французский физиолог разработавший учение о взаимодействии человека с окружающей средой
Французский физиолог разработавший учение о взаимодействии человека с окружающей средой
В то же время, Декарт полагал, что мышление является способностью души и не имеет ничего общего с материей, единственным свойством которой он считал протяженность. Его дуализм отразился на мировоззрении многих естествоиспытателей последующих поколений.
Большую роль в развитии физиологии сыграл швейцарский естествоиспытатель, врач и поэт Альбрехт Галлер (Haller, Albrecht von, 1708-1777). Он пытался уяснить сущность процесса дыхания в легких, установил три свойства мышечных волокон (упругость, сократимость и раздражимость), определил зависимость силы сокращения от величины стимула и тем самым развил представления Декарта о рефлексе. Галлер первым заметил, что сердце сокращается непроизвольно под действием силы, которая находится в самом сердце.
Выдающимся достижением XVIII в. явилось открытие биоэлектрических явлений («животного электричества», 1791) итальянским анатомом и физиологом Луиджи Гальвани (Galvani, Luigi Aloisio, 1737-1798), что положило начало электрофизиологии.
К XIX в. было накоплено достаточно много физиологических знаний. Однако в науке продолжало господствовать, метафизическое мышление, которое, исчерпав свою прогрессивную роль, на данном этапе развития науки приводило к разработке идеалистических (например виталистических) концепций.
Против представлений об особой «жизненной силе» активно выступал один из основоположников экспериментальной медицины – французский физиолог Франсуа Мажанди (Magen-die, Francois, 1783-1855). Продолжая исследования И. Прохаски, он доказал раздельное существование чувствительных (задние корешки) и двигательных (передние корешки спинного мозга) нервных волокон (1822), что утверждало соответствие между структурой и функцией (закон Бэлла-Мажанди).
В России создание основ материалистического направления в физиологии связано с деятельностью Алексея Матвеевича Филомафитского (1807-1849) – основоположника московской физиологической школы. В 1833 г. он защитил докторскую диссертацию «О дыхании птиц», затем в течение двух лет работал в Германии в лаборатории И. Мюллера и в 1835 г. стал профессором Московского университета.
А. М. Филомафитский был одним из первых пропагандистов экспериментального метода в российской физиологии и медицине. Вместе с Н. И. Пироговым он разработал метод внутривенного наркоза; используя технику вивисекции, изучал вопросы физиологии дыхания, пищеварения, переливания крови («Трактат о переливании крови», 1848); создал аппараты для переливания крови, маску для эфирного наркоза и другие физиологические приборы. А. М. Филомафитский является автором первого российского учебника «Физиология, изданная для руководства своих слушателей» (1836).
Среди основоположников физиологии и экспериментальной медицины выдающееся место занимает немецкий естествоиспытатель Иоганнес Мюллер (Miiller, Johannes Peter, 1801-1858), член Прусской (1834) и иностранный член-корреспондент Петербургской (1832) академий наук. Ему принадлежат фундаментальные исследования и открытия в области физиологии, патологической анатомии, эмбриологии. В 1833 г. он сформулировал основные положения рефлекторной теории, которые нашли дальнейшее развитие в трудах И. М. Сеченова и И. П. Павлова.
И. Мюллер внес большой вклад в материалистическое познание природы. Он создал уникальную по количеству последователей и их вкладу в науку научную школу. К ней принадлежат Р. Вирхов, Г. Гельмгольц, Ф. Генле, Э. Дюбуа-Реймон, Э, Пфлюгер, Т. Шванн. В его лаборатории работали многие ученые России: А. М. Филомафитский, И. М. Сеченов и другие.
В середине XIX в. развитие физиологии было тесно связано с принципиальной важности открытиями и обобщениями в области физики, химии, биологии (см. табл. 10). На их основе были разработаны новые методы и приемы физиологического эксперимента.
В лаборатории выдающегося немецкого физиолога Карла Людвига (Ludwig, Karl F. W., 1816-1895) – создателя одной из крупнейших школ в истории физиологии – были сконструированы кимограф (1847) и ртутный манометр для записи кровяного давления, «кровяные часы» для измерения скорости кровотока, плетизмограф, определяющий кровенаполнение конечностей и другие приборы для физиологических экспериментов.
Основоположник нервно-мышечной физиологии немецкий физиолог Эмиль Дюбуа-Реймон (Du Bois-Reymond, Emile, 1818-1896), продолжая исследования, начатые Гальвани и Вольта, разработал новые методы электрофизиологического эксперимента и открыл законы раздражения и явления электротона (1848). Им сформулирована также молекулярная теория биопотенциалов.
Немецкий физик, математик и физиолог Герман Гельмгольц (Helmholtz, Herman, 1821-1894), заложивший основы физиологии возбудимых тканей, сделал крупные открытия в области физиологической акустики и физиологии зрения, изучал процессы сокращения мышц (явление тетануса, 1854) и впервые измерил скорость проведения возбуждения по нерву лягушки (1850) (см. табл. 10).
Выдающийся французский физиолог Клод Бернар (Bernard, Claude, 1813-1878) детально изучил физиологические механизмы сокоотделения и значение переваривающих свойств слюны, желудочного сока и секрета поджелудочной железы для здорового и больного организма, заложив, таким образом, основы экспериментальной патологии. Он создал теорию сахарного мочеизнурения (высшая премия Французской академии наук, 1853), занимался исследованием нервной регуляции кровообращения, выдвинул концепцию о значении постоянства внутренней среды организма (основы учения о гомеостазе).
Таким образом, во второй половине XIX в. были сделаны большие успехи в изучении функций отдельных органов и систем, в исследовании некоторых наиболее простых механизмов регуляции и деятельности сердца (Э. Вебер, И. Ф. Цион, И. П. Павлов), сосудов (А. П. Вальтер, К. Бернар, К. Людвиг, И. Ф. Цион, Ф, В. Овсянников), дыхания (Н. А. Миславский), скелетных мышц (Ф. Мажанди, И. М. Сеченов, Н. Е. Введенский) и других органов и систем. Но все эти знания оставались разрозненными, они не объединялись теоретическими обобщениями о взаимной связи различных функций организма между собой. Это был период накопления информации, и потому превалировал анализ явлений (аналитическая физиология) однако уже намечалась и тенденция к синтезу, которая проявлялась в стремлении к изучению функций центральной нервной системы и в первую очередь рефлексов.
Выдающийся вклад в развитие рефлекторной теории, которая является одной из основных теоретических концепций физиологии и медицины, внес великий русский ученый, выдающийся представитель российской физиологической школы и основоположник научной психологии Иван Михайлович Сеченов (1829-1905).
В 1856 г. он закончил медицинский факультет Московского университета и был направлен за границу, где проходил подготовку к профессорскому званию в лабораториях И. Мюллера, Э. Дюбуа-Реймона, К. Людвига, К. Бернара. По возвращении в Россию в 1860 г. И. М. Сеченов защитил докторскую диссертацию «Материалы для будущей физиологии алкогольного опьянения».
Его работы по физиологии дыхания и крови, газообмену, растворению газов в жидкостях и обмену энергии заложили основы будущей авиационной и космической физиологии. Одна ко особое значение имеют его труды в области физиологии центральной нервной системы и нервно-мышечной физиологии.
Во времена И. М. Сеченова представления о работе мозга являлись весьма ограниченными. В середине XIX в. еще не было учения о нейроне как структурной единице нервной системы. Оно было создано лишь в 1884 г. испанским гистологом, лауреатом Нобелевской, премии (1906) С. Рамон-и-Кахалем (Ramon-y-Cajal, Santjago, 1852-1934). Не существовало и понятия о синапсе, которое было введено в 1897 г. английским физиологом Ч. Шеррингтоном (Sherrington, Charles Scott, 1857-1952), сформулировавшем принципы нейронной организации рефлекторной дуги. Ученые того времени не распространяли рефлекторные принципы на деятельность головного мозга.
Французский физиолог разработавший учение о взаимодействии человека с окружающей средой
1) Общая физиология – изучает общие закономерности работы органов и систем организма.
2) Частная физиология – изучает функции различных физиологических систем, т.е. совокупности органов и тканей, выполняющих одну функцию.
3) Специальная физиология – изучает функции специальных организмов (детей и подростков).
4) Физиология различных состояний (например, физиология труда).
5) Клиническая физиология – изучает функции организма при возникновении заболеваний.
Нормальная физиология изучает функции здорового организма.
Задачи физиологии состоят в изучении функций:
1. Здорового организма в целом.
2. Различных органов.
3. Физиологических и функциональных систем.
4. Различных клеток, клеточных популяций.
5. Клеточных структур.
6. Всех органов и систем в их взаимосвязи.
В истории физиологии можно условно выделить два этапа:
1. Донаучный (до 1628 года), представителями которого считаются знаменитые ученые древности (Гиппократ, Авицена, Гален, Парацельс и многие другие).
2. Научный этап связан с выходом в свет в 1628 году научного труда английского врача У. Гарвея «Анатомические исследования о движении сердца и крови животных».
Краткая история развития физиологии
Вклад в развитие физиологии
Заложил основы для понимания роли отдельных систем и функций организма как целого.
– центром кровообращения является печень.
– сердце состоит из двух частей: левого и правого сердца.
– правое сердце наполнено кровью и разносит ее по всему организму;
– левое сердце наполнено божественной пневмой, которая разносится по всему организму.
– между левым и правым сердцем имеется отверстие, через которое кровь левого сердца питает правое.
Работа Везалия «О строении человеческого сердца» подготовила почву для открытий в области физиологии.
Сформулировал рефлекторный принцип организации движений – принцип отражения в ответ на возбуждающий их стимул. Пытался законами механики объяснить как ход небесных светил, так и поведение животных.
В 1628 году опубликовал свою работу «Анатомические исследования о движении сердца и крови у животных». Этот год считается годом становления физиологии. Открыл большой круг кровообращения. Ввел в практику научных исследований прием, получивший название вивисекции, или живосечения.
Используя микроскоп, в 1661 году показал, что артерии и вены соединяются между собой мельчайшими сосудами –капиллярами, благодаря которым в организме образуется замкнутая сеть кровеносных капилляров.
Считается «отцом русской физиологии». Занимался вопросами транспорта газов кровью; разработкой проблем гипоксических состояний; показал, что гемоглобин эритроцитов переносит не только кислород, но и углекислый газ. Разрабатывал вопросы физиологии труда. Изучая процесс утомления, впервые научно установил значение активного отдыха. Всеобщее значение получило открытие И.М. Сеченовым явления центрального торможения. В 1863 году вышла в свет его знаменитая книга «Рефлексы головного мозга», в которой сформулировано материалистическое положение о рефлекторной деятельности головного мозга. Создал первую в России физиологическую школу.
Создал учение о высшей нервной деятельности (поведения) человека и животных, ее проявлениях в норме и патологии. Научная деятельность И.П. Павлова развивалась в трех основных направлениях: изучение важнейших проблем физиологии кровообращения, физиологии пищеварения, высшей нервной деятельности В 1904 г. И.П. Павлов получил Нобелевскую премию за работы в области физиологии пищеварения. В 1935 г. Международный физиологический конгресс присвоил ему звание «старейшины физиологов мира». Разработал теорию условных рефлексов.
В XX веке выделились два основных направления развития физиологической науки:
1. Глубокое изучение физико-химических процессов в клетках, мембранах, преобразований на молекулярном уровне. Делаются принципиальные открытия в области цитофизиологии и цитохимии, утверждается мембранная теория биоэлектрических потенциалов. За создание этой теории и установление ионных механизмов возбуждения нейронов в 1963 году были удостоены Нобелевской премии Д.Экклс, Э.Хаксли и А. Ходжкин.
2. Формирование представлений о единстве организма, гомеостазе (К.Бернар, У.Кеннон) и взаимосвязи организма с окружающей внешней средой.
В физиологии существуют 2 метода исследования:
1. Наблюдение за различными проявлениями и нарушениями, возникающими при заболеваниях и травмах у животных и человека;
2. Опыт, который бывает 2 видов:
Хронический (предложен Павловым), когда после проведенной операции животное выживает, проводится наблюдение за его жизнью. В течение длительного времени изучается функция органа, изменение функций под влиянием различных условий, влияние нервной и гуморальной регуляции на функции организма.
Функция – специфическая деятельность системы или органа. Например, функциями желудочно-кишечного тракта являются моторная, секреторная, всасывательная.
Физиологическая система – жестко генетически детерминированная совокупность клеток, тканей и органов, объединяемая общей функцией.
Норма – это предел оптимального функционирования живой системы. Физиологическая норма – биологический оптимум жизнедеятельности.
Регуляция – совокупность процессов, ведущих к оптимизации физиологических функций в меняющихся условиях внешней и внутренней среды организма.
Реакция – изменение (усиление или ослабление) деятельности организма в ответ на внутреннее или внешнее раздражение.
Раздражение – воздействие на живую ткань внешних или внутренних раздражителей.
Раздражитель – фактор внешней среды, вызывающий переход системы из состояния функционального покоя в состояние функциональной активности.
Возбудимость – способность ткани отвечать на раздражение возбуждением. Возбудимость зависит от уровня обменных процессов и заряда клеточной мембраны. Показатель возбудимости – порог раздражения – та минимальная сила раздражителя, которая вызывает первую видимую ответную реакцию ткани. Раздражители бывают: подпорговые, пороговые, надпороговые. Возбудимость и порог раздражения обратно пропорциональные величины: чем меньше порог раздражения, тем больше возбудимость.
Возбудимы ткани – ткани, способные в ответ на действие раздражителей переходить из состояния физиологического покоя в состояние возбуждения. К возбудимым относятся три вида тканей: нервная, мышечная и железистая (эпителиальная).
Проводимость – способность ткани проводить возбуждение по всей своей длине. Показатель проводимости – скорость проведения возбуждения (по скелетной ткани – 6-13 м/с, по нервной ткани – до 120 м/с). Проводимость зависит от интенсивности обменных процессов, от возбудимости (прямо пропорциональна).
Лабильность (функциональная подвижность) – способность ткани воспроизводить определенное количество волн возбуждения в единицу времени. Это свойство характеризует скорость возникновения возбуждения. Показатель (мера) лабильности – максимальное количество волн возбуждения в данной ткани: нервное волокно – 500-1000 имп/с, мышечная ткань – 200-250 имп/с, синапс – 100-125 имп/с. Лабильность зависит от уровня обменных процессов в ткани, возбудимости, рефрактерности.
Рефлекс – ответная реакция организма на внешнее и внутреннее раздражение, осуществляемая с участием ЦНС.
Торможение – подавление или угнетение деятельности клеток, тканей или органов, т.е. процесс, приводящий к уменьшению или предупреждению возбуждения. Возбуждение и торможение представляют собой противоположные и взаимосвязанные процессы.
Автоматия – свойство некоторых клеток, тканей и органов возбуждаться под влиянием возникающих в них импульсов, без воздействия внешних раздражителей. Автоматией обладают, например, гладкая и сердечная мышечная ткани.
Гомеостаз (гомеостазис) – постоянство внутренней среды организма.
Внутренняя среда организма – совокупность жидкостей (кровь, лимфа, тканевая жидкость), принимающих непосредственное участие в процессах обмена веществ и поддержании гомеостаза в организме.
Условные рефлексы – индивидуально приобретенные системные приспособительные реакции, возникающие на основе образования в ЦНС временной связи между условным и безусловно-рефлекторным раздражителями.
Для каждого организма характерна определенная организация ею структур. Выделяют шесть уровней организации человеческого организма:
1) молекулярный
Молекулярный уровень организации. Любая живая система, как бы сложно она ни была организована, проявляется на уровне функционирования биологических макромолекул (биополимеров): нуклеиновых кислот, белков, жиров (липидов), полисахаридов, витаминов, ферментов и других органических веществ. С молекулярного уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности ор1анизма.
Клеточный уровень организации. Клетка – элементарная структурная, функциональная и генетическая единица многоклеточного организма. Функционально сходные клетки объединяются в ткани.
Тканевой, уровень организации. Ткани – это группы клеток и межклеточного вещества, объединенные общим строением, функцией и происхождением. Различают четыре основные группы тканей: эпителиальная, соединительная, мышечная и нервная.
Органный уровень организации. Различные ткани, соединяясь между собой, образуют органы: сердце, почки, легкие, головной мозг, спинной мозг, мышца, мочевой пузырь, матка, грудная железа, желудок, глаз, ухо и т.д. Орган занимает постоянное положение, имеет определенное строение, форму и функции Органы, сходные по своему строению, функции и развитию, объединяются в системы органов
Системный уровень организации. Совокупность органов, участвующих в выполнении какого-либо сложного акта деятельности, образующих анатомические и функциональные объединения – системы органов. Различают девять основных систем организма.
1. Система органов движения или опорно-двигательный аппарат объединяет все кости (скелет), их соединения (суставы, связки) и скелетные мышцы. Благодаря этой системе организм передвигается во внешней среде; кости скелета защищают внутренние органы от механических повреждений.
2. Пищеварительная система объединяет органы, выполняющие функции приема пищи, ее механической и химической переработки, всасывания питательных веществ в кровь и лимфу и выведения непереваренных частей пищи.
3. Дыхательная система осуществляет потребление организмом кислорода и выделение углекислого газа, т.е. функцию газообмена между организмом и внешней средой.
4. Мочевыделительная система выполняет функцию выделения из организма конечных продуктов обмена и функцию поддержания постоянства внутренней среды организма (гомеостаза), в частности водно-солевого баланса.
5. Половая система объединяет органы размножения и выполняет функцию продления рода человеческого. Различают мужскую и женскую половые системы, которые включают наружные и внутренние половые органы (гонады).
6. Эндокринная система состоит из желез внутренней секреции, к которым относятся гипофиз, эпифиз, вилочковая железа, щитовидная, поджелудочная, паращитовидная, половые железы, надпочечники. Они вырабатывают особые активные вещества (гормоны), которые непосредственно
всасываются в кровь. Гормоны разносятся кровью по всему организму и оказывают регулирующее влияние на различные функции, прежде всего на обмен
веществ, активность генов, процессы онтогенетическою развития, дифференцировку тканей, формирование пола, размножение, тонус коры головного
мозга и т.д.
7. Сердечнососудистая система (ССС) обеспечивает непрерывное движение крови в организме (кровообращение), благодаря чему
осуществляются транспортные функции крови: доставка тканям кислорода, питательных веществ и гормонов и удаление из тканей веществ, образующихся в результате процессов обмена.
8. Система органов чувств объединяет органы зрения, слуха, обоняния, вкуса и осязания. Они воспринимают информацию внешней среды, играют важную роль в обмене информацией между организмом и средой.
9. Нервная система играет ведущую роль в объединении организма в единое целое, регулирует деятельность всех внутренних органов и систем органов. Она осуществляет связь организма с окружающей внешней средой на основе условных и безусловных рефлексов, обеспечивая приспособление к изменяющимся условиям жизни, а также осуществляет психическую деятельность человека, возникающую на основе физиологических процессов ощущения, восприятия и мышления.
Уровень целостного организма. Организм человека функционирует как единое целое и представляет собой саморегулирующуюся систему. Взаимосвязанная, согласованная работа всех органов и физиологических систем обеспечивается гуморальной и нервной регуляцией.
Физиологические функции – это проявления жизнедеятельности, имеющие приспособительное значение.
Основной функцией живого организма является обмен веществ и энергии. Этот процесс состоит в совокупности химических и физических изменений, в превращениях веществ и энергии, постоянно и непрерывно происходящих в организме и во всех его структурах. Он неодинаков у организмов, стоящих на разных ступенях филогенетического развития. Обмен веществ, или метаболизм, является необходимым условием жизни. Он отличает живое от неживого, мир живых существ от неорганического мира. Изменения вещества и превращения энергии происходят и в неорганическом мире; однако имеется принципиальное различие этих процессов в живом организме и в неживой природе.
Рис. 1. Схема обмена веществ в клетке
С обменом веществ связаны все остальные физиологические функции, будь то рост, развитие, размножение, питание и пищеварение, дыхание, секреция и выделение продуктов жизнедеятельности, движение и реакции на изменения внешней среды и т. п.
Развитие и рост. С момента зарождения и до смерти в результате обмена веществ происходит развитие организма – закономерные изменения его химического состава и строения (качественные изменения). В процессе развития до созревания усложняется строение клеток, тканей, органов и систем органов. Развитие происходит гетерохронно, т. е. клетки, ткани и органы созревают неодновременно. С определенного возраста начинается старческое изменение строения органов, также совершающееся гетерохронно. Одновременно на протяжении всей жизни изменяются функции. Накопление количественных изменений строения и функций приводит к появлению или исчезновению новых качеств, новых свойств организма и его поведения. В результате развития в определенные периоды жизни изменяется рост организма.
Рост – увеличение размеров развивающегося организма и его органов с изменением их формы, объема и массы, т.е. количественные изменения в организме. При росте возрастает масса активных частей организма вследствие размножения клеток и увеличение межклеточных элементов, их объема и массы («живого вещества»). Обычно рост прекращается с достижением зрелости. Рост зрелого организма никогда не бывает пропорциональным. Рост регулируется нервной системой и железами внутренней секреции.
Согласованная деятельность различных систем организма, поддержание относительного постоянства клеточного состава и физико-химических свойств внутренней среды (гомеостаза) обеспечивается нервным и гуморальным механизмами регуляции функций.
Гуморальный механизм регуляции (от латинского humor – жидкость) филогенетически более древний и связан со способностью клеток изменять интенсивность жизнедеятельности в зависимости от изменения физико-химических параметров среды. Гуморальный механизм регуляции функций осуществляется через кровь, в нее поступают различные по природе и физиологическому значению химические вещества: продукты обмена веществ, гормоны, медиаторы, биологически активные вещества. Током крови они разносятся ко всем органам (не имеют определенного адресата) и действуют на те или иные клетки органов (в зависимости от их чувствительности к данному химическому веществу), вызывая активизацию или торможение их функциональной деятельности. Но гуморальный механизм не может обеспечить быструю перестройку деятельности организма, быстрые адаптивные реакции, так как химические вещества разносятся по организму кровью, а скорость кровотока невелика.
В процессе эволюции сформировалась нервная система и возник второй, более молодой и более совершенный нервный механизм регуляции функций организма. Нервный механизм в отличие от гуморального обеспечивает быструю сигнализацию нервной системы об изменениях во внешней или внутренней среде и осуществляет быстрые адекватные реакции на эти изменения. Нервный механизм обладает преимуществами перед гуморальным механизмом:
· имеет точный адресат (возникшие в рецепторах нервные импульсы по определенным нервным волокнам поступают
в определенный отдел ЦНС, а от нее – к определенным органам);
· имеет высокую скорость проведения нервных импульсов – от 3 до 120 м/сек.
Нервный и гуморальный механизмы регуляции функций тесно взаимосвязаны между собой. Гуморальные факторы оказывают влияние на деятельность нервных клеток ЦНС, она в свою очередь изменяет деятельность органов. С другой стороны – образование и поступление в кровь гуморальных веществ регулируется нервной системой.
Таким образом, в организме существует единая нервно-гуморальная система, обеспечивающая саморегуляцию функций, без чего невозможно существование организма.
Основные параметры, характеризующие внутреннюю среду, называются гомеостатическими константами. Например, концентрация глюкозы, натрия и других ионов, величина мембранного потенциала, значение артериального и осмотического давления, напряжения газов крови, температура. Гомеостатические параметры могут быть жесткими и пластичными, меняться в зависимости от индивидуальных, возрастных, половых, социальных и других условий. Жесткие константы (например, осмотическое давление крови, рН) допускают лишь незначительные отклонения от своего уровня, пластичные константы (например, уровень кровяного давления или питательных веществ в крови) варьируют в довольно большом диапазоне и в течение длительного времени. Значительная вариабельность уровня кровяного давления, свойственная здоровому человеку в норме, имеет определенный физиологический смысл. Так, повысившееся кровяное давление в результате физической нагрузки или эмоционального сдвига улучшает кровоснабжение многих органов и тканей. Вместе с тем длительное повышение кровяного давления приводит к нарушениям кровоснабжения – кровоизлияниям, таким как инфаркты и инсульты.
Любые физиологические, физические, химические или эмоциональные воздействия (будь то температура воздуха, изменение атмосферного давления, обычная терапевтическая процедура или волнение, радость, печаль, горе, прием лекарства и т. д.) могут явиться поводом к выходу организма из состояния динамического равновесия, в котором он пребывает. Таким образом, любое воздействие может оказаться «отклоняющим», или «возмущающим». Рассмотрим достаточно простой пример. Углеводы служат важнейшим источником энергии для организма. В результате распада и главным образом «сгорания» в кислороде молекулы углеводов, богатые энергией, постепенно превращаются в молекулы конечных продуктов — воды и двуокиси углерода, обладающих малым запасом энергии. Энергия, высвобождающаяся при этом, идет на покрытие энергетических потребностей клеток организма. Ни одна клетка, ни один орган не могут существовать даже кратковременно без расходования энергии и потребления «горючего» в виде углеводов.
Наиболее чувствительны к недостатку снабжения «горючим» нервные и мышечные клетки. Особенно мозг, так как для него глюкоза является единственным источником энергии. Даже малое и кратковременное снижение уровня сахара в крови (гипогликемия) приводит к тяжелым функциональным расстройствам, вызывающим угрожающие явления в состоянии всего организма. Функции нервных образований всецело зависят от содержания сахара в крови. В крови здорового человека находится 4,4-6,0 ммоль/л. глюкозы.
Такой уровень, по-видимому, наиболее благоприятен для протекания процессов жизнедеятельности и обмена веществ. Он обеспечивается благодаря очень точно поддерживаемому балансу между потреблением сахара и его поступлением в кровь. Существует не менее семи-восьми механизмов, поддерживающих этот баланс. Центральную роль здесь играет печень.
Потребление сахара крови особенно возрастает при повышенной мышечной деятельности. Можно было бы ожидать, что при этом уровень сахара в крови резко понизится и наступит опасное состояние, называемое гипогликемией. Однако этого не происходит: в печени как в депо углеводов гликоген распадается до стадии глюкозы под действием гормонов поджелудочной железы (гликогена) и надпочечников (адреналина), которая и обеспечивает замену сахара в крови. Можно было бы ожидать также и контрастного явления: после приема пищи, богатой углеводами, последние, всасываясь в тонкой кишке, в большом количестве поступают в кровь, что должно было бы привести к значительному и стойкому повышению уровня сахара в крови. Но и этого не наблюдается. Это обусловлено тем фактом, что оттекающая от кишки, обогащенная сахаром кровь поступает в общий кровоток не сразу, а проходит сначала по воротной вене через печень. В клетках печени глюкоза венозной крови поглощается, образуется гликоген под действием гормона поджелудочной железы инсулина, так что содержание сахара в крови, поступающего из печени в общий кровоток, сохраняется приблизительно на нормальном уровне.