Что такое кровь, тканевая жидкость и лимфа? Как они образуются? Подробно опишите их функции.

Внутренняя среда организма состоит из крови (течет по кровеносным сосудам), лимфы (течет по лимфатическим сосудам) и тканевой жидкости (находится между клетками).

Кровь состоит из клеток (эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов) и межклеточного вещества (плазмы).

Эритроциты (красные кровяные клетки) содержат белок гемоглобин, в состав которого входит железо. Гемоглобин переносит кислород и углекислый газ. (Угарный газ прочно соединяется с гемоглобином и не дает ему переносить кислород.) Имеют форму двояковогнутого диска, не имеют ядра, живут 3-4 месяца, образуются в красном костном мозге.

Лейкоциты (белые кровяные клетки) защищают организм от инородных частиц и микроорганизмов, являются частью иммунной системы. Фагоциты осуществляют фагоцитоз, В-лимфоциты выделяют антитела. Могут менять форму, выходить из кровеносных сосудов и передвигаться как амёбы, имеют ядро, образуются в красном костном мозге, дозревают в тимусе и лимфатических узлах.

Тромбоциты (кровяные пластинки) участвуют в процессе свертывания крови.

Плазма состоит из воды с растворенными веществами. Например, в плазме растворен белок фибриноген. При свертывании крови он превращается в нерастворимый белок фибрин.
Часть плазмы крови выходит из кровеносных капилляров наружу, в ткани, и превращается в тканевую жидкость. Тканевая жидкость непосредственно контактирует с клетками тела, доносит до них кислород и другие вещества. Чтобы возвращать эту жидкость обратно в кровь, имеется лимфатическая система.

Лимфатические сосуды открыто оканчиваются в тканях; тканевая жидкость, попавшая туда, называется лимфой. Лимфа – это прозрачная бесцветная жидкость, в которой нет эритроцитов и тромбоцитов, но много лимфоцитов. Лимфа движется за счет сокращения стенок лимфатических сосудов; клапаны в них не дают лимфе течь назад. Лимфа очищается в лимфатических узлах и возвращается в вены большого круга кровообращения.

Для внутренней среды организма характерен гомеостаз, т.е. относительное постоянство состава и других параметров. Это обеспечивает существование клеток организма в постоянных условиях, независимых от окружающей среды. Сохранением гомеостаза управляет гипоталамо-гипофизарная система.

Часть плазмы крови выходит из кровеносных капилляров наружу, в ткани, и превращается в тканевую жидкость. Тканевая жидкость непосредственно контактирует с клетками тела, доносит до них кислород и другие вещества. Чтобы возвращать эту жидкость обратно в кровь, имеется лимфатическая система.

Лимфатические сосуды открыто оканчиваются в тканях; тканевая жидкость, попавшая туда, называется лимфой. Лимфа – это прозрачная бесцветная жидкость, в которой нет эритроцитов и тромбоцитов, но много лимфоцитов. Лимфа движется за счет сокращения стенок лимфатических сосудов; клапаны в них не дают лимфе течь назад. Лимфа очищается в лимфатических узлах и возвращается в вены большого круга кровообращения.

Для чего и какими методами измеряют затраты энергии организмом животных? В чем заключается основной и продуктивный обмен веществ и энергии? Каким образом нервная система и гормоны регулируют образование энергии? Вычислите расход энергии у бычка в положении лежа, если он за один час израсходовал 169л О2 и выделил 145л СО2.

Обмен веществ и энергии - совокупность химических и физических превращений веществ, происходящих в живом организме и обеспечивающих его жизнедеятельность во взаимосвязи с внешней средой. Обмен веществ и энергии отличает живой организм от мертвого. Сущность заключается в поступлении веществ в организм, их усвоении, использовании и выделении продуктов обмена. Одновременно происходит превращение одних видов энергии в другие (потенциальная энергия химических связей, механическая, тепловая, электрическая). Ассимиляция - усвоение питательных веществ корма, превращение их в собственные белки, жиры и углеводы организма, накопление энергии. Диссимиляция - распад сложных веществ организма, освобождение энергии, образование конечных продуктов метаболизма.

Обмен веществ и энергии включает три этапа:

· превращение веществ в пищеварительном тракте,

· всасывание в кровь и лимфу;

· выделение конечных продуктов обмена.

Различают общий, основной и промежуточный обмен. Общий обмен - обмен между организмом и средой в обычных условиях жизни. Общий обмен зависит от вида животных, породы, возраста, пола, массы тела, физиологического состояния (беременность, лактация), продуктивности, а также от внешних факторов - климатических условий, метеорологических факторов, кормления, содержания и др. Основной обмен - минимальный уровень обмена, необходимый для поддержания жизненно важных функций организма. Определяют при следующих условиях: комфортная температура помещения (сбалансированы теплопродукция и теплоотдача), состояние физиологического покоя, натощак. Млекопитающие самых разных размеров - от мыши (масса тела 20 г) до человека (70 кг) и борова (130 кг) - обладают примерно одинаковым основным обменом, если рассчитывать его на единицу площади поверхности тела. Причина сходства значений состоит в том, что тепло рассеивается в окружающую среду каждым квадратным сантиметром поверхности тела, следовательно, для сохранения температуры тела на постоянном уровне образование энергии должно соответствовать площади поверхности тела животного. Площадь поверхности тела пропорциональна квадрату его линейных размеров, масса - кубу линейных размеров, поэтому, чем больше тело животного, тем выше у него соотношение «масса/поверхность». Это означает, что каждый грамм массы тела мелкого теплокровного должен вырабатывать значительно больше энергии, чем такая же масса в организме крупного животного. Величина основного обмена зависит, прежде всего, от площади поверхности тела, которую легко можно определить по специальным номограммам или формулам. Для этого достаточно знать массу тела и его длину (рост). Кроме площади поверхности тела основной обмен зависит от пола и возраста.

Принципиально важно, что в обычных условиях существования величина основного обмена не может быть уменьшена. Снижение основного обмена происходит только при длительном голодании. Усиление же метаболизма могут вызвать многочисленные факторы. Самым сильным из них является специфическое динамическое действие пищи, прием смешанной пищи увеличивает основной обмен примерно на 5-20%, белковой - больше.

Промежуточный обмен - это превращение веществ после всасывания из пищеварительного канала; происходит в клетках и тканях.

Общие принципы регуляции обмена веществ и энергии и значение регуляции - приспособить уровень обмена веществ и энергии к потребностям организма. Регуляция обменных процессов происходит на трех уровнях:

1)клеточном - автоматическая регуляция на уровне клетки;

2)гуморальном - главным образом при помощи гормонов. Гормоны влияют на синтез и активность ферментов, проницаемость мембран;

3)нервном - нервная система воздействует на обменные процессы (трофическое влияние) в тканях, на деятельность эндокринных органов, на поступление крови в органы и ткани. Центр всех видов обмена - в гипоталамусе.

Регуляция обмена энергии тесно связана с регуляцией обмена веществ. Участвуют кора больших полушарий, гипоталамус, вегетативная нервная система, из желез внутренней секреции - гипофиз, щитовидная и поджелудочная железы, надпочечники, половые железы.

Интенсивность обмена можно определить по разности между энергетической ценностью всей потребленной пищи и энергетической ценностью всей потребленной пищи и энергетической ценностью всех экскретов (балансовые опыты). Другой способ оценки обмена веществ и энергии основан на определении общей теплопродукции организма; учитывается всё использованное «топливо», и практически определения параметров обменных процессов проводят, помещая организм в калориметр.

Приход энергии рассчитывают по энергетической ценности питательных веществ корма. Расход энергии определяют по количеству освобожденной из организма теплоты. Разработаны два метода определения расхода энергии: прямая и непрямая калориметрия. Прямая калориметрия - измерение количества теплоты, выделяемой организмом с поверхности тела в калориметрических камерах или с помощью инфракрасных датчиков. Методы достаточно точные, но сложные в техническом отношении. Непрямая калориметрия - расчет теплопродукции по дыхательному коэффициенту (ДК): ДК= СО2/О2 (отношение объема выделенного СО2 к объему потребленного О2). Газообмен у мелких животных определяют в респирационных камерах, у крупных - путем сбора воздуха, выдыхаемого ими через респираторы в воздухонепроницаемых мешках. При этом определяют объем воздуха, выдыхаемого за определенное время, и содержание в нем О2 и СО2. Вычисляют ДК. Значения ДК зависят от того, какие вещества во время исследования окислялись в организме. При окислении одних и тех же веществ в организме потребляется определенное количество кислорода, выделяется определенное количество диоксида углерода и освобождается определенное количество энергии (теплота).

У человека и высших животных существуют два механизма регуляции обмена веществ и энергии, которые отличаются тем, что связывают между собой метаболизм, совершающийся в разных тканях и органах, и таким образом направляют и приспосабливают его для выполнения функций, присущих не отдельным клеткам, а всему организму в целом. Одним из таких механизмов управляет эндокринная система. Гормоны, вырабатываемые железами внутренней секреции, служат химическими медиаторами, стимулирующими или подавляющими определенные метаболические процессы в других тканях или органах. Например, когда поджелудочная железа начинает вырабатывать меньше инсулина, в клетки поступает меньше глюкозы, что влечет за собой ряд вторичных метаболических эффектов, в частности уменьшение биосинтеза жирных кислот из глюкозы и усиление образования кетоновых тел в печени. Противоположное инсулину действие оказывает соматотропный гормон (гормон роста).

Вторым уровнем регуляции, характерным для человека и высших животных, является нервная регуляция, представляющая собой самый высший уровень регуляции, наиболее совершенную ее форму. Нервная система, в частности ее центральные отделы, выполняет в организме высшие интегративные функции. Получая сигналы из окружающей среды и от внутренних органов, ЦНС преобразует их в нервные импульсы и направляет их к тем органам, изменение скорости метаболизма в которых необходимо в данный момент для выполнения определенной функции. Чаще всего свою регулирующую роль нервная система осуществляет через железы внутренней секреции, усиливая или подавляя поступление гормонов в кровь. Хорошо известно влияние эмоций на метаболизм, например предстартовое повышение показателей обмена веществ и энергии у лошадей и др. Во всех случаях регулирующее действие нервной системы на обмен веществ и энергии весьма целесообразно и всегда направлено на наиболее эффективное приспособление организма к изменившимся условиям.

Затраты организмом животного энергии измеряют для того, чтобы в соответствии с его продуктивностью и физической активностью подобрать необходимый рацион питания. Это важно для того, чтобы у животного не развилось различных патологий, например ожирения, дистрофии мышц и пр. пагубных состояний.

Расход энергии у бычка в положении лежа, если он за один час израсходовал 169 л кислорода и выделил 145 литров углекислого газа, равен

ДК= 145/169 = 0,85 (питание смешанное)

КЭК (калорический эквивалент кислорода) = 4,86

VO2/мин (объем потребленного за одну минуту кислорода)= 169/60=2,9

Теплопродукция за одну минуту = КЭК*VO2/мин= 4,86*2,9=14,094

Список используемой литературы:

1. Зорина З. А., Полетаева И. М. Основы этологии и генетики поведения. — М: МГУ, 1999.

2. Основы физиологии и этологии животных/ Лысов В.Ф., Максимов В.И. - М.: КолосС, 2004. - 248 с.

3. Тарасов Е.Я. Эффективное пчеловодство. Все о домашнем пчеловодстве. - Ростов н/Д.: Издательский дом "Владис", М.: Издательский дом "РИПОЛ Классик", 2007. http://www.vladisbook.ru/ Издательский дом "Владис",

Список интернет-источников:

1. http://www.ripol.ru/ Издательский дом "РИПОЛ Классик"

2. https://kaz-ekzams.ru/biologiya/uchebnaya-literatura-po-biologii/biologiya-spravochnye-materialy/anatomiya-fiziologiya-i-gigiena-cheloveka/672-stroenie-i-funkcii-centralnoj-nervnoj-sistemy.html

3. http://900igr.net/prezentatsii/biologija/Stroenie-nervnoj-sistemy/010-Spinnoj-mozg-vypolnjaet-dve-osnovnye-фяи -Reflektornuju-i.html

4. http://www.grandars.ru/college/medicina/gipofiz.html

5. http://pticainfo.ru/article/?ELEMENT_ID=2963

6. http://animals-world.ru/rol-i-m-sechenova-i-i-p-pavlova-v-sozdanii-ucheniya-o-vysshej-nervnoj-deyatelnosti/