1. КЛЕТКА: ЕЕ СТРОЕНИЕ, СОСТАВ,
ЖИЗНЕННЫЕ СВОЙСТВА
Тело человека имеет клеточное строение. Клетки находят
ся в межклеточном веществе, которое обеспечивает им механи
ческую 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 за
полнено жидким межклеточным веществом. Главная функция
мембраны: осуществляется обмен веществ между клеткой и меж
клеточным веществом.
Цитоплазма - вязкое полужидкое вещество. Цитоплазма
содержит ряд мельчайших структур клетки - органоидов, кото
рые выполняют различные функции: эндоплазматическая сеть,
рибосомы, митохондрии, лизосомы, комплекс Гольджи, клеточ
ный 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 кон
цах 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 запол
нена 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 со
держится 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 состаеляет
до 80% массы клетки. Она растворяет вещества, участвующие в
химических реакциях: переносит питательные вещества, выво
дит 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, фос
фор участвуют в создании жизненно важных органических сое
динений.
Органические соединения образуют до 20-30% массы каж
дой клетки. Среди них наибольшее значение имеют белки, жи
ры, 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 явля
ются ускорителями течения химических реакций. Только в од
ной 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 пита
тельные вещества и кислород и выделяются продукты распада.
Вещества, поступившие в клетку, участвуют в процессах био
синтеза.
Биосинтез - это образование белков, жиров, углеводов и
их соединений из более простых веществ. Одновременно с био
синтезом в клетках происходит распад органических соедине
ний. 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 реаги
ровать на внешние или внутренние воздействия - раздражители
называется раздражимостью. В ответ на химические и физиче
ские раздражения в клетках возникают специфические измене
ния их жизнедеятельности.
Клеткам свойственны рост и размножение. Каждая из об
разовавшихся 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 размноже
нием, подвижностью, на основе которых осуществляются функ
ции целого организма.
2. ТКАНИ И ОРГАНЫ. СИСТЕМЫ ОРГАНОВ,
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ, ИХ РЕГУЛЯЦИЯ
Ткань - это группа клеток и межклеточное вещество, объ
единенные общим строением, функцией и происхождением. В
теле человека различают четыре основных типа тканей: эпите
лиальную (покровную), соединительную, мышечную нервную,
Эпителиальная ткань образует покровы тела, железы, вы
стилает полости внутренних органов. Клетки ткани близко
прилегают друг к другу, межклеточного вещества мало. Соз-
дается препятствие для проникновения микробов, вредных ве
ществ, защита лежащих под эпителием тканей. Смена клеток
происходит благодаря способности к быстрому размножению.
Соединительная ткань. Ее особенность - сильное развитие
межклеточного вещества. Основные функции ткани - питатель
ная и опорная. К соединительной ткани относятся кровь, лимфа,
хрящевая, костная, жировая ткани.
Кровь и лимфа состоят из жидкого межклеточного ве
щества 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 веще
ство упругое, плотное, содержит эластичные волокна.
Костная ткань состоит из костных пластинок, внутри ко
торых лежат клетки. Клетки соединены друг с другом многочис-
ленными тонкими отростками. Ткань отличается твердостью.
Мышечная ткань образована мышечными волокнами. В
их цитоплазме находятся нити, способные к сокращению. Выде
ляют гладкую и поперечно-полосатую мышечную ткань. Глад
кая 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 вытяну
той формы, достигающих в длину 10-12 см. Сердечная мышеч
ная ткань, так же как и скелетная, имеет поперечную исчерчен-
несть. Однако, в отличие от скелетной, здесь есть специальные
участки, где мышечные волокна плотно смыкаются. Благодаря
такому строению сокращение одного волокна быстро передает
ся соседним. Это обеспечивает одновременность сокращения
больших участков сердечной мышцы.
За счет гладких мышц происходит сокращение внутрен
них 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 яв
ляется нервная клетка - нейрон. Нейрон состоит из тела и от
ростков. Основные свойства нейрона - способность возбуж
даться и проводить это возбуждение по нервным волокнам.
Нервная ткань составляет головной и спинной мозг, обеспечи
вает объединение функций всех частей организма.
Различные ткани соединяются между собой и образуют
органы. Орган занимает постоянное положение и имеет опреде
ленные строение, форму, функции. Одна из тканей, входящих в
состав органа, определяет его главную функцию, другие ткани
помогают в осуществлении этой функции. Органы, располо
женные в полости тела, называют внутренними органами. Ор
ганы, объединенные общей функцией и происхождением, со
ставляют систему органов. Системы разнородных органов, ко
торые объединяются для выполнения общей функции, называют
аппаратом. Так, опорно-двигательный аппарат включает кост
ную и мышечную системы.
Различают следующие физиологические системы: покров
ную, систему опоры и движения, пищеварительную, кровеносную,
дыхательную, выделительную, половую, эндокринную, нервную.
Временное объединение органов и систем органов назы
вают 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 орга
низма: 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 физиоло
гические процессы в соответствии с собственными потребностя
ми и изменениями окружающей среды. Для осуществления по
стоянной регуляции физиологические процессов используются
два механизма: гуморальный и нервный.
Гуморальная регуляция осуществляется с помощью хими
ческих веществ, которые поступают из различных органов и
тканей тела в кровь и разносятся ею по всему организму. Гумо
ральная регуляция является древней формой взаимодействия
клеток и органов.
Нервная регуляция физиологических процессов заключа
ется во взаимодействии органов тела с помощью нервной си
стемы. 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 си
стемы лежит в основе чувств, обучения, памяти, речи и мышле
ния - психических процессов, с помощью которых человек не
только познает окружающую среду, но и может активно ее из
менять.
Нервная система подразделяется на две части: централь
ную и периферическую. Восстав центральной нервной системы
входят головной и спинной мозг, образованные нервной тка
нью. Структурной единицей нервной ткани является нервная
клетка - нейрон.-Нейрон состоит из тела и отростков. Тело ней
рона может быть различной формы. Нейрон имеет ядро, корот
кие, толстые, сильно ветвящиеся вблизи тела отростки
(дендриты) и длинный отросток аксон (до 1,5 м). Аксоны обра
зуют нервные волокна (см. рис. 2).
Теда нейронов образуют серое вещество головного и
спинного мозга, а скопления их отростков - белое вещество.
Тела нервных клеток за пределами центральной нервной си
стемы образуют нервные узлы. Нервные узлы и нервы
(скопления длиных отростков нервных клеток, покрытых обо
лочкой) образуют периферическую нервную систему.
Спинной мозг расположен в костном позвоночном канале.
Это длинный белый шнур диаметром около 1 см. В центре спин
ного мозга проходит узкий спинномозговой канал, заполнен
ный спинномозговой жидкостью. На передней и задней поверх
ности спинного мозга имеются две глубокие продольные бороз
ды. 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 кореш
ками: передним и задним. Задние корешки - это аксоны чув
ствительных нейронов. Скопления тел этих нейронов образуют
спинно-мозговые узлы. Передние корешки - это аксоны двига
тельных нейронов. Спинной мозг выполняет 2 основные функ
ции: 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 обеспе
чивает связь и согласованную работу всех отделов центральной
нервной системы, осуществляя проводниковую функцию. Го
ловной 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 моз
га, выполняют рефлекторную и проводниковую функции. Ядра
продолговатого мозга и моста регулируют пищеварение, дыха
ние, 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 отдела-
ми центральной нервной системы. Мозжечок регулирует двига
тельные 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 обра
зуют 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 - блу
ждающий нерв - связывает мозг с внутренними органами: серд
цем, легкими, желудком, кишечником и др. Через промежуточ
ный 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. Проме
жуточный мозг регулирует обмен веществ, потребление пищи и
воды, поддержание постоянной температуры тела.
Часть периферической нервной системы, которая регули
рует работу скелетных мышц, называют соматической (греч,
"сома" - тело) нервной системой. Часть нервной системы, регу
лирующую деятельность внутренних органов (сердца, желудка,
различных желез) называют автономной или вегетативной
нервной системой. Вегетативная нервная система регулирует
работу органов, точно приспосабливая их деятельность к усло
виям внешней среды и собственным потребностям организма.
Вегетативная рефлекторная дуга состоит из трех звеньев: чув
ствительного, вставочного и исполнительного. Вегетативная
нервная система подразделяется на симпатический и парасим
патический отделы. Симпатическая вегетативная нервная си
стема 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 нахо
дятся 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 продолгова
того мозга и от нижнего отдела спинного мозга. Парасимпати-
ческие узлы, где находятся тела вторых нейронов, расположены
в органах, на деятельность которых они влияют. Большинство
органов иннервируется как симпатической, так и парасимпати
ческой нервной системой. Парасимпатическая нервная система
способствует восстановлению израсходованных запасов энер
гии, регулирует жизнедеятельность организма во время сна.
Кора больших полушарий образует складки, борозды, из
вилины. Складчатое строение увеличивает поверхность коры и
ее объем, а значит число образующих ее нейронов. Кора отвеча
ет 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 находят
ся зрительные области, ответственные за восприятие зритель
ных сигналов. Слуховые области, ответственные за восприятие
звуков, находятся в височных долях. Теменная доля - чувстви
тельный центр, принимающий информацию, поступающую от
кожи, костей, суставов, мышц. Лобная доля мозга ответственна
за составление программ поведения и управление трудовой дея
тельностью. С развитием лобных областей коры связан высокий
уровень психических способностей человека по сравнению с
животными. В составе человеческого мозга есть структуры, ко
торых нет у животных - речевой центр. У человека существует
специализация полушарий - многие высшие функции мозга
выполняются одним из них. У правшей в левом полушарии на
ходятся слуховой и двигательный центры речи. Они обеспечи
вают восприятие устной и формирование устной и письменной
речи. Левое полушарие ответственно за осуществление, матема
тических 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 по
лостей самого сердца и в. стенках крупных сосудов расположены
нервные окончания - рецепторы, воспринимающие колебания
давления в сердце и сосудах. Импульсы от рецепторов вызы
вают 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 нерв
ных центров, расположенных в продолговатом и спинном мозге.
Влияния, ослабляющие работу сердца, передаются по парасим
патическим нервам, а усиливающие его работу - по симпатиче-
ским. 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 несколь
ких микрограммов, который заметно изменяет деятельность
сердца. В практике адреналин иногда вводят в остановившееся
сердце, чтобы заставить его сокращаться. Увеличение содержа
ния солей калия в крови угнетает, а кальция - усиливает работу
сердца. Веществом, тормозящим работу сердца, является аце-
тилхолин. Сердце чувствительно даже к дозе 0,0000001 мг, что
отчетливо замедляет его ритм. Нервная и гуморальная регуля
ции совместно обеспечивают очень точное приспособление дея
тельности сердца к условиям окружающей среды.
Согласованность, ритмичность сокращений и расслабле
ний 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 дыхатель
ный центр - частота и глубина дыхания увеличиваются, а
уменьшение СО2 понижает возбудимость дыхательного центра -
частота и глубина дыхания уменьшаются.
Многие физиологические функции организма регулиру
ются с помощью гормонов. Гормоны - высокоактивные вещест
ва, 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 про
никать 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 бы
стро, поэтому поступление его в кровь должно быть регуляр
ным.
Гормоны щитовидной железы, основной из них тироксин,
регулирует обмен веществ. От их количества в крови зависит
уровень потребления кислорода всеми органами и тканями ор
ганизма. 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, жи
ров, углеводов, в быстром и интенсивном росте тела. Снижение
активности щитовидной железы приводит к микседеме: окисли
тельные процессы в тканях снижаются, температура падает,
развивается тучность, уменьшается возбудимость нервной си
стемы. При повышении активности щитовидной железы увели
чивается уровень обменных процессов: повышаются частота
сердечных сокращений, кровяное давление, возбудимость нерв
ной 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: на
ружного -коркового и внутреннего - мозгового. В надпочечни
ках вырабатывается целый ряд гормонов. Гормоны коркового
слоя регулируют обмен натрия, калия, белков, углеводов. Моз
говой слой производит гормон норадреналин и адреналин. Эти
гормоны регулируют обмен углеводов и жиров, деятельность
сердечно-сосудистой системы, скелетной мускулатуры и муску
латуры внутренних органов. Выработка адреналина важна для
экстренной подготовки ответных реакций организма, по
павшего в критическую ситуацию при внезапно возросшей фи
зической или психической нагрузке. Адреналин обеспечивает
повышение содержания сахара в крови, усиление сердечной дея
тельности и работоспособности мышц.
Гормоны гипоталамуса и гипофиза. Гипоталамус - особый
отдел промежуточного мозга, а гипофиз - мозговой придаток,
расположенный на нижней поверхности головного мозга. Гипо
таламус и гипофиз образуют единую гипоталамо-
гипофизарную систему, а их гормоны называются нейрогормо-
нами. Она обеспечивает постоянство состава крови и необходи
мый уровень обмена веществ. Гипоталамус регулирует функции
гипофиза, который управляет деятельностью остальных желез
внутренней секреции: щитовидной, поджелудочной, половых,
надпочечников. В работе этой системы заложен принцип обрат
ной связи, пример тесного объединения нервного и гуморально
го 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 орга
низма, возникновение вторичных половых признаков - рост
усов, развитие характерной волосистости других частей тела,
огрубление голоса, изменение телосложения.
Женские половые гормоны регулируют развитие у жен
щин вторичных половых признаков - высокого голоса, округ
лых форм тела, развитие грудных желез, управляют половыми
циклами, протеканием беременности и родов. Оба вида гормо
нов 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 приспособи-
тельная 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 живот
ных 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 паль
цев подвижны. Большой палец руки располагается напротив
всех остальных, что важно для выполнения трудовых операций.
Соединения костей между собой могут быть неподвиж
ными, полуподвижными и подвижными.
Неподвижные соединения образуются путем срастания
костей. Таким способом соединены между собой позвонки коп
чика. Костный шов - вид неподвижного соединения, характер-
ный для костей черепа. Он обеспечивает большую прочность,
гарантируя защиту головного мозга. Многие каста соединены
между собой хрящевыми прокладками, обладающими упру-
гостью и эластичностью. Это полуподвижные соединения
костей. Так, хрящевые прокладки между позвонками обеспечи
вают гибкость позвоночника. Подвижность конечностей обес
печивается наличием между их костями подвижных соединений
- суставов. План строения сустава: на одной из сочленяющихся
костей находится суставная впадина, куда входит головка дру
гой кости. Суставная впадина и головка соответствуют друг
другу по форме и размеру, а их поверхности покрыты слоем
гладкого хряща. Суставные поверхности костей тесно соприка
саются 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 движени
ях в суставе.
Костная ткань состоит из органических и неорганических
веществ (в основном из солей кальция и фосфорнокислой извес
ти - 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 кост
ной 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. Кост
ная 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 по
лостях трубчатых костей содержится соединительная ткань,
богатая жиром - желтый костный мозг. Головки трубчатых
костей образованы губчатым веществом, состоящим из пере
крещивающихся 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 кровенос
ные сосуды и нервы. Головки длинных костей покрыты хряще
вой тканью, не имеют надкостницы.
Большинство костей проходят три стадии развития: сое-
динительнотканную, хрящевую и костную. До рождения ребен
ка соединительная ткань заменяется хрящевой, которая посте
пенно 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 снару
жи костное вещество разрушается изнутри кости. У детей на
растание костей преобладает над их разрушением, у взрослых
эти процессы взаимно уравновешиваются. Гормон роста, выде
ляемый гипофизом, регулирует рост костей.
Скелет головы - череп состоит из мозговой и лицевой
частей. Кости мозговой части - лобная, две височные, затылоч-
ная, которая имеет большое отверстие, сквозь него проходит
спинной мозг. В височной кости - отверстие наружного слухо
вого прохода. В лицевом отделе черепа 15 костей. Нижнече-
люстная кость - единственная подвижная кость черепа. На че
люстях имеются ячейки, в которых расположены корни зубов.
Скелет туловища. Позвоночник состоит из 33-34 позвон
ков. Каждый позвонок имеет тело и несколько отростков. По
звонки расположены друг над другом. Внутри позвоночника в
позвоночном канале находится спинной мозг. Различают 5 от
делов позвоночника: шейный - 7 позвонков, грудной - 12, пояс
ничный - 5, крестцовый - 5, копчиковый (хвостовой) - 4-5 срос
шихся позвонков. Грудная клетка образована 12 парами ребер и
грудиной.
Скелет верхних конечностей. Ключицы и лопатки обра
зуют скелет свободной верхней конечности. Он состоит из
костей плеча, предплечья и кисти. Кости конечностей соединены
подвижно.
Скелет нижних конечностей. Две массивные плоские тазо
вые кости сзади сращены с крестцом, а спереди соединены меж
ду собой. Они составляют пояс нижней конечности. Во впадину
каждой из тазовых костей входит шаровидная головка бедрен
ной кости. Скелет свободной нижней конечности состоит из
массивной бедренной кости, костей голени и стопы.
Общее число скелетных мышц около 400, у взрослого че
ловека они составляют более 40% массы тела. Все мышцы голо
вы, 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 мы
шечная ткань образует стенки внутренних органов (сосудов,
кишечника, мочевого пузыря). Гладкие мышцы составляют не
произвольную мускулатуру, сокращение волокон происходит
медленно. Сердечная мышца, как и скелетная, состоит из попе
речно-полосатых мышечных волокон. Благодаря наличию уча
стков, 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. Фор
ма мышцы зависит от места ее расположения и выполняемой
функции. С помощью мышц осуществляются движения тулови
ща и конечностей, фиксация суставов, предотвращающая не
нужные движения. Мышцы обеспечивают поддержание равно
весия нашего тела, глотательные движения, образование звуков
речи.
Мышцы лица и головы делятся на мимические и жева
тельные. Мимические мышцы одним концом крепятся к костям
черепа, а вторым - в кожу лица, вызывая ее смещения и разно
образные выражения лица. Мышцы шеи изменяют положение
головы, опускают нижнюю челюсть, способствуют дыханию,
глотанию и речи (фиксируя подъязычную-кость). Мышцы туло
вища подразделяются на мышцы груди, спины, живота. К мыш
цам 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 про
странстве и выполнении различных видов физической работы.
В выполнении любого движения принимают участие две
группы противоположно действующих мышц: сгибатели и раз
гибатели суставов. Согласованная деятельность мышц-
сгибателей и мышц-разгибателей возможна благодаря чередо
ванию процессов возбуждения и торможения в спинном мозге.
Мышцы-сгибатели и разгибатели могут одновременно нахо
диться в расслабленном или сокращенном состоянии. Сокра-
щаясь, мышца действует на кость как рычаг и производит меха
ническую работу. Любое мышечное сокращение связано с рас
ходом 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 физи
ческой нагрузки, падающей на мышцу, и от ритма работы, то
есть от частоты мышечных сокращений. При увеличении на
грузки или при учащении ритма мышечных сокращений утом
ление наступает быстрее. Влияние этих условий на работоспо
собность мышц впервые изучил русский физиолог
И.М. Сеченов. Оказалось, что, если увеличивать нагрузку, ин
тенсивность выполняемой работы возрастает, но только до
определенного-уровня, а затем снижается. Мышечная работа
достигает максимального уровня при средних нагрузках и сред
них 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 удерживает
ся 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 бу
дет меняться в той же последовательности, как и в первой поло
вине 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 обеспечи
вает устойчивость всех функций организма. Сохранение гомео-
стаза является результатом нервно-гуморальной саморегуляции.
Каждая клетка нуждается в постоянном притоке кислоро
да и питательных веществ, в удалении продуктов обмена ве
ществ. 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, посту
пающей в лимфатические капилляры, которые берут начало
между клетками тканей и переходят в лимфатические сосуды,
впадающие в крупные вены груди. Кровь - жидкая соединитель
ная 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 крове
творных органах: в красном костном мозге, печени, селезенке,
лимфатических узлах. 1 мм куб. крови содержит 4,5-5 млн. эритро
цитов, 5-8 тыс. лейкоцитов, 200-400 тыс. тромбоцитов. В орга
низме 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 - бесцвет
ная прозрачная жидкость, состоящая из неорганических и орга
нических веществ (90% вода, 0,9% различные минеральные со
ли). К органическим веществам плазмы относятся белки - 7%,
жиры - 0,7%, 0,1% - глюкоза, гормоны, аминокислоты, продук
ты обмена веществ. Гомеостаз поддерживается деятельностью
органов дыхания, выделения, пищеварения и др., влиянием
нервной системы и гормонов. В ответ на воздействия из внеш
ней среды в организме автоматически возникают ответные ре
акции, препятствующие сильным изменениям внутренней среды.
Жизнедеятельность клеток организма зависит от солевого
состава крови. А постоянство солевого состава плазмы обеспе
чивает 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 функ
ции: 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 ве
ществ; 4)терморегуляторную - регулирует температуру тела;
5) защитную - вырабатывает вещества, необходимые для борь
бы с микроорганизмами6) 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 тром
боциты. Из них выводится в плазму особый фермент. Это при
водит 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 способ
ность свертываться. В сети фибрина застревают эритроциты,
лейкоциты, тромбоциты - образуют тромб-сгусток. Сосуд заку
поривается тромбом, кровотечение прекращается. Оставшаяся
плазма выжимается из тромба. Плазма крови без фибриногена
называется сывороткой крови. Через некоторое время тромб
рассасывается, проходимость сосуда восстанавливается. Сниже
ние 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 увели
чивает поверхность, а это способствует быстрому и равномер
ному проникновению в них кислорода. Снаружи эритроцит
покрыт мембраной, внутри него содержится особый белок ге
моглобин. 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 малокро
вия.
Существует несколько видов лейкоцитов, отличающихся
по строению и функциям. Они бесцветны, поэтому их называют
белыми клетками крови. Все они имеют ядра, а размеры колеб-
лются от 2 до 14 мкм. В 1 мм куб. крови насчитывается 4-9 тыс. лей
коцитов. Продолжительность их жизни различна: от нескольких
суток до нескольких десятков лет. Лейкоциты образуются в кро
ветворных органах: красном костном мозге, селезенке и лимфа
тических узлах. Они способны самостоятельно передвигаться.
Лейкоциты могут проникать сквозь стенку капилляров и выхо
дить 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 чуже
родных частиц был назван фагоцитозом (греч. фагос - погло
щающий), а клетки, осуществляющие эту функцию, - фагоцита
ми. Один фагоцит может захватить 15-20 бактерий. Если фаго
цит поглощает больше микробов, чем он может переварить, он
гибнет. Смесь погибших и живых фагоцитов и бактерий назы
вается гноем. В 1883г. И.И. Мечников разработал фагоцитар
ную теорию иммунитета. Он является одним из основоположни
ков 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 дей
ствуют против возбудителя одного заболевания, но известны и
антитела широкого действия против возбудителей нескольких
заболеваний. Они повышают общую сопротивляемость орга
низма. Антитела могут сохраняться длительное время, поэтому
организм становится невосприимчивым к повторным заболева
ниям. Фагоцитоз и выработка антител - единый защитный ме
ханизм, названный иммунитетом. Иммунитет - невосприимчи
вость организма к действию проникших в него инфекционных и
других чужеродных организмов и веществ. Две группы лимфо
цитов, называемых Б- и Т-клетками, определяют физиологи
ческую сущность иммунитета. Как они действуютБ-клетки
образуют антитела, которые током крови разносятся по орга
низму. Антитела соединяются с бактериями и делают их безза
щитными против фагоцитов. Т-клетки сами находят бактерии
или клетки, пораженные вирусами. Вступив в контакт с ними, Т-
клетки
выделяют особые вещества, вызывающие гибель бакте
рий или вирусов. Если в организм человека попадают чужерод
ные клетки, силы иммунитета стремятся их уничтожить. Благо
даря иммунитету организм защищает себя от чужеродных жи
вых 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 ре
бенка, восприимчивость его к указанным инфекциям резко воз
растает.
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 фибрино
гена), содержащей антитела и антитоксины (вещества, обезвре
живающие токсины). Этот вид иммунитета сохраняется не
больше месяца, но проявляется сразу же после введения лечеб
ной 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 при
вивок, которые использовались в борьбе с различными заболе
ваниями: сибирской язвой, бешенством. Позже методы вакцина-
НИИ спасли миллионы людей от полиомиелита, кори, коклюша,
дифтерии. Потеря способности вырабатывать иммунитет при
водит к тому, что человек может погибнуть от любой инфекции.
СПИД - тяжелое заболевание, избирательно поражающее им
мунные системы организма. Вирусы СПИДа могут проникнуть
в организм во время половы* контактов, во время инъекций,
операций при несоблюдении условий стерилизации.
Предупреждение и ликвидация инфекционных заболева
ний осуществляется специальной системой противоэпидемиче
ских мероприятий. Выявляются источники инфекции и пути ее
распространения (воздух, вода, насекомые, пища). Заболевшие
инфекционным заболеванием помещаются в специальные боль
ницы. Предметы, с которыми соприкасались больные, подвер
гаются 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 крови
является единственным средством спасения. В начале XX столе
тия были открыты группы крови. С этого времени стало воз
можным 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 подо
браны неправильно, создается угроза для того человека, кото
рому переливается кровь. Перелитые красные кровяные клетки,
попав в организм нового хозяина, разрушаются. При этом вы
деляются вещества, которые усиливают свертываемость крови и
приводят к закупорке мелких сосудов. Поэтому дм 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 приблизи
тельно 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 серьез
ные осложнения. Для их предупреждения дополнительно вводят
гамма-глобулин - специальйый белок. Каждому человеку необ
ходимо знать свой резус-фактор и группу крови и- помнить , что
они не меняются в течение жизни, это наследственный признак.