Функции клеток

Тело человека имеет клеточное строение. Клетки находятся в межклеточном веществе, которое обеспечивает им механическую прочность, питание и дыхание. Клетки разнообразны по размерам, форме, функциям. Изучением строения и функций клеток занимается цитология (греч. "цитос" - клетка).

Клетка покрыта мембраной, состоящей из нескольких слоев молекул, обеспечивающей избирательную проницаемость веществ. Пространство между мембранами соседних клеток заполнено жидким межклеточным веществом. Главная функция мембраны: осуществляется обмен веществ между клеткой и межклеточным веществом.

Цитоплазма - вязкое полужидкое вещество. Цитоплазма содержит ряд мельчайших структур клетки - органоидов, которые выполняют различные функции: эндоплазматическая сеть, рибосомы, митохондрии, лизосомы, комплекс Гольджи, клеточный центр, ядро.

Эндоплазматическая сеть - система канальцев и полостей, пронизывающая всю цитоплазму. Основная функция - участие в синтезе, накопление и передвижение основных органических веществ , вырабатываемых клеткой , синтез белка .

Рибосомы - плотные тельца, содержащие белок и рибо-нуклеиновую - (РНК) кислоту. Они являются местом синтеза белка. Комплекс Гольджи- ограниченные мембранами полости с отходящими от них трубочками и расположенными на их концах пузырьками. Основная функция - накопление органических веществ, образование лизосом.

Клеточный центр образован двумя тельцами, которые участвуют в делении клетки. Эти тельца расположены возле ядра.

Ядро - важнейшая структура клетки. Полость ядра заполнена ядерным соком. В нем находятся ядрышко, нуклеиновые кислоты, белки, жиры, углеводы, хромосомы. В хромосомах заключена наследственная информация. Для клеток характерно постоянное количество хромосом. В клетках тела человека содержится по 46 хромосом, а в половых клетках - по 23.

Лизосомы - округлые тельца с комплексом ферментов внутри. Их основная функция - переваривание пищевых частиц и удаление отмерших органоидов.

В состав клеток входят неорганические и органические соединения.

Неорганические вещества - вода и соли. Вода составляет до 80% массы клетки. Она растворяет вещества, участвующие в химических реакциях: переносит питательные вещества, выводит из клетки отработанные и вредные соединения.

Минеральные соли - хлорид натрия, хлорид калия и др., играют важную роль в распределении воды между клетками и межклеточным веществом. Отдельные химические элементы: кислород, водород, азот, сера, железо, магний, цинк, йод, фосфор участвуют в создании жизненно важных органических соединений.

Органические соединения образуют до 20-30% массы каждой клетки. Среди них наибольшее значение имеют белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты.

Белки - основные и самые сложные из встречающихся в природе органических веществ. Молекула белка имеет большие размеры, состоит из аминокислот. Белки служат строительным материалом клетки. Они участвуют в формировании мембран клетки, ядра, цитоплазмы, органоидов. Белки-ферменты являются ускорителями течения химических реакций. Только в одной клетке насчитывается до 1000 разных белков. Состоят из углерода, водорода, азота, кислорода, серы, фосфора.

Углеводы - состоят из углерода, водорода, кислорода. К углеводам относятся глюкоза, животный крахмал гликоген. При распаде 1 г освобождается 17,2 кДж энергии.

Жиры образованы теми же химическими элементами, что и углеводы. Жиры нерастворимы в воде. Входят они в состав клеточных мембран, служат запасным источником энергии в организме. При расщеплении 1 г жира освобождается 39,1 кДж энергии.

Нуклеиновые кислоты бывают двух типов - ДНК и РНК.

ДНК находится в ядре, входит в состав хромосом, определяет состав белков клетки и передачу наследственных признаков и свойств от родителей к потомству. Функции РНК связаны с образованием характерных для этой клетки белков.

Основное жизненное свойство клетки - обмен веществ. Из межклеточного вещества в клетки постоянно поступают питательные вещества и кислород и выделяются продукты распада.

Вещества, поступившие в клетку, участвуют в процессах биосинтеза.

Биосинтез - это образование белков, жиров, углеводов и их соединений из более простых веществ. Одновременно с биосинтезом в клетках происходит распад органических соединений. Большинство реакций распада идет с участием кислорода и освобождением энергии. В результате обмена веществ состав клеток постоянно обновляется: одни вещества образуются, а другие разрушаются.

Свойство живых клеток, тканей, целого организма реагировать на внешние или внутренние воздействия - раздражители называется раздражимостью. В ответ на химические и физические раздражения в клетках возникают специфические изменения их жизнедеятельности.

Клеткам свойственны рост и размножение. Каждая из образовавшихся дочерних клеток растет и достигает размеров материнской. Новые клетки выполняют функцию материнской клетки. Продолжительность жизни клеток различна: от нескольких часов до десятков лет.

Таким образом, живая клетка обладает рядом жизненных свойств: обменом веществ, раздражимостью, ростом и размножением, подвижностью, на основе которых осуществляются функции целого организма.

2. ТКАНИ И ОРГАНЫ. СИСТЕМЫ ОРГАНОВ, ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ, ИХ РЕГУЛЯЦИЯ

Ткань - это группа клеток и межклеточное вещество, объединенные общим строением, функцией и происхождением. В теле человека различают четыре основных типа тканей: эпителиальную (покровную), соединительную, мышечную” нервную,

Эпителиальная ткань образует покровы тела, железы, выстилает полости внутренних органов. Клетки ткани близко прилегают друг к другу, межклеточного вещества мало. Создается препятствие для проникновения микробов, вредных веществ, защита лежащих под эпителием тканей. Смена клеток происходит благодаря способности к быстрому размножению.

Соединительная ткань. Ее особенность - сильное развитие межклеточного вещества. Основные функции ткани - питательная и опорная. К соединительной ткани относятся кровь, лимфа, хрящевая, костная, жировая ткани.

Кровь и лимфа состоят из жидкого межклеточного вещества и клеток крови. Эти ткани обеспечивают связь между органами, перенося вещества и газы.

Волокнистая соединительная ткань состоит из клеток, связанных межклеточным веществом в виде волокон. Волокна могут лежать плотно и рыхло. Волокнистая соединительная ткань имеется во всех органах.

В хрящевой ткани клетки крупные, межклеточное вещество упругое, плотное, содержит эластичные волокна.

Костная ткань состоит из костных пластинок, внутри которых лежат клетки. Клетки соединены друг с другом многочисленными тонкими отростками. Ткань отличается твердостью.

Мышечная ткань образована мышечными волокнами. В их цитоплазме находятся нити, способные к сокращению. Выделяют гладкую и поперечно-полосатую мышечную ткань. Гладкая мышечная ткань входит в состав стенок внутренних органов (желудок, кишки, мочевой пузырь, кровеносные сосуды).

Поперечно-полосатая мышечная ткань подразделяется на скелетную и сердечную. Скелетная состоит из волокон вытянутой формы, достигающих в длину 10-12 см. Сердечная мышечная ткань, так же как и скелетная, имеет поперечную исчерченнесть. Однако, в отличие от скелетной, здесь есть специальные участки, где мышечные волокна плотно смыкаются. Благодаря такому строению сокращение одного волокна быстро передается соседним. Это обеспечивает одновременность сокращения больших участков сердечной мышцы.

За счет гладких мышц происходит сокращение внутренних органов и изменение диаметров кровеносных сосудов.

Сокращение скелетных мышц обеспечивает движение тела в пространстве и перемещение одних частей по отношению к другим.

Нервная ткань. Структурной единицей нервной ткани является нервная клетка - нейрон. Нейрон состоит из тела и отростков. Основные свойства нейрона - способность возбуждаться и проводить это возбуждение по нервным волокнам.

Нервная ткань составляет головной и спинной мозг, обеспечивает объединение функций всех частей организма.

Различные ткани соединяются между собой и образуют органы. Орган занимает постоянное положение и имеет определенные строение, форму, функции. Одна из тканей, входящих в состав органа, определяет его главную функцию, другие ткани помогают в осуществлении этой функции. Органы, расположенные в полости тела, называют внутренними органами. Органы, объединенные общей функцией и происхождением, составляют систему органов. Системы разнородных органов, которые объединяются для выполнения общей функции, называют аппаратом. Так, опорно-двигательный аппарат включает костную и мышечную системы.

Различают следующие физиологические системы: покровную, систему опоры и движения, пищеварительную, кровеносную, дыхательную, выделительную, половую, эндокринную, нервную.

Временное объединение органов и систем органов называют функциональной системой. Они нужны для достижения результатов приспособительной деятельности, для выполнения общей функции. Теорию функциональных систем разработал физиолог академик Л .К. Анохин.

Таким образом, можно выделить схему построения организма: молекулы - клеточные органоиды - клетки - ткани - органы - системы органов - организм.

3. НЕРВНО-ГУМОРАЛЬНАЯ СИСТЕМА (СПИННОЙ МОЗГ, ГОЛОВНОЙ МОЗГ, ЖЕЛЕЗЫ ВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ), СТРОЕНИЕ, ФУНКЦИИ. НАРУШЕНИЯ НЕРВНОЙ И ГУМОРАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ, ИХ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Человеку приходится постоянно регулировать физиологические процессы в соответствии с собственными потребностями и изменениями окружающей среды. Для осуществления постоянной регуляции физиологические процессов используются два механизма: гуморальный и нервный.

Гуморальная регуляция осуществляется с помощью химических веществ, которые поступают из различных органов и тканей тела в кровь и разносятся ею по всему организму. Гуморальная регуляция является древней формой взаимодействия клеток и органов.

Нервная регуляция физиологических процессов заключается во взаимодействии органов тела с помощью нервной системы. Нервная и гуморальная регуляции функций организма взаимно связаны, образуют единый механизм нервно-гуморальной регуляции функций организма.

Нервная система играет важнейшую роль в регуляции функций организма. Она обеспечивает согласованную работу клеток, тканей, органов и их систем. Организм функционирует как единое целое. Благодаря нервной системе осуществляется связь организма с внешней средой. Деятельность нервной системы лежит в основе чувств, обучения, памяти, речи и мышления - психических процессов, с помощью которых человек не только познает окружающую среду, но и может активно ее изменять.

Нервная система подразделяется на две части: центральную и периферическую. Восстав центральной нервной системы входят головной и спинной мозг, образованные нервной тканью. Структурной единицей нервной ткани является нервная клетка - нейрон.-Нейрон состоит из тела и отростков. Тело нейрона может быть различной формы. Нейрон имеет ядро, короткие, толстые, сильно ветвящиеся вблизи тела отростки (дендриты) и длинный отросток аксон (до 1,5 м). Аксоны образуют нервные волокна.

Тела нейронов образуют серое вещество головного и спинного мозга, а скопления их отростков - белое вещество.

Тела нервных клеток за пределами центральной нервной системы образуют нервные узлы. Нервные узлы и нервы (скопления длиных отростков нервных клеток, покрытых оболочкой) образуют периферическую нервную систему.

Спинной мозг расположен в костном позвоночном канале.

Это длинный белый шнур диаметром около 1 см. В центре спинного мозга проходит узкий спинномозговой канал, заполненный спинномозговой жидкостью. На передней и задней поверхности спинного мозга имеются две глубокие продольные борозды. Они делят его на правую и левую половины. Центральная часть спинного мозга образована серым веществом, которое состоит из вставочных и двигательных нейронов . Вокруг серого вещества расположено белое вещество, образованное длинными отростками нейронов. Они направляются вверх или вниз вдоль спинного мозга, образуя восходящие и нисходящие проводящие пути. От спинного мозга отходит 31 пара смешанных спинно-мозговых нервов, каждый из которых начинается двумя корешками: передним и задним. Задние корешки - это аксоны чувствительных нейронов. Скопления тел этих нейронов образуют спинно-мозговые узлы. Передние корешки - это аксоны двигательных нейронов. Спинной мозг выполняет 2 основные функции: рефлекторную и проводниковую.

Рефлекторная функция спинного мозга обеспечивает движение. Через спинной мозг проходят рефлекторные дуги, с которыми связано сокращение скелетных мышц тела. Белое вещество спинного мозга обеспечивает связь и согласованную работу всех отделов центральной нервной системы, осуществляя проводниковую функцию. Головной мозг регулирует работу спинного мозга.

Головной мозг расположен в полости черепа. Он включает отделы: продолговатый мозг, мост, мозжечок, средний мозг, промежуточный мозг и большие полушария. Белое вещество образует проводящие пути головного мозга. Они связывают головной мозг со спинным, части головного мозга между собой.

Благодаря проводящим путям вся центральная нервная система функционирует как единое целое. Серое вещество в виде ядер располагается внутри белого вещества, образует кору, покрывая полушария мозга и мозжечка.

Продолговатый мозг и мост - продолжение спинного мозга, выполняют рефлекторную и проводниковую функции. Ядра продолговатого мозга и моста регулируют пищеварение, дыхание, сердечную деятельность. Эти отделы регулируют жевание, глотание, сосание, защитные рефлексы: рвоту, чихание, кашель.

Над продолговатым мозгом расположен мозжечок. Поверхность его образована серым веществом - корой, под которой в белом веществе находятся ядра. Мозжечок связан со многими отделами центральной нервной системы. Мозжечок регулирует двигательные акты. Когда нарушается нормальная деятельность мозжечка, люди теряют способность к точным согласованным движениям, сохранению равновесия тела.

В среднем мозге расположены ядра, которые посылают к скелетным мышцам нервные импульсы, поддерживающие их напряжение - тонус. В среднем мозге проходят рефлекторные дуги ориентировочных рефлексов на зрительные и звуковые раздражения. Продолговатый мозг, мост и средний мозг образуют ствол мозга. От него отходят 12 пар черепно-мозговых нервов. Нервы связывают мозг с органами чувств, мышцами и железами, расположенными на голове. Одна пара нервов - блуждающий нерв - связывает мозг с внутренними органами: сердцем, легкими, желудком, кишечником и др. Через промежуточный мозг поступают импульсы к коре больших полушарий от всех рецептаров (зрительных, слуховых, кожных, вкусовых).

Ходьба, бег, плавание связаны с промежуточным мозгом. Его ядра согласуют работу различных внутренних органов. Промежуточный мозг регулирует обмен веществ, потребление пищи и воды, поддержание постоянной температуры тела.

Часть периферической нервной системы, которая регулирует работу скелетных мышц, называют соматической (греч, "сома" - тело) нервной системой. Часть нервной системы, регулирующую деятельность внутренних органов (сердца, желудка, различных желез) называют автономной или вегетативной нервной системой. Вегетативная нервная система регулирует работу органов, точно приспосабливая их деятельность к условиям внешней среды и собственным потребностям организма.

Вегетативная рефлекторная дуга состоит из трех звеньев: чувствительного, вставочного и исполнительного. Вегетативная нервная система подразделяется на симпатический и парасимпатический отделы. Симпатическая вегетативная нервная система связана со спинным мозгом, где находятся тела первых нейронов, отростки которых заканчиваются в нервных узлах двух симпатических цепочек, расположенных по обе стороны спереди позвоночника. В симпатических нервных узлах находятся тела вторых нейронов, отростки которых непосредственно иннервируют рабочие органы. Симпатическая нервная система усиливает обмен веществ, повышает возбудимость большинства тканей, мобилизует силы организма на активную деятельность.

Парасимпатическая часть вегетативной нервной системы образована несколькими нервами, отходящими от продолговатого мозга и от нижнего отдела спинного мозга. Парасимпатические узлы, где находятся тела вторых нейронов, расположены в органах, на деятельность которых они влияют. Большинство органов иннервируется как симпатической, так и парасимпатической нервной системой. Парасимпатическая нервная система способствует восстановлению израсходованных запасов энергии, регулирует жизнедеятельность организма во время сна.

Кора больших полушарий образует складки, борозды, извилины. Складчатое строение увеличивает поверхность коры и ее объем, а значит число образующих ее нейронов. Кора отвечает за восприятие всей поступающей в мозг информации (зрительной, слуховой, осязательной, вкусовой), за управление всеми сложными мышечными движениями. Именно с функциями коры связана .мыслительная и речевая деятельность и память.

Кора больших полушарий состоит из четырех долей: лобной, теменной, височной и затылочной. В затылочной доле находятся зрительные области, ответственные за восприятие зрительных сигналов. Слуховые области, ответственные за восприятие звуков, находятся в височных долях. Теменная доля - чувствительный центр, принимающий информацию, поступающую от кожи, костей, суставов, мышц. Лобная доля мозга ответственна за составление программ поведения и управление трудовой деятельностью. С развитием лобных областей коры связан высокий уровень психических способностей человека по сравнению с животными. В составе человеческого мозга есть структуры, которых нет у животных - речевой центр. У человека существует специализация полушарий - многие высшие функции мозга выполняются одним из них. У правшей в левом полушарии находятся слуховой и двигательный центры речи. Они обеспечивают восприятие устной и формирование устной и письменной речи.

Левое полушарие ответственно за осуществление, математических операций и процесса мышления. Правое полушарие отвечает за узнавание людей по голосу и за восприятие музыки, узнавание человеческих лиц и ответственно за музыкальное и художественное творчество - участвует в процессах образного мышления.

Центральная нервная система постоянно контролирует работу сердца посредством нервных импульсов. Внутри полостей самого сердца и в. стенках крупных сосудов расположены нервные окончания - рецепторы, воспринимающие колебания давления в сердце и сосудах. Импульсы от рецепторов вызывают рефлексы, влияющие на работу сердца. Существует два вида нервных влияний на сердце: одни - тормозящие (снижающие частоту сокращений сердца), другие - ускоряющие.

Импульсы передаются к сердцу по нервным волокнам от нервных центров, расположенных в продолговатом и спинном мозге.

Влияния, ослабляющие работу сердца, передаются по парасимпатическим нервам, а усиливающие его работу - по симпатическим. Деятельность сердца находится также и под влиянием гуморальной регуляции. Адреналин - гормон надпочечников, даже в очень малых дозах усиливает работу сердца. Так, боль вызывает выделение в кровь адреналина в количестве нескольких микрограммов, который заметно изменяет деятельность сердца. В практике адреналин иногда вводят в остановившееся сердце, чтобы заставить его сокращаться. Увеличение содержания солей калия в крови угнетает, а кальция - усиливает работу сердца. Веществом, тормозящим работу сердца, является ацетилхолин. Сердце чувствительно даже к дозе 0,0000001 мг, что отчетливо замедляет его ритм. Нервная и гуморальная регуляции совместно обеспечивают очень точное приспособление деятельности сердца к условиям окружающей среды.

Согласованность, ритмичность сокращений и расслаблений дыхательных мышц обусловлены поступающими к ним по нервам импульсами от дыхательного центра продолговатого мозга. И.М. Сеченов в 1882 г. установил, что примерно через каждые 4 сек, в дыхательном центре автоматически возникают возбуждения, обеспечивающие чередование вдоха и выдоха.

Дыхательный центр изменяет глубину и частоту дыхательных движений, обеспечивая оптимальное содержание газов в крови.

Гуморальная регуляция дыхания состоит в том, что повышение концентрации углекислого газа в крови возбуждает дыхательный центр - частота и глубина дыхания увеличиваются, а уменьшение СО2 понижает возбудимость дыхательного центра - частота и глубина дыхания уменьшаются.

Многие физиологические функции организма регулируются с помощью гормонов. Гормоны - высокоактивные вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции. Железы внутренней секреции не имеют выводных протоков. Каждая секреторная клетка железы своей поверхностью соприкасается со стенкой кровеносного сосуда. Это позволяет гормонам проникать прямо в кровь. Гормоны вырабатываются в небольших количествах, но долго сохраняются в активном состоянии и с током крови разносятся по всему организму.

Гормон поджелудочной железы, инсулин, играет важную роль в регуляции обмена веществ. Повышение содержания в крови глюкозы служит сигналом для выделения новых порций инсулина. Под его воздействием усиливается использование глюкозы всеми тканями тела. Часть глюкозы превращается в резервное вещество гликоген, который откладывается в печени и мышцах. Инсулин в организме разрушается достаточно быстро, поэтому поступление его в кровь должно быть регулярным.

Гормоны щитовидной железы, основной из них тироксин, регулирует обмен веществ. От их количества в крови зависит уровень потребления кислорода всеми органами и тканями организма. Усиление производства гормонов щитовидной железы приводит к повышению интенсивности обмена веществ. Это проявляется в повышении температуры тела, более полном усвоении пищевых продуктов, в усилении распада белков, жиров, углеводов, в быстром и интенсивном росте тела. Снижение активности щитовидной железы приводит к микседеме: окислительные процессы в тканях снижаются, температура падает, развивается тучность, уменьшается возбудимость нервной системы. При повышении активности щитовидной железы увеличивается уровень обменных процессов: повышаются частота сердечных сокращений, кровяное давление, возбудимость нервной системы. Человек становится раздражительным и быстро устает. Это признаки базедовой болезни.

Гормоны надпочечников - парных желез, расположенных на верхней поверхности почек. Они состоят из двух слоев: наружного -коркового и внутреннего - мозгового. В надпочечниках вырабатывается целый ряд гормонов. Гормоны коркового слоя регулируют обмен натрия, калия, белков, углеводов. Мозговой слой производит гормон норадреналин и адреналин. Эти гормоны регулируют обмен углеводов и жиров, деятельность сердечно-сосудистой системы, скелетной мускулатуры и мускулатуры внутренних органов. Выработка адреналина важна для экстренной подготовки ответных реакций организма, попавшего в критическую ситуацию при внезапно возросшей физической или психической нагрузке. Адреналин обеспечивает повышение содержания сахара в крови, усиление сердечной деятельности и работоспособности мышц.

Гормоны гипоталамуса и гипофиза. Гипоталамус - особый отдел промежуточного мозга, а гипофиз - мозговой придаток, расположенный на нижней поверхности головного мозга. Гипоталамус и гипофиз образуют единую гипоталамо-гипофизарную систему, а их гормоны называются нейрогормонами. Она обеспечивает постоянство состава крови и необходимый уровень обмена веществ. Гипоталамус регулирует функции гипофиза, который управляет деятельностью остальных желез внутренней секреции: щитовидной, поджелудочной, половых, надпочечников. В работе этой системы заложен принцип обратной связи, пример тесного объединения нервного и гуморального способов регуляции функций нашего организма.

Половые гормоны вырабатываются половыми железами, которые выполняют также и функцию желез внешней секреции.

Мужские половые гормоны регулируют рост и развитие организма, возникновение вторичных половых признаков - рост усов, развитие характерной волосистости других частей тела, огрубление голоса, изменение телосложения.

Женские половые гормоны регулируют развитие у женщин вторичных половых признаков - высокого голоса, округлых форм тела, развитие грудных желез, управляют половыми циклами, протеканием беременности и родов. Оба вида гормонов вырабатываются как у мужчин, так и у женщин.

IV, ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА, СТРОЕНИЕ, ФУНКЦИИ. ЗНАЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СКЕЛЕТА И МЫШЦ

Скелет составляет структурную основу тела, определяет его размеры и форму, выполняет опорную и защитную функции и совместно с мышцами образует полости, где расположены органы. Движения осуществляются благодаря тому, что кости выполняют функции рычагов. Движение - главная приспособительная реакция организма животных и человека к окружающей среде. Скелет человека приспособлен к прямохождению, тело опирается только на нижние конечности. Позвоночник взросло го человека имеет 4 изгиба, смягчающие толчки при движениях.

У животных изгибов нет. Грудная клетка расширена, а у животных она сжата с боков. У человека таз образован широкими костями, кости нижних конечностей массивны, образуют со стопой прямой угол. Стопа сводчатая. Мозговой отдел черепа преобладает над лицевым. Самая характерная черта скелета человека - строение руки, ставшей органом труда. Кости пальцев подвижны. Большой палец руки располагается напротив всех остальных, что важно для выполнения трудовых операций.

Соединения костей между собой могут быть неподвижными, полуподвижными и подвижными. Неподвижные соединения образуются путем срастания костей. Таким способом соединены между собой позвонки копчика. Костный шов - вид неподвижного соединения, характерный для костей черепа. Он обеспечивает большую прочность, гарантируя защиту головного мозга. Многие каста соединены между собой хрящевыми прокладками, обладающими упругостью и эластичностью.

Это полуподвижные соединения костей. Так, хрящевые прокладки между позвонками обеспечивают гибкость позвоночника. Подвижность конечностей обеспечивается наличием между их костями подвижных соединений - суставов. План строения сустава: на одной из сочленяющихся костей находится суставная впадина, куда входит головка другой кости. Суставная впадина и головка соответствуют друг другу по форме и размеру, а их поверхности покрыты слоем гладкого хряща. Суставные поверхности костей тесно соприкасаются друг с другом. Их стягивают внутрисуставные связки - прочные тяжи из соединительной ткани. Сочленяющиеся по верхности костей окружены суставной сумкой. В ней находится небольшое количество слизистой жидкости, выполняющей роль смазки, которая уменьшает трение и обеспечивает скольжение головки одной кости в суставной впадине другой при движениях в суставе.

Костная ткань состоит из органических и неорганических веществ (в основном из солей кальция и фосфорнокислой извести - 51%). Неорганические вещества придают костям твердость и прочность. Эластичность костей зависит от органических веществ. Сочетание органических и неорганических веществ в кости придает ей прочность и упругость. Клетки костной ткани имеют отростки. Межклеточное вещество составляет 2/3 костной ткани. Оно твердое и плотное, по свойствам напоминает камень. Костные клетки и их отростки окружены мельчайшими "канальцами", заполненными межклеточной жидкостью, через-, которую происходит питание и дыхание костных клеток. Костная ткань снабжена нервами и кровеносными сосудами.

Величина и форма костей различны. Кости могут быть длинными и короткими. Длинные кости называют трубчатыми.

Они полые, что обуславливает их прочность и легкость. В полостях трубчатых костей содержится соединительная ткань, богатая жиром - желтый костный мозг. Головки трубчатых костей образованы губчатым веществом, состоящим из перекрещивающихся костных пластинок. В пространстве между костными пластинками находится соединительная ткань - красный костный мозг, где образуются эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Короткие и плоские кости (позвонки, лопатки, ребра) образованы также губчатым веществом. Кость покрыта надкостницей - тонкой оболочкой из плотной соединительной ткани, сросшейся с костью. В надкостнице проходят кровеносные сосуды и нервы. Головки длинных костей покрыты хрящевой тканью, не имеют надкостницы.

Большинство костей проходят три стадии развития: соединительнотканную, хрящевую и костную. До рождения ребенка соединительная ткань заменяется хрящевой, которая постепенно заменяется костной тканью. В длину кости растут за счет деления клеток хрящевой ткани, покрывающей концы костей.

Рост костей в толщину происходит за счет клеток внутренней поверхности надкостницы. Одновременно с нарастанием снаружи костное вещество разрушается изнутри кости. У детей нарастание костей преобладает над их разрушением, у взрослых эти процессы взаимно уравновешиваются. Гормон роста, выделяемый гипофизом, регулирует рост костей.

Скелет головы - череп состоит из мозговой и лицевой частей. Кости мозговой части - лобная, две височные, затылочная, которая имеет большое отверстие, сквозь него проходит спинной мозг. В височной кости - отверстие наружного слухового прохода. В лицевом отделе черепа 15 костей. Нижнечелюстная кость - единственная подвижная кость черепа. На челюстях имеются ячейки, в которых расположены корни зубов.

Скелет туловища. Позвоночник состоит из 33-34 позвонков. Каждый позвонок имеет тело и несколько отростков. Позвонки расположены друг над другом. Внутри позвоночника в позвоночном канале находится спинной мозг. Различают 5 отделов позвоночника: шейный - 7 позвонков, грудной - 12, поясничный - 5, крестцовый - 5, копчиковый (хвостовой) - 4-5 сросшихся позвонков. Грудная клетка образована 12 парами ребер и грудиной.

Скелет верхних конечностей. Ключицы и лопатки образуют скелет свободной верхней конечности. Он состоит из костей плеча, предплечья и кисти. Кости конечностей соединены подвижно.

Скелет нижних конечностей. Две массивные плоские тазовые кости сзади сращены с крестцом, а спереди соединены между собой. Они составляют пояс нижней конечности. Во впадину каждой из тазовых костей входит шаровидная головка бедренной кости. Скелет свободной нижней конечности состоит из массивной бедренной кости, костей голени и стопы.

Общее число скелетных мышц около 400, у взрослого человека они составляют более 40% массы тела. Все мышцы головы, туловища и конечностей состоят из поперечно-полосатой мышечной ткани, мышечные волокна которой собраны в пучки.

Внутри волокон проходят белковые нити, благодаря которым мышцы способны укорачиваться - сокращаться. Сокращение поперечно-полосатых мышц подчинено нашей воле, управление работой мышц осуществляется нервной системой. Гладкая мышечная ткань образует стенки внутренних органов (сосудов, кишечника, мочевого пузыря). Гладкие мышцы составляют непроизвольную мускулатуру, сокращение волокон происходит медленно. Сердечная мышца, как и скелетная, состоит из поперечно-полосатых мышечных волокон. Благодаря наличию участков, где волокна сливаются (переплетаются), мышца способна быстро сокращаться.

Мышцы покрыты соединительной тканной оболочкой и прикрепляются к кости при помощи сухожилий. К каждой мышце подходят кровеносные сосуды и нервы. Чаще всего оба конца мышцы прикрепляются к соседним костям, подвижно соединенным друг с другом. Некоторые мышцы не связаны с суставами. Это мышцы лица, 'языка, мягкого неба, глотки. Форма мышцы зависит от места ее расположения и выполняемой функции. С помощью мышц осуществляются движения туловища и конечностей, фиксация суставов, предотвращающая ненужные движения. Мышцы обеспечивают поддержание равновесия нашего тела, глотательные движения, образование звуков речи.

Мышцы лица и головы делятся на мимические и жевательные. Мимические мышцы одним концом крепятся к костям черепа, а вторым - в кожу лица, вызывая ее смещения и разнообразные выражения лица. Мышцы шеи изменяют положение головы, опускают нижнюю челюсть, способствуют дыханию, глотанию и речи (фиксируя подъязычную-кость). Мышцы туловища подразделяются на мышцы груди, спины, живота. К мышцам груди относят наружные и внутренние межреберные мышцы и диафрагму (грудобрюшную перегородку). Мышцы живота вызывают сгибание позвоночника вперед, в сторону и поворот его вокруг продольной оси; образует брюшной пресс. Мышцы конечностей играют главную роль в передвижении тела в пространстве и выполнении различных видов физической работы.

В выполнении любого движения принимают участие две группы противоположно действующих мышц: сгибатели и разгибатели суставов. Согласованная деятельность мышц-сгибателей и мышц-разгибателей возможна благодаря чередованию процессов возбуждения и торможения в спинном мозге.

Мышцы-сгибатели и разгибатели могут одновременно находиться в расслабленном или сокращенном состоянии. Сокращаясь, мышца действует на кость как рычаг и производит механическую работу. Любое мышечное сокращение связано с расходом энергии. При длительной физической работе без отдыха постепенно уменьшается работоспособность мышц. Временное снижение работоспособности, наступающее по мере выпЬлнения работы, называют утомлением. Скорость развития утомления при мышечной работе зависит от двух показателей - от физической нагрузки, падающей на мышцу, и от ритма работы, то есть от частоты мышечных сокращений. При увеличении нагрузки или при учащении ритма мышечных сокращений утомление наступает быстрее. Влияние этих условий на работоспособность мышц впервые изучил русский физиолог И.М. Сеченов. Оказалось, что, если увеличивать нагрузку, интенсивность выполняемой работы возрастает, но только до определенного-уровня, а затем снижается. Мышечная работа достигает максимального уровня при средних нагрузках и средних скоростях сокращения мышц. Важным является общий ритм физической работы. Ученые установили, что в течение первого часа работоспособность повышается. Это период вхождения в работу. Затем в течение 2 часов работоспособность удерживается на устойчивом уровне. В последующий час из-за развития утомления работоспособность снижается. Поэтому после 4-х часов непрерывной работы необходим длительный часовой отдых: обед, прогулка на свежем воздухе. Во второй половине рабочего дня общая работоспособность будет ниже, но она будет меняться в той же последовательности, как и в первой половине дня. Эти знания необходимы для организации правильного режима работы, для распределения производственного задания в течение трудового дня.

v. ВНУТРЕННЯЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА: ПЛАЗМА КРОВИ, ЭРИТРОЦИТЫ И ЛЕЙКОЦИТЫ. ИММУНИТЕТ. МЕРЫ ПО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ ЗАБОЛЕВАНИЯ СПИДОМ

Кровь, тканевая жидкость и лимфа образуют внутреннюю среду. Она сохраняет относительное постоянство своего состава - физических и химических свойств (гомеостаз), что обеспечивает устойчивость всех функций организма. Сохранение гомеостаза является результатом нервно-гуморальной саморегуляции.

Каждая клетка нуждается в постоянном притоке кислорода и питательных веществ, в удалении продуктов обмена веществ. И то и другое происходит через кровь. Клетки организма с кровью непосредственно не соприкасаются, так как кровь движется по сосудам замкнутой кровеносной системы. Каждую клетку омывает жидкость, в которой содержатся необходимые для нее вещества. Это межклеточная или тканевая жидкость.

Между тканевой жидкостью и жидкой частью крови - плазмой через стенки капилляров осуществляется обмен веществ путем диффузии. Лимфа образуется из тканевой жидкости, поступающей в лимфатические капилляры, которые берут начало между клетками тканей и переходят в лимфатические сосуды, впадающие в крупные вены груди. Кровь - жидкая соединительная ткань. Она состоит из жидкой части - плазмы и отдельных форменных элементов: красных кровяных клеток - эритроцитов, белых кровяных клеток - лейкоцитов и кровяных пластинок - тромбоцитов. Форменные элементы крови образуются в кроветворных органах: в красном костном мозге, печени, селезенке, лимфатических узлах. 1 мм куб. крови содержит 4,5-5 млн. эритроцитов, 5-8 тыс. лейкоцитов, 200-400 тыс. тромбоцитов.

В организме человека содержится 4,5-6 л крови (1/13 массы его тела).

Плазма составляет 55% объема крови, а форменные элементы - 45%. Красный цвет крови придают эритроциты, содержащие красный дыхательный пигмент - гемоглобин, присоединяющий кислород в легких и отдающий его в тканях. Плазма - бесцветная прозрачная жидкость, состоящая из неорганических и органических веществ (90% вода, 0,9% различные минеральные соли). К органическим веществам плазмы относятся белки - 7%, жиры - 0,7%, 0,1% - глюкоза, гормоны, аминокислоты, продукты обмена веществ. Гомеостаз поддерживается деятельностью органов дыхания, выделения, пищеварения и др., влиянием нервной системы и гормонов. В ответ на воздействия из внешней среды в организме автоматически возникают ответные реакции, препятствующие сильным изменениям внутренней среды.

Жизнедеятельность клеток организма зависит от солевого состава крови. А постоянство солевого состава плазмы обеспечивает нормальное строение и функцию клеток крови. Плазма крови выполняет функции: 1) транспортную; 2) выделительную; 3) защитную; 4) гуморальную.

Кровь, беспрерывно циркулирующая в замкнутой системе кровеносных сосудов, выполняет в организме различные функции: 1) дыхательную - переносит кислород от легких к тканям и углекислый газ от тканей к легким; 2) питательную (транспортную) - доставляет пищевые вещества к клеткам; 3) выделительную - выносит ненужные продукты обмена веществ; 4)терморегуляторную - регулирует температуру тела; 5) защитную - вырабатывает вещества, необходимые для борьбы с микроорганизмами? 6) гуморальную - связывает между собой различные органы и системы, перенося вещества, которые в них образуются.

При ранении кровеносного сосуда вытекающая кровь свертывается в течение 3-8 минут, образуя сгусток - тромб. У места повреждения сосуда накапливаются и разрушаются тромбоциты. Из них выводится в плазму особый фермент. Это приводит к образованию волокнистых нитей из нерастворимого белка фибрина, который образуется из растворенного в плазме белка фибриногена. Соли кальция в процессе образования тромба играют важную роль, без них кровь утрачивает способность свертываться. В сети фибрина застревают эритроциты, лейкоциты, тромбоциты - образуют тромб-сгусток. Сосуд закупоривается тромбом, кровотечение прекращается. Оставшаяся плазма выжимается из тромба. Плазма крови без фибриногена называется сывороткой крови. Через некоторое время тромб рассасывается, проходимость сосуда восстанавливается. Снижение температуры замедляет, а повышение - ускоряет скорость свертывания крови. В лимфе тоже содержится фибриноген. Она свертывается при тех же условиях, что и кровь, но несколько медленнее. Наследственная болезнь гемофилия, при которой кровь неспособна свертываться. Свертывание крови - это за щитное приспособление организма, предохраняющее его от потери крови.

Красные кровяные клетки - эритроциты очень малы: в 1 мм куб. крови - до 5 млн. эритроцитов. Зрелые эритроциты не имеют ядер. Имеют форму двояковогнутых дисков, что увеличивает поверхность, а это способствует быстрому и равномерному проникновению в них кислорода. Снаружи эритроцит покрыт мембраной, внутри него содержится особый белок гемоглобин. Эритроциты образуются в красном костном мозге, живут около 120 дней, разрушаются в селезенкой печени.

Основная функция - перенос кислорода и углекислого газа.

Эритроциты участвуют в поддержании постоянства внутренней среды организма. Сокращение содержания эритроцитов или содержащем гемоглобина в них приводят к развитию малокровия.

Существует несколько видов лейкоцитов, отличающихся по строению и функциям. Они бесцветны, поэтому их называют белыми клетками крови. Все они имеют ядра, а размеры колеблются от 2 до 14 мкм. В 1 мм куб. крови насчитывается 4-9 тыс. лейкоцитов. Продолжительность их жизни различна: от нескольких суток до нескольких десятков лет. Лейкоциты образуются в кроветворных органах: красном костном мозге, селезенке и лимфа тических узлах. Они способны самостоятельно передвигаться.

Лейкоциты могут проникать сквозь стенку капилляров и выходить в межклеточное пространство. Они устремляются в ткань, пораженную чужеродными телами (болезнетворные микробы, их яды), поглощают и переваривают их.

Выдающийся русский ученый И.И. Мечников впервые в 1882 году обнаружил, что лейкоциты участвуют в защитных реакциях крови. Процесс поглощения и переваривания чужеродных частиц был назван фагоцитозом (греч. фагос - поглощающий), а клетки, осуществляющие эту функцию, - фагоцитами. Один фагоцит может захватить 15-20 бактерий. Если фагоцит поглощает больше микробов, чем он может переварить, он гибнет. Смесь погибших и живых фагоцитов и бактерий называется гноем. В 1883г. И.И. Мечников разработал фагоцитарную теорию иммунитета. Он является одним из основоположников отечественной микробиологии. В опытах на себе доказал роль холерного вибриона как возбудителя азиатской холеры.

Защита организма происходит также с помощью антител. Выработка антител осуществляется с участием особого вида лейкоцитов, встречающихся не только в крови, но и в лимфе. Они названы поэтому лимфоцитами. Некоторые антитела действуют против возбудителя одного заболевания, но известны и антитела широкого действия против возбудителей нескольких заболеваний. Они повышают общую сопротивляемость организма. Антитела могут сохраняться длительное время, поэтому организм становится невосприимчивым к повторным заболеваниям. Фагоцитоз и выработка антител - единый защитный механизм, названный иммунитетом. Иммунитет - невосприимчивость организма к действию проникших в него инфекционных и других чужеродных организмов и веществ. Две группы лимфоцитов, называемых Б- и Т-клетками, определяют физиологическую сущность иммунитета. Как они действуют? Б-клетки образуют антитела, которые током крови разносятся по организму. Антитела соединяются с бактериями и делают их беззащитными против фагоцитов. Т-клетки сами находят бактерии или клетки, пораженные вирусами. Вступив в контакт с ними, Т-клетки выделяют особые вещества, вызывающие гибель бактерий или вирусов. Если в организм человека попадают чужеродные клетки, силы иммунитета стремятся их уничтожить. Благодаря иммунитету организм защищает себя от чужеродных живых тел и веществ: бактерий, вирусов, белков, клеток, тканей.

Различают врожденный и приобретенный иммунитеты.

Врожденный иммунитет - наследственный признак данного “яда животных, человека. Так, кролики и собаки невосприимчивы к полиомиелиту (детскому параличу), а человек - к возбудителю чумы животных.

Прио6ретенный активный иммунитет вырабатывается в процессе перенесения инфекционного заболевания. Пассивный естественный приобретенный иммунитет обусловлен переходом защитных антител из крови матери, в организме которой они образуются, через плаценту в кровь плода. Через 1-2 года эти антитела разрушаются, частично удаляются из организма ребенка, восприимчивость его к указанным инфекциям резко возрастает.

Искусственный активный иммунитет возникает после прививки здоровым людям и животным убитых или ослаблен ных болезнетворных микробов, вирусов. Введение в организм этих препаратов - вакцин - вызывает заболевание в легкой форме, и активизирует защитные силы организма, вызывая в нем образование соответствующих антител. Искусственный пассивный иммунитет создается путем введения человеку сыворотки (плазма крови без белка фибриногена), содержащей антитела и антитоксины (вещества, обезвреживающие токсины). Этот вид иммунитета сохраняется не больше месяца, но проявляется сразу же после введения лечебной сыворотки. После таких инфекционных заболеваний как ангина не вырабатывается, ими можно болеть много раз.

В 1776г. английский врач Эдуард Дженнер предложил способ предупреждения заболевания натуральной оспой. В 1881 г. Лун Пастор разработал методы предупредительных прививок, которые использовались в борьбе с различными заболеваниями: сибирской язвой, бешенством. Позже методы вакцинации спасли миллионы людей от полиомиелита, кори, коклюша, дифтерии. Потеря способности вырабатывать иммунитет приводит к тому, что человек может погибнуть от любой инфекции.

СПИД - тяжелое заболевание, избирательно поражающее иммунные системы организма. Вирусы СПИДа могут проникнуть в организм во время половы?* контактов, во время инъекций, операций при несоблюдении условий стерилизации.

Предупреждение и ликвидация инфекционных заболеваний осуществляется специальной системой противоэпидемических мероприятий. Выявляются источники инфекции и пути ее распространения (воздух, вода, насекомые, пища). Заболевшие инфекционным заболеванием помещаются в специальные больницы. Предметы, с которыми соприкасались больные, подвергаются физической, химической или термической обработке, называемой дезинфекцией. Лица, бывшие в контакте с больным, подвергаются карантину.

При крупных кровопотерях, в случаях ранений, ожогов, травм, связанных с опасностью для жизни, переливание кровиявляется единственным средством спасения. В начале XX столетия были открыты группы крови. С этого времени стало возможным правильно подбирать донора - человека, дающего свою кровь для переливания. Человек, получающий кровь - реципиент. При переливании крови надо, чтобы группы крови этих двух людей были совместимы. Если группы крови подобраны неправильно, создается угроза для того человека, которому переливается кровь. Перелитые красные кровяные клетки, попав в организм нового хозяина, разрушаются. При этом выделяются вещества, которые усиливают свертываемость крови и приводят к закупорке мелких сосудов. Поэтому для переливания крови используют кровь, из которой извлекли соли кальция.

Каждому конкретному человеку свойственна одна из четырех возможных групп крови. Каждая группа крови отличается со держанием особых белков в плазме н эритроцитах. В нашей стране население распределяется по группам крови приблизительно так: 1 группа - 35%, 11 - 36%, III - 22%, IV группа - 7%.

Резус-фактор - особый белок, содержащийся в эритроцитах большинства людей. Их относят к группе резус-положительных.

Если таким людям переливать кровь человека с отсутствием этого белка (резус-отрицательная группа), то возможны серьезные осложнения. Для их предупреждения дополнительно вводят гамма-глобулин - специальйый белок. Каждому человеку необходимо знать свой резус-фактор и группу крови и- помнить , что они не меняются в течение жизни, это наследственный признак.