Системы пищеварения и выделения

Пищеварением называется процесс физиче­ской и химической переработки пищи, в результате которого ста­новится возможным всасывание питательных веществ из пищева­рительного тракта, поступление их в кровь или в лимфу и усвое­ние организмом благодаря моторной, секреторной и всасывающей функциям пищеварительного аппарата. Кроме того, органы пище­варительной системы выполняют и экскреторную функцию, выво­дя из организма остатки непереваренной пищи и некоторые про­дукты обмена веществ. Процесс пищеварения начинается в рото­вой полости, где в течение 15–18 с осуществляется физическая и химическая обработка пищи: перемешивание, измельчение, сма­чивание слюной, воздействие слюнных ферментов. Затем через пищевод пища поступает в желудок и в течение 6–8 ч подвергается дальнейшей физической и химической обработке. За счет работы гладкой мускулатуры желудка пища перетирается, перемешивает­ся, на нее воздействует желудочный сок, дальнейшая химическая обработка отдельных порций пищевой массы продолжается в две­надцатиперстной кишке, куда поступает сок поджелудочной желе­зы и желчь, вырабатываемая печенью. Пищеварительные соки двенадцатиперстной кишки продолжают расщеплять питательные вещества в тонком кишечнике, где в основном заканчивается пи­щеварение пищи и всасывание питательных веществ в кровь. До­полнительное частичное расщепление невсосавщихся продуктов переваривания пищи зависит от того, насколько оптимально коли­чество выделяемых пищеварительных соков и какова активность перистальтических, продвигающих движений мышц желудка и кишечника.

Систематически выполняемые физические нагрузки повы­шают обмен веществ и энергии, увеличивают потребность орга­низма в питательных веществах, стимулируют выделение пищева­рительных соков, активизируют перистальтику кишечника, повы­шают эффективность процессов пищеварения. Однако при напря­женной мышечной деятельности могут развиваться тормозные процессы в пищеварительных центрах, уменьшающие кровоснаб­жение различных отделов желудочно-кишечного тракта и пищева­рительных желез в связи с тем, что необходимо обеспечить кровью усиленно работающие мышцы. В то же время сам процесс актив­ного переваривания обильной пищи в течение 2–3 ч после ее прие­ма снижает эффективность мышечной деятельности, так как орга­ны пищеварения в этой ситуации оказываются как бы более нуж­дающимися в усиленном кровоснабжении. Кроме того, наполнен­ный желудок приподнимает диафрагму, тем самым затрудняя дея­тельность органов дыхания и кровообращения. Вот почему физио­логическая закономерность требует принимать пищу за 2,5–3,5 ч до начала тренировки и через 30–60 мин. после нее.

Выделение. Основной физиологической функцией выдели­тельных процессов является освобождение организма от конечных продуктов обмена веществ, избытка воды, органических и неорга­нических соединений, т.е. сохранение постоянства внутренней среды организма. При мышечной деятельности роль органов вы­деления возрастает, так как они оперативно вынуждены выполнять все ту же функцию сохранения внутренней среды организма, свя­занную с увеличением обмена веществ и энергии. Выделительные функции у человека осуществляются многими органами и систе­мами организма. Так, желудочно-кишечный тракт выводит остатки непереваренной пищи, слизи, желчных пигментов, бактерий; через легкие удаляются газообразные продукты обмена веществ (напри­мер, углекислота); сальные железы, выделяя кожное сало, образу­ют защитный, смягчающий слой на поверхности тела; слезные же­лезы обеспечивают влагу, смачивающую слизистую глазного яблока.

Однако основная роль в освобождении организма от конеч­ных продуктов обмена веществ принадлежит почкам, потовым же­лезам и легким. За счет функции почек поддерживается в организ­ме необходимая концентрация воды, солей и ряда других веществ, регулируется кислотно-щелочное равновесие и осмотическое дав­ление в тканях; выводятся конечные продукты белкового обмена; продуцируется гормон ренин, влияющий на тонус кровеносных сосудов. При больших физических нагрузках потовые железы и легкие существенно помогают почкам осуществлять свои функ­ции, В состоянии покоя через потовые железы выделяется 20–40 мл пота в 1 ч, а в движении со скоростью 5 км/ч, с грузом 10 кг, выделение пота может возрастать до 1700 мл/ч. В зависимости от окружающей температуры и интенсивности двигательной деятельности отделение пота может колебаться от 0,5 до 3 л в сутки, а, к примеру, у рабочих в горячих цехах в течение дня объем выделяемого пота может достигать 10 л. Естественно, что при этом существенно меняется и качественный состав пота (при напря­женной мышечной работе с потом выделяется молочная кислота, конечные продукты белкового обмена). Процессы теплообмена играют большую роль при различных видах мышечной деятельно­сти. Постоянную температуру тела человека поддерживает специ­альная система теплопродукции, состоящая из физических ме­ханизмов теплопроведения, теплоизлучения и испарения. На­блюдаемый при мышечной работе подъем температуры тела на 1–1,5 °С способствует более эффективному протеканию в тканях окислительно-восстановительных процессов и повышению рабо­тоспособности организма спортсмена. Однако следует помнить, что даже у тренированного человека подъем температуры тела до 38–38,5 °С может привести к тепловому удару.

Нервная система

Нервная система состоит из центрального (головной и спинной мозг) и периферического отделов (нервов, отходящих от головного и спинного мозга и нервных узлов).

Центральная нервная системакоординирует деятельность различных органов и систем организма и регулирует эту деятельность в условиях изменяющейся внешней среды по механизму рефлекса. Процессы, протекающие в центральной нервной системе, лежат в основе всей психической деятельности человека – мышлении, памяти, разумном поведении в обществе, восприятии окружающего мира, познании законов природы и общества и т.д. Деятельность человека, как биологическая, так и социальная, осуществляется благодаря реализации взаимоотношений организма и среды по принципу рефлекса.

Центральная нервная система состоит из спинного и головного мозга.

Вегетативная нервная система – отдел нервной системы мозга – регулируется корой больших полушарий. Вегетативная нервная система регулирует деятельность внутренних органов – дыхания, кровообращения, выделения, размножения, желез внутренней секреции и т.д., находится под контролем со стороны высшего отдела центральной нервной системы.

Главным условием нормального существования организма является его способность быстро приспосабливаться к изменениям окружающей среды. Эта способность реализуется за счет периферической нервной системы.

Рецепторы,обладая строгой специфичностью, трансформируют внешние раздражения (звук, температуру, свет, давление и т.д.) в нервные импульсы, которые по нервным волокнам передаются в центральную нервную систему.

Анализаторсостоит из трех отделов – рецептора, проводниковой части и центрального образования в головном мозге. Высший отдел анализатора - корковый. Назовем несколько анализаторов: кожный(тактильная, болевая, тепловая, холодовая чувствительность), двигательный(рецепторы в мышцах, суставах, сухожилиях и связках возбуждаются под влиянием давления и растяжения), вестибулярный (воспринимает положение тела в пространстве), зрительный (свет и цвет), слуховой (звук), обонятельный (запах), вкусовой (вкус), висцеральный (состояние ряда внутренних органов).

Эндокринная система

Эндокринную систему в организме человека представляют железы внутренней секреции – эндокринные железы.

Эндокринные железыназываются так потому, что не имеют выводного потока, они выделяют продукт своей деятельности – гормон прямо в кровь, а не через трубочку или проток, как делают экзокринные железы. Гормоны эндокринных желез передвигаются с кровью к клеткам организма. Гормоны обеспечивают гуморальную регуляцию физиологических процессов в организме. Часть гормонов продуцируется только в определенный возрастной период, большинство же – на протяжении всей жизни человека. Они могут тормозить или ускорять рост орга­низма, половое созревание, физическое и психическое развитие, регулировать обмен веществ и энергии, деятельность внутренних органов и т.д. Рассмотрим основные гормоны, выделяемые эндокринной системой.

Гипофизвыделяет более 20 гормонов, например, гормон роста регулирует рост тела, пролактин отвечает за выделение молока, окситоцин стимулирует родовую деятельность, антидиуретический гормон поддерживает уровень содержания воды в организме.

Щитовиднаяжелеза – гормон тироксин, содействующий активности всех систем организма.

Паращитовидныежелезы – паратгормон, контролирующий уровень кальция в крови.

Поджелудочнаяжелеза – гормон инсулин, поддерживающий уровень содержания сахара в крови.

Надпочечники– адреналин, побуждающий организм к действию, кортизон, помогающий управлять уровнями стресса, альдостерон, контролирующий уровень содержания соли в организме и др.

Половые железы– яичники у женщин – гормоны эстроген и прогестерон, регулирующие менструации и сохраняющие беременность; яички у мужчин – гормон тестостерон, контролирующий мужские половые качества. По химическому составу гормоны можно разделить на две основные группы: протеины и производные протеинов и гормоны, имеющие кольцевую структуру, стероиды.

Инсулин– гормон поджелудочной железы – это протеин, а гормоны щитовидной железы образуются на протеиновой основе и являются производными протеина. По­ловые гормоны и гормоны, вырабатываемые корой надпочечников, являются стероидными гормонами.

Некоторые из перечисленных желез вырабатывают кроме гормонов еще секреторные вещества (например, поджелудочная железа участвует в процессе пищеварения, выделяя ферментативные секреты в двенадцатиперстную кишку).

Все гормоны действуют в очень маленьких дозах. В некоторых случаях для выполнения какой-либо задачи бывает достаточно одной миллионной грамма гормона.

Гормон, достигая клетки, может начать действовать только в том случае, если окажется на определенном участке ее оболочки – в клеточном рецепторе, где он начинает стимулировать образование вещества, называемого циклической аденозинмонофосфатной кислотой. Считается, что она активизирует несколько ферментных систем внутри клетки, вызывая тем самым специфические реакции, в ходе которых вырабатываются необходимые вещества.