik süreçtir.
Tüm karmaşık solunum süreci üç ana aşamaya ayrılabilir: dış solunum, gazların kanla taşınması ve doku solunumu.
dış solunum - Bir organizma ile onu çevreleyen atmosferik hava arasındaki gaz değişimi. Dış solunum da iki aşamaya ayrılabilir:
Atmosferik ve alveoler hava arasındaki gaz değişimi;
Pulmoner kılcal damarların kanı ile alveolar hava arasındaki gaz değişimi (akciğerlerdeki gaz değişimi).
Gazların kan yoluyla taşınması. Oksijen ve karbondioksit serbest çözünmüş halde küçük miktarlarda taşınır, bu gazların ana hacmi bağlı halde taşınır. Oksijenin ana taşıyıcısı hemoglobindir. Hemoglobin yardımıyla %20'ye varan oranda karbondioksit (karbhemoglobin) de taşınır. Karbondioksitin geri kalanı plazma bikarbonatları şeklinde taşınır.
İç veya doku solunumu. Bu nefes alma aşaması da ikiye ayrılabilir:
Kan ve dokular arasında gaz alışverişi;
Hücresel oksijen tüketimi ve karbondioksit salınımı.
Dış solunum döngüsel olarak gerçekleştirilir ve inhalasyon, ekshalasyon ve solunum duraklama aşamasından oluşur. İnsanlarda solunum hareketlerinin sıklığı dakikada ortalama 16-18'dir.
Solunum ve ekshalasyonun biyomekaniği
Soluma, solunum (solunum) kaslarının kasılması ile başlar.
Kasılması göğüs boşluğu hacminin artmasına neden olan kaslara inspiratuar, kasılması göğüs boşluğu hacminin azalmasına neden olan kaslara ise ekspiratuar denir. Ana inspirasyon kası diyafram kasıdır. Diyafram kasının kasılması, kubbesinin düzleşmesine, iç organların aşağı doğru itilmesine ve bu da göğüs boşluğunun hacminin dikey yönde artmasına neden olur. Dış interkostal ve interkartilajinöz kasların kasılması, sagittal ve frontal yönlerde göğüs boşluğunun hacminde bir artışa yol açar.
Akciğerler seröz bir zarla kaplıdır - plevra, visseral ve parietal tabakalardan oluşur. Parietal tabaka göğse bağlanır ve visseral tabaka akciğer dokusuna bağlanır. Hacim artışı ile göğüs, inspirasyon kaslarının kasılması sonucunda parietal tabaka göğsü takip edecektir. Plevranın tabakaları arasında yapışkan kuvvetlerin ortaya çıkmasının bir sonucu olarak, visseral tabaka parietali ve onlardan sonra akciğerleri takip edecektir. Bu, plevral boşlukta negatif basınçta bir artışa ve akciğer hacminde bir artışa yol açar, buna içlerindeki basınçta bir azalma eşlik eder, atmosferik basınçtan daha düşük olur ve akciğerlere hava akmaya başlar - ilham oluşur.
Plevranın visseral ve paryetal tabakaları arasında plevral boşluk adı verilen yarık benzeri bir boşluk vardır. Plevral boşluktaki basınç her zaman atmosferik basıncın altındadır, buna denir negatif baskı. Plevral boşluktaki negatif basıncın değeri şuna eşittir: maksimum ekspirasyonun sonunda - 1-2 mm Hg. Art., sessiz bir ekshalasyonun sonunda - 2-3 mm Hg. Art., sessiz bir nefesin sonunda -5-7 mm Hg. Art., maksimum nefesin sonunda - 15-20 mm Hg. Sanat.
Plevral boşluktaki negatif basınç, sözde akciğerlerin elastik çekişi - kuvvet, akciğerlerin sürekli olarak hacimlerini azaltmaya çalıştığı. Akciğerlerin elastik geri tepmesi iki nedenden kaynaklanır:
Alveol duvarındaki varlığı Büyük bir sayı elastik lifler;
Alveol duvarlarının iç yüzeyini kaplayan sıvı filmin yüzey gerilimi.
Alveollerin iç yüzünü kaplayan maddeye denir. yüzey aktif madde Sürfaktan düşük bir yüzey gerilimine sahiptir ve alveollerin durumunu stabilize eder, yani teneffüs edildiğinde alveolleri aşırı gerilmeye karşı korur (sürfaktan molekülleri birbirinden uzakta bulunur, buna yüzey gerilimi değerinde bir artış eşlik eder), ve nefes verirken - çökmeden (yüzey aktif madde molekülleri birbirine yakındır), buna yüzey geriliminde bir azalma eşlik eder.
Solunum eyleminde plevral boşluktaki negatif basıncın değeri, hava girdiğinde kendini gösterir. plevral boşluk, yani pnömotoraks. Plevral boşluğa az miktarda hava girerse, akciğerler kısmen çöker, ancak havalandırmaları devam eder. Bu duruma kapalı pnömotoraks denir. Bir süre sonra plevral boşluktan hava emilir ve akciğerler genişler.
Plevral boşluğun sıkılığının ihlali durumunda, örneğin, göğsün delici yaraları veya bazı hastalıklara yenilmesi sonucu akciğer dokusunun yırtılması durumunda, plevral boşluk atmosfer ve içindeki basınç ile iletişim kurar. atmosferik basınca eşit olur, akciğerler tamamen çöker, havalandırmaları durur. Bu pnömotoraksa açık denir. Açık bilateral pnömotoraks yaşamla bağdaşmaz.
Kısmi yapay kapalı pnömotoraks(belirli miktarda hava iğnesi ile plevral boşluğa giriş) ile birlikte kullanılır. terapötik amaçÖrneğin, tüberkülozda, etkilenen akciğerin kısmen çökmesi, patolojik boşlukların (mağaralar) iyileşmesine katkıda bulunur.
Derin nefes alırken, aşağıdakileri içeren bir dizi yardımcı solunum kasları inhalasyon eylemine katılır: boyun, göğüs, sırt kasları. Bu kasların kasılması, nefes alma kaslarına yardımcı olan kaburgaların hareket etmesine neden olur.
Sessiz nefes alma sırasında, nefes alma aktiftir ve nefes verme pasiftir. Sakin ekshalasyon için kuvvetler:
Göğsün yerçekimi kuvveti;
Akciğerlerin elastik traksiyonu;
Organ basıncı karın boşluğu;
İnhalasyon sırasında bükülen kostal kıkırdakların elastik çekişi.
Aktif ekspirasyonda interkostal kaslar, serratus posterior inferior kası ve karın kasları görev alır.
Akciğerlerin havalandırılması. Akciğer havalandırması, birim zamanda alınan veya verilen havanın hacmi ile belirlenir. Pulmoner ventilasyonun kantitatif özelliği, dakika solunum hacmi(MOD) - bir dakika içinde akciğerlerden geçen havanın hacmi. Dinlenme halindeyken MOD 6-9 litredir. -de fiziksel aktivite değeri keskin bir şekilde artar ve 25-30 litredir.
Hava ile kan arasındaki gaz alışverişi alveollerde gerçekleştiği için önemli olan akciğerlerin genel havalandırılması değil, alveollerin havalandırılmasıdır. Alveoler ventilasyon, ölü boşluk miktarına göre akciğer ventilasyonundan daha azdır. Gelgit hacminden ölü boşluk hacmini çıkarırsak, alveollerin içerdiği havanın hacmini elde ederiz ve bu değer solunum hızı ile çarpılırsa, alveol ventilasyonu. Bu nedenle, alveoler ventilasyonun etkinliği, daha derin ve daha seyrek solunumla, sık ve yüzeysel solunuma göre daha yüksektir.
Solunan, solunan ve alveolar havanın bileşimi. Bir kişinin soluduğu atmosferik hava nispeten sabit bir bileşime sahiptir. Ekshale edilen hava daha az oksijen ve daha fazla karbondioksit içerirken, alveolar hava daha da az oksijen ve daha fazla karbondioksit içerir.
Solunan hava %20,93 oksijen ve %0,03 karbondioksit içerir, dışarı verilen hava %16 oksijen, %4,5 karbondioksit içerir ve alveol havası %14 oksijen ve %5,5 karbondioksit içerir. Ekshale edilen hava, alveol havasından daha az karbondioksit içerir. Bunun nedeni, ölü boşluk havasının dışarı verilen hava ile karıştırılmasıdır. düşük içerik karbondioksit ve konsantrasyonu azalır.
Kan yoluyla gaz taşınması
Kandaki oksijen ve karbondioksit iki halde bulunur: kimyasal olarak bağlı ve çözünmüş. Alveol havasından kana oksijen, kandan alveol havasına karbondioksit geçişi difüzyonla gerçekleşir. Difüzyonun itici gücü, kandaki ve alveoler havadaki oksijen ve karbondioksitin kısmi basıncındaki (voltaj) farktır. Difüzyon nedeniyle, gaz molekülleri daha yüksek kısmi basınç bölgesinden düşük kısmi basınç bölgesine hareket eder.
oksijen taşınması.İçerdiği toplam oksijen miktarının atardamar kanı, plazmada sadece hacim olarak %0,3 çözünür, oksijenin geri kalanı, hemoglobin ile kimyasal olarak bağlandığı ve oksihemoglobin oluşturduğu kırmızı kan hücreleri tarafından taşınır. Hemoglobine oksijen eklenmesi (hemoglobinin oksijenlenmesi), demirin değerini değiştirmeden gerçekleşir.
Hemoglobinin oksijenle doygunluk derecesi, yani oksihemoglobin oluşumu, kandaki oksijen gerilimine bağlıdır. Bu bağımlılık grafik ile ifade edilir. oksihemoglobinin ayrışması(şek.29).
Şekil 29. Oksihemoglobin ayrışma tablosu:
a-normal kısmi CO 2 basıncında
b-CO 2'nin kısmi basıncındaki değişikliklerin etkisi
c-pH'daki değişikliklerin etkisi;
d-sıcaklık değişikliklerinin etkisi.
Kandaki oksijen gerilimi sıfır olduğunda, kanda yalnızca indirgenmiş hemoglobin bulunur. Oksijen gerilimindeki bir artış, oksihemoglobin miktarında bir artışa yol açar. Oksihemoglobin seviyesi, oksijen basıncında 10'dan 40 mm Hg'ye bir artışla özellikle hızlı bir şekilde (% 75'e kadar) artar. Art. ve 60 mm Hg oksijen voltajında. Sanat. hemoglobinin oksijen ile doygunluğu% 90'a ulaşır. Oksijen geriliminin daha da artmasıyla, hemoglobinin oksijenle tam doygunluğa doyması çok yavaştır.
Oksihemoglobin ayrışma grafiğinin dik kısmı dokulardaki oksijen gerilimine karşılık gelir. Grafiğin eğimli kısmı yüksek oksijen basınçlarına karşılık gelir ve bu koşullar altında oksihemoglobin içeriğinin oksijen tansiyonuna ve alveolar havadaki kısmi basıncına çok az bağlı olduğunu gösterir.
Hemoglobinin oksijene afinitesi birçok faktöre bağlı olarak değişir. Hemoglobinin oksijene afinitesi artarsa, süreç oksihemoglobin oluşumuna doğru gider ve ayrışma grafiği sola kayar. Bu, pH'ın alkali tarafa kaymasıyla, sıcaklıkta bir düşüşle birlikte karbondioksit voltajındaki bir azalma ile gözlenir.
Hemoglobinin oksijene olan afinitesinin azalmasıyla, süreç daha çok oksihemoglobinin ayrışmasına doğru giderken ayrışma grafiği sağa kayar. Bu, karbondioksitin kısmi basıncındaki bir artışla, sıcaklıktaki bir artışla, pH'ın asit tarafına kaymasıyla gözlenir.
Hemoglobin tamamen oksijenle doygun hale geldiğinde kanın bağlayabileceği maksimum oksijen miktarına ne ad verilir? kanın oksijen kapasitesi. Kandaki hemoglobin içeriğine bağlıdır. Bir gram hemoglobin 1.34 ml oksijen bağlayabilir, bu nedenle kan içeriği 140 g / l hemoglobin ile kanın oksijen kapasitesi 1.34 * 140-187.6 ml veya hacimce yaklaşık 19 olacaktır.
Karbondioksitin taşınması. Çözünmüş durumda, hemoglobin - karbhemoglobin - hacim olarak% 4-5 ile kombinasyon halinde ve hacim olarak% 48-51 karbonik asit tuzları şeklinde, hacimce sadece% 2.5-3 karbon dioksit taşınır, şu koşulla, hacim olarak yaklaşık% 58 olabilir. venöz kandan % karbondioksit ekstrakte edilmelidir.
Karbondioksit hızla kan plazmasından kırmızı kan hücrelerine yayılır. Su ile birleştiğinde zayıf bir karbonik asit oluşturur. Plazmada bu reaksiyon yavaştır ve eritrositlerde enzimin etkisi altındadır. karbonik anhidraz hızla hızlanır. Karbonik asit hemen H + ve HCO 3 - iyonlarına ayrışır. HCO 3 - iyonlarının önemli bir kısmı plazmaya geri döner (Şekil 30).
Şekil 30. Kan tarafından oksijen ve karbondioksitin emilmesi veya geri dönüşü sırasında eritrositlerde meydana gelen süreçlerin şeması.
Zayıf asitler olan hemoglobin ve plazma proteinleri, alkali metallerle tuzlar oluşturur: sodyumlu plazmada, potasyumlu eritrositlerde. Bu tuzlar ayrışmış haldedir. Karbonik asit, kan proteinlerinden daha güçlü asidik özelliklere sahip olduğundan, protein tuzları ile etkileşime girdiğinde, anyon proteini H + katyonuna bağlanarak ayrışmamış bir molekül oluşturur ve HCO 3 iyonu - - karşılık gelen katyonla - plazma sodyumunda bikarbonat oluşturur bikarbonat ve eritrositlerde potasyum bikarbonat. Alyuvarlara bikarbonat fabrikası denir.
Solunum düzenlemesi
Vücudun metabolik süreçler için gerekli olan oksijen ihtiyacı, vücudun o anda gerçekleştirdiği aktivite ile belirlenir.
inhalasyon ve ekshalasyonun düzenlenmesi. Solunum fazlarının değişimi, vagus sinirlerinin afferent lifleri boyunca akciğerlerin mekanoreseptörlerinden gelen sinyallerle kolaylaştırılır. Vagus sinirleri kesildiğinde, hayvanlarda nefes almak daha seyrek ve derin hale gelir. Sonuç olarak, akciğerlerin reseptörlerinden gelen impulslar, nefesten nefese ve nefesten nefese geçişi sağlar.
Tüm hava yollarının epitelyal ve subepitelyal katmanlarında ve ayrıca akciğerlerin kökleri bölgesinde sözde vardır. tahriş edici reseptörler, hem mekano- hem de kemoreseptör özelliklerine sahiptir. Akciğer hacmindeki güçlü değişikliklerden rahatsız olurlar, bu reseptörlerden bazıları inhalasyon ve ekshalasyon sırasında uyarılır. Tahriş edici reseptörler ayrıca toz parçacıklarının, kostik maddelerin buharlarının ve histamin gibi bazı biyolojik olarak aktif maddelerin etkisiyle de uyarılır. Ancak inhalasyon ve ekshalasyondaki değişikliğin düzenlenmesi için akciğer esnemesine duyarlı olan akciğerlerin esneme reseptörleri daha büyük önem taşır.
Soluk alma sırasında hava akciğerlere akmaya başlayınca gerilir ve gerilme reseptörleri aktive olur. Vagus sinirinin lifleri boyunca onlardan gelen dürtüler, medulla oblongata'nın yapılarına girerek bir grup nöron oluşturur. solunum merkezi(DC). Araştırmanın gösterdiği gibi medulla oblongata dorsal ve ventral çekirdeklerinde, inhalasyon ve ekshalasyon merkezi lokalizedir. Uyarım, ilham merkezinin nöronlarından motor nöronlara girer. omurilik aksonları, solunum kaslarını innerve eden frenik, dış interkostal ve interkıkırdak sinirleri oluşturan. Bu kasların kasılması göğsün hacmini daha da artırır, hava alveollere akmaya devam ederek onları gerer. Akciğerlerin reseptörlerinden solunum merkezine impuls akışı artar. Böylece, inhalasyon inhalasyon ile uyarılır.
Medulla oblongata'nın solunum merkezinin nöronları, olduğu gibi (şartlı olarak) iki gruba ayrılır. Bir grup nöron, ilhamı sağlayan kaslara lifler verir, bu grup nöronlara denir. inspirasyon nöronları(inspirasyon merkezi), yani ilham merkezi.İnternal interkostal bölgeye lif veren diğer bir grup nöron ve; denilen interkıkırdak kasları ekspiratuar nöronlar(ekspirasyon merkezi), yani ekshalasyon merkezi.
Medulla oblongata'nın solunum merkezinin ekspiratuar ve inspiratuar kısımlarının nöronları farklı uyarılabilirlik ve değişkenliğe sahiptir. İnspiratuar bölümün uyarılabilirliği daha yüksektir, bu nedenle nöronları, akciğer reseptörlerinden gelen düşük frekanslı impulsların etkisiyle uyarılır. Ancak inspirasyon sırasında alveollerin boyutu arttıkça, akciğerlerin reseptörlerinden gelen impulsların sıklığı gittikçe artar ve inspirasyonun zirvesinde o kadar yüksektir ki inhalasyon merkezinin nöronları için kötümser, ancak optimal hale gelir. ekshalasyon merkezinin nöronları için. Bu nedenle, inspiratuar merkezin nöronları inhibe edilir ve ekshalasyon merkezinin nöronları uyarılır. Böylece, inhalasyon ve ekshalasyon değişikliğinin düzenlenmesi, afferent sinir lifleri boyunca akciğerlerin reseptörlerinden solunum merkezinin nöronlarına giden frekansla gerçekleştirilir.
İnspiratuar ve ekspiratuar nöronlara ek olarak, ponsun kaudal kısmında, inspiratuar nöronlardan uyarı alan ve ekspiratuar nöronların aktivitesini inhibe eden bir grup hücre bulundu. Beyin sapının ponsun ortasından kesildiği hayvanlarda, nefes alma seyrekleşir, çok derinleşir ve aipnezi adı verilen inspiratuar fazda bir süre durur. Benzer etki yaratan hücre grubuna ne ad verilir? apne merkezi.
Medulla oblongata'nın solunum merkezi, merkezi sinir sisteminin üstteki bölümlerinden etkilenir. Örneğin, ponsun önünde Varolii bulunur. pnömotaksik merkez, solunum merkezinin periyodik aktivitesine katkıda bulunur, inspirasyon aktivitesinin gelişme hızını arttırır, inspirasyonu kapatma mekanizmalarının uyarılabilirliğini arttırır ve bir sonraki inspirasyonun başlamasını hızlandırır.
İnspiratuar fazı ekspiratuar faz ile değiştirmek için kötümser bir mekanizma hipotezi, solunum merkezi yapılarının hücresel aktivitesinin kaydedildiği deneylerde doğrudan deneysel doğrulama bulamadı. Bu deneyler bir kompleks oluşturmayı mümkün kıldı. Işlevsel organizasyon sonuncu. İle modern fikirler medulla oblongata'nın inspiratuar kısmındaki hücrelerin uyarılması, apnoestic ve pnömotaksik merkezlerin aktivitesini aktive eder. Apnoestic merkez, ekspiratuar nöronların aktivitesini inhibe eder, pnömotaksik - heyecanlandırır. Mekanik ve kemoreseptörlerden gelen impulsların etkisi altında inspiratuar nöronların uyarılması arttıkça, pnömotaksik merkezin aktivitesi artar. İnspiratuar fazın sonunda bu merkezden ekspiratuar nöronlar üzerindeki uyarıcı etkiler, apnostik merkezden gelen inhibitör etkilere göre baskın hale gelir. Bu, inspirasyon hücreleri üzerinde inhibe edici etkileri olan ekspiratuar nöronların uyarılmasına yol açar. Nefes alma yavaşlar, nefes verme başlar.
Görünüşe göre, medulla oblongata seviyesinde bağımsız bir inspirasyon inhibisyonu mekanizması vardır. Bu mekanizma, akciğer germe mekanoreseptörlerinden gelen impulslarla uyarılan özel nöronları (I beta) ve I beta nöronlarının etkinliğiyle uyarılan inspiratuar-inhibitör nöronları içerir. Böylece, akciğer mekanoreseptörlerinden gelen impulslardaki artışla birlikte, belirli bir zamanda (inspiratuar fazın sonunda) inspiratuar-inhibitör nöronların uyarılmasına neden olan I beta nöronlarının aktivitesi artar. Aktiviteleri, inspiratuar nöronların çalışmasını engeller. Soluma, ekshalasyon ile değiştirilir.
Solunumun düzenlenmesinde büyük önem hipotalamusta merkezleri vardır. Hipotalamus merkezlerinin etkisi altında, fiziksel efor sırasında örneğin ağrılı tahrişlerde, duygusal uyarılmada solunumda bir artış olur.
Serebral hemisferler, solunumun organizmanın varoluşunun değişen koşullarına ince ve yeterli şekilde uyarlanmasında yer alan solunumun düzenlenmesinde yer alır.
Beyin sapının solunum merkezinin nöronları, otomatizm, yani, kendiliğinden periyodik uyarma yeteneği. DC nöronlarının otomatik aktivitesi için, kemoreseptörlerden ve ayrıca kemoreseptörlerden sürekli olarak sinyal almak gerekir. retiküler oluşum beyin sapı. DC nöronlarının otomatik aktivitesi, bir kişinin nefes alma sıklığını ve derinliğini geniş bir aralıkta değiştirebilmesi gerçeğinden oluşan, belirgin istemli kontrol altındadır.
Solunum merkezinin aktivitesi büyük ölçüde kandaki gazların gerilimine ve içindeki hidrojen iyonlarının konsantrasyonuna bağlıdır. Pulmoner ventilasyon miktarının belirlenmesinde başrolü, sanki alveollerin istenen miktarda ventilasyonu için bir talep oluştururcasına, arteriyel kandaki karbondioksit gerilimi oluşturur.
Oksijen ve özellikle karbondioksit içeriği nispeten sabit bir seviyede tutulur. Vücuttaki normal oksijen miktarına denir. normoksi, vücutta ve dokularda oksijen eksikliği - hipoksi, kanda oksijen eksikliği hipoksemi. Kandaki oksijen geriliminin artmasına denir. hiperoksi.
Kanda bulunan normal karbondioksit miktarına ne ad verilir? normokapni, karbondioksit artışı - hiperkapni, ve içeriğinde bir azalma - hipokapni.
normal nefes alma dinlenme denir epne. Hiperkapni ve kan pH'ındaki (asidoz) bir düşüşün yanı sıra akciğer ventilasyonunda bir artış eşlik eder - hiperpne, bu da vücuttan fazla karbondioksitin salınmasına yol açar. solunum derinliği ve sıklığındaki artış nedeniyle akciğer ventilasyonunda bir artış meydana gelir.
Hipokapni ve kanın pH seviyesindeki bir artış, akciğer ventilasyonunda bir azalmaya ve ardından solunum durmasına yol açar - apne.
Karbondioksit, hidrojen iyonları ve ılımlı hipoksi, özel kemoreseptörleri etkileyerek solunum merkezinin aktivitesinde bir artışa bağlı olarak solunumda bir artışa neden olur. Karotis sinüslerinde ve aortik arkta karbondioksit basıncındaki artışa ve oksijen basıncındaki azalmaya duyarlı kemoreseptörler bulunur. Arteriyel kemoreseptörler, arteriyel kanla zengin bir şekilde beslenen özel küçük gövdelerde bulunur. Karotis kemoreseptörleri, solunumun düzenlenmesi için daha büyük öneme sahiptir. Arteriyel kandaki normal oksijen içeriği ile, karotis cisimlerinden uzanan afferent sinir liflerinde impulslar kaydedilir. Oksijen voltajındaki bir düşüşle, darbelerin frekansı özellikle önemli ölçüde artar. Ayrıca , karotis cisimlerinden gelen afferent etkiler, arteriyel kandaki karbondioksit geriliminin ve hidrojen iyonlarının konsantrasyonunun artmasıyla artar. Kemoreseptörler, özellikle şah damarlarındakiler, kandaki oksijen ve karbondioksitin beyne giden gerilimi hakkında solunum merkezine bilgi verirler.
Medulla oblongata'da, beyin omurilik sıvısında bulunan hidrojen iyonları tarafından sürekli olarak uyarılan merkezi kemoreseptörler bulunur. Akciğerlerin ventilasyonunu önemli ölçüde değiştirirler, örneğin, beyin omurilik sıvısının pH'ındaki 0,01'lik bir düşüşe, pulmoner ventilasyonda 4 l/dak'lık bir artış eşlik eder.
Santral ve periferik kemoreseptörlerden gelen impulslar gerekli kondisyon solunum merkezi nöronlarının periyodik aktivitesi ve akciğerlerin havalandırılmasının kanın gaz bileşimi ile uyumu. İkincisi, vücudun iç ortamının katı bir sabitidir ve oluşum yoluyla kendi kendini düzenleme ilkesine göre korunur. fonksiyonel solunum sistemi Bu sistemin sistem oluşturan faktörü kan gazı sabitidir. Değişikliklerinden herhangi biri, akciğerlerin alveollerinde, damarlarda bulunan reseptörlerin uyarılması için uyaranlardır. iç organlar vb. Reseptörlerden gelen bilgiler, hangi reaksiyon aparatlarının oluşturulduğu temelinde analiz edildiği ve sentezlendiği merkezi sinir sistemine girer. Kombine aktiviteleri, kan gazı sabitinin restorasyonuna yol açar. Bu sabiti geri getirme süreci yalnızca solunum organlarını (özellikle solunumun derinliğini ve sıklığını değiştirmekten sorumlu olanları) değil, aynı zamanda dolaşım organlarını, boşaltımları ve diğerlerini de içerir. iç bağlantıöz-düzenleme. Gerekirse, ortak bir faydalı sonuca ulaşmayı amaçlayan belirli davranışsal reaksiyonlar şeklinde bir dış bağlantı da dahil edilir - kan gazı sabitini eski haline getirir.
Sindirim
Vücudun yaşamı boyunca, performans gösteren besinler sürekli olarak tüketilir. plastik ve enerji işlev. Vücudun, amino asitler, monosakkaritler, glisin ve yağ asitleri gibi besinlere sürekli ihtiyacı vardır. Kandaki besinlerin bileşimi ve miktarı, fonksiyonel bir beslenme sistemi tarafından sürdürülen fizyolojik bir sabittir. İşlevsel bir sistemin oluşumu, kendi kendini düzenleme ilkesine dayanır.
Besinlerin kaynağı, sindirim sürecinde daha fazlasına dönüşen karmaşık proteinler, yağlar ve karbonhidratlardan oluşan çeşitli besinlerdir. basit maddeler absorbe edilebilir. Karmaşık gıda maddelerinin enzimlerin etkisi altında emilerek hücrelere taşınan ve onlar tarafından kullanılan basit kimyasal bileşiklere bölünmesi işlemine denir. sindirim. Besinlerin emilebilir monomerlere parçalanmasına yol açan sıralı bir işlemler zincirine denir. sindirim konveyörü Sindirim konveyörü, tüm bölümlerde gıda işleme süreçlerinde belirgin bir sürekliliğe sahip karmaşık bir kimyasal konveyördür. Sindirim, fonksiyonel bir beslenme sisteminin ana bileşenidir.
Sindirim işlemi, glandüler oluşumlarla birlikte bir sindirim tüpü olan gastrointestinal sistemde gerçekleştirilir. Gastrointestinal sistem aşağıdaki işlevleri yerine getirir:
Yürütülen motor veya motor işlevi sindirim aparatının kasları nedeniyle ve ağız boşluğunda çiğneme, yutma, kimusun sindirim sistemi boyunca hareket ettirilmesi ve sindirilmemiş artıkların vücuttan atılması işlemlerini içerir.
salgı fonksiyonu glandüler hücreler tarafından sindirim sıvılarının üretilmesinden oluşur: tükürük, mide suyu, pankreas suyu, bağırsak suyu, safra. Bu meyve suları, proteinleri, yağları ve karbonhidratları basit kimyasal bileşiklere parçalayan enzimler içerir. Mineral tuzlar, vitaminler, su kan dolaşımına değişmeden girer.
endokrin fonksiyon sindirim sürecini etkileyen belirli hormonların sindirim sisteminde oluşumu ile ilişkilidir. Bu hormonlar şunları içerir: gastrin, sekretin, kolesistokinin-pankreozimin, motilin ve motor ve salgı fonksiyonlarını etkileyen diğer birçok hormon. gastrointestinal sistem.
boşaltım işlevi sindirim kanalı sindirim bezlerinin metabolik ürünleri gastrointestinal sistemin boşluğuna, örneğin amonyak, üre vb., ağır metal tuzları salgılaması ile ifade edilir; tıbbi maddeler bunlar daha sonra vücuttan çıkarılır.
emme işlevi. Emilim, çeşitli maddelerin gastrointestinal sistemin duvarından kan ve lenf içine nüfuz etmesidir. Gıdanın hidrolitik parçalanma ürünleri - monosakkaritler, yağ asitleri ve gliserol, amino asitler, vb. Esas olarak emilir Sindirim sürecinin lokalizasyonuna bağlı olarak, hücre içi ve hücre dışı olarak ayrılır.
Hücre içi sindirim - Bu, fagositoz veya pinositoz sonucu hücreye giren besinlerin hidrolizidir. Bu besinler, hücre (lizozomal) enzimler tarafından sitozolde veya enzimlerin sabitlendiği zarı üzerinde sindirim vakuolünde hidrolize edilir. İnsan vücudunda hücre içi sindirim, lökositlerde ve lenfo-retikülo-histiyositik sistemin hücrelerinde gerçekleşir.
hücre dışı sindirim uzak (kaviter) ve temas (parietal, membran) olarak ikiye ayrılır.
mesafe(kaviter) sindirim sindirim sırlarının bileşimindeki enzimlerin, gastrointestinal sistemin boşluklarındaki besinlerin hidrolizini gerçekleştirmesi ile karakterize edilir. Uzak denir çünkü sindirim sürecinin kendisi enzimlerin oluştuğu yerden oldukça uzakta gerçekleştirilir.
İletişim(paryetal, zar) sindirimüzerine sabitlenmiş enzimler tarafından gerçekleştirilir. hücre zarı. Enzimlerin sabitlendiği yapılar, ince bölüm bağırsaklar glikokaliks - mikrovillus zarının işlemlerinden ağ benzeri oluşum. Başlangıçta besinlerin hidrolizi lümende başlar. ince bağırsak Pankreas enzimlerinin etkisi altında. Daha sonra oluşan oligomerler, burada adsorbe edilen pankreatik enzimler tarafından glikokaliks bölgesinde hidrolize edilir. Doğrudan zarda, oluşan dimerlerin hidrolizi, üzerine sabitlenmiş bağırsak enzimleri tarafından üretilir. Bu enzimler enterositlerde sentezlenir ve mikrovilluslarının zarlarına aktarılır. İnce bağırsağın mukoza zarında kıvrımların, villusların, mikrovillusların varlığı bağırsağın iç yüzeyini 300-500 kat arttırır, bu da ince bağırsağın devasa yüzeyinde hidroliz ve emilim sağlar.
Enzimlerin kökenine bağlı olarak, sindirim üç türe ayrılır:
otolitik - içerdiği enzimlerin etkisi altında gerçekleştirilir. Gıda Ürünleri;
simbiyotik - makroorganizmanın simbiyontlarını (bakteri, protozoa) oluşturan enzimlerin etkisi altında;
sahip olmak - bu makro organizmada sentezlenen enzimler tarafından gerçekleştirilir.
Midede sindirim
Midenin işlevleri. Midenin sindirim görevleri şunlardır:
Kimus birikmesi (mide içeriği);
Gelen gıdanın mekanik ve kimyasal olarak işlenmesi;
Kimusun bağırsağa boşaltılması.
Ek olarak, mide homeostatik bir işlev gerçekleştirir (örneğin, pH'ı korumak vb.) ve hematopoezise (üretim) katılır. iç faktör Kale).
Böbrekler, birçok farklı işlemin gerçekleştiği gerçek bir biyokimyasal laboratuvardır. Böbreklerde meydana gelen kimyasal reaksiyonlar sonucunda vücudun atık ürünlerden salınmasını sağlarlar ve ayrıca ihtiyacımız olan maddelerin oluşumuna katılırlar.
Böbreklerdeki biyokimyasal süreçler
Bu işlemler üç gruba ayrılabilir:
1. İdrar oluşum süreçleri,
2. Bazı maddelerin izolasyonu,
3. Su-tuz ve asit-baz dengesini sağlamak için gerekli maddelerin üretiminin düzenlenmesi.
Bu işlemlerle bağlantılı olarak, böbrekler aşağıdaki işlevleri yerine getirir:
- Boşaltım işlevi (vücuttan maddelerin atılması),
- Homeostatik fonksiyon (vücudun dengesinin korunması),
- Metabolik fonksiyon (metabolik süreçlere katılım ve maddelerin sentezi).
Tüm bu işlevler birbiriyle yakından ilişkilidir ve birindeki başarısızlık diğerlerinin ihlaline yol açabilir.
böbreklerin boşaltım işlevi
Bu işlev, idrar oluşumu ve vücuttan atılması ile ilişkilidir. Kan böbreklerden geçerken, plazma bileşenlerinden idrar oluşur. Aynı zamanda böbrekler, vücudun özel durumuna ve ihtiyaçlarına bağlı olarak bileşimini düzenleyebilir.
İdrar ile böbrekler vücuttan atılır:
- Ürün:% s nitrojen metabolizması: ürik asitüre, kreatinin,
- Su, organik asitler, hormonlar gibi fazla maddeler,
- Yabancı maddeler, örneğin ilaçlar, nikotin.
Böbreklerin boşaltım işlevini yerine getirmesini sağlayan başlıca biyokimyasal işlemler ultrafiltrasyon işlemleridir. Renal damarlardan geçen kan, 3 kat filtreden geçtiği renal glomerüllerin boşluğuna girer. Sonuç olarak, birincil idrar oluşur. Miktarı oldukça büyük ve hala içeriyor vücudun ihtiyaç duyduğu maddeler. Daha sonra yeniden emilime uğradığı proksimal tübüllerde ek işlemler için girer.
Geri emilim, maddelerin tübülden kana hareketi, yani birincil idrardan geri dönüşleridir. Ortalama olarak, bir kişinin böbrekleri günde 180 litreye kadar birincil idrar üretir ve yalnızca 1-1,5 litre ikincil idrar atılır. Vücuttan atılması gereken her şey bu miktarda atılan idrarda bulunur. Proteinler, amino asitler, vitaminler, glikoz, bazı iz elementler ve elektrolitler gibi maddeler geri emilir. Her şeyden önce, su yeniden emilir ve bununla birlikte çözünmüş maddeler geri verilir. Sayesinde Kompleks sistem süzme sağlıklı vücut proteinler ve glikoz idrara geçmez, yani laboratuvar testlerinde tespit edilmeleri sıkıntıya ve nedeninin ve tedavisinin bulunması gerektiğine işaret eder.
homeostatik böbrek fonksiyonu
Böbrekler bu işlevi sayesinde vücuttaki su-tuz ve asit-baz dengesini sağlar.
Su-tuz dengesini düzenlemenin temeli, gelen sıvı ve tuzların miktarı, idrar çıkışının miktarıdır (yani, içinde çözünmüş tuzları olan sıvı). Fazla sodyum ve potasyum ile ozmotik basınç yükselir, bu nedenle ozmotik reseptörler tahriş olur ve kişi susuzluk geliştirir. Atılan sıvının hacmi azalır ve idrar konsantrasyonu artar. Fazla sıvı ile kan hacmi artar ve tuz konsantrasyonu azalır, ozmotik basınç düşer. Bu, böbreklerin fazla suyu uzaklaştırmak ve dengeyi sağlamak için daha çok çalışması için bir sinyaldir.
Normal asit-baz dengesini (pH) koruma işlemi, kan ve böbreklerin tampon sistemleri tarafından gerçekleştirilir. Bu dengenin şu ya da bu yönde değiştirilmesi böbreklerin çalışmasında değişikliğe yol açar. Bu göstergeyi ayarlama işlemi iki bölümden oluşur.
Birincisi, idrarın bileşimindeki bir değişikliktir. Böylece kanın asidik bileşenindeki artışla birlikte idrarın asitliği de artar. Alkali maddelerin içeriğinde bir artış, alkali idrar oluşumuna yol açar.
İkincisi, asit-baz dengesi değiştiğinde, böbrekler dengesizliğe yol açan fazla maddeleri nötralize eden maddeler salgılar. Örneğin asitliğin artmasıyla H+, glutaminaz ve glutamat dehidrogenaz enzimlerinin salgılanması, piruvat karboksilaz artar.
Böbrekler fosfor-kalsiyum metabolizmasını düzenler, bu nedenle işlevleri ihlal edilirse kas-iskelet sistemi zarar görebilir. Bu değişim, önce deride oluşan ve daha sonra karaciğerde ve son olarak böbreklerde hidroksile olan D3 vitamininin aktif formunun oluşumuyla düzenlenir.
Böbrekler eritropoietin adı verilen bir glikoprotein hormonu üretir. Kök hücreler üzerinde etkisi vardır. kemik iliği ve onlardan eritrosit oluşumunu uyarır. Bu işlemin hızı böbreklere giren oksijen miktarına bağlıdır. Ne kadar küçük olursa, daha fazla sayıda kırmızı kan hücresi nedeniyle vücuda oksijen sağlamak için daha aktif olarak eritropoietin oluşur.
Böbreklerin metabolik işlevinin bir diğer önemli bileşeni renin-anjiyotensin-aldosteron sistemidir. Renin enzimi düzenler Vasküler ton ve çok adımlı bir reaksiyonla anjiyotensinojeni anjiyotensin II'ye dönüştürür. Anjiyotensin II vazokonstrüktif bir etkiye sahiptir ve adrenal korteks tarafından aldosteron üretimini uyarır. Aldosteron ise sodyum ve suyun geri emilimini arttırır, bu da kan hacmini arttırır ve tansiyon.
Bu nedenle kan basıncı, anjiyotensin II ve aldosteron miktarına bağlıdır. Ama bu süreç bir daire gibi işliyor. Renin üretimi böbreklere giden kan miktarına bağlıdır. Basınç ne kadar düşük olursa, böbreklere o kadar az kan girer ve o kadar çok renin üretilir ve dolayısıyla anjiyotensin II ve aldosteron üretilir. Bu durumda basınç yükselir. -de yüksek kan basıncı daha az renin oluşur ve bu nedenle basınç düşer.
Böbrekler vücudumuzdaki birçok işlemde yer aldığından çalışmalarında ortaya çıkan sorunlar çeşitli sistem, organ ve dokuların durumunu ve işleyişini kaçınılmaz olarak etkiler.