69 KOCTHO-МЫШЕЧНАЯ СИСТЕМА. СТРОЕН КОСТИ. СОЕДИНЕН. КОСТЕЙ
70. СКЕЛЕТ. ОСНОВН. РАЗДЕЛ. СКЕЛЕТА
71. МЫШЦЫ, СТРОЕНИЕ И НАЗНАЧЕНИЕ
72 РЕФЛЕКТОРНЫЙ ХАРАКТЕР РАБОТЫ МОЗГА. СТРОЕНИЕ И РАБОТА МЫШЦ.
СИСТЕМА КРОВИ. ФИЗИОЛОГИЧЕ-
73. СКИЕ ФУНКЦИИ КРОВИ. СОСТАВ ИКОЛИЧЕСТВО КРОВИ.
ПЛАЗМА КРОВИ. РЕАКЦИЯ КРОВИ.
74. ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ. ГЕМОЛИЗ.
75 СВЕРТЫВАНИЕ КРОВИ. ГРУППЫ КРОВИ.
76. ИММУНИТЕТ. ТИПЫ ВАКЦИН.
КРОВООБРАЩЕНИЕ. СЕРДЦЕ, ЕГ' СТРОЕНИЕ И РАБОТА.
78. сердечный цикл.
79 СЕРДЕЧНЫЙ ЦИКЛ. ЛИМФООБРАЩЕНИЕ.
80 ДЫХАТЕЛЬНЫЕ ПУТИ. СТРОЕНИЕ. ЛЕГКИХ. ВНЕШНЕЕ ДЫХАНИЕ И ЖИЗНЕННАЯ ЕМКОСТЬ
81 ГАЗООБМЕН В ЛЕГКИХ. ТРАНСПОРТ ГАЗОВ КРОВЬЮ. ГАЗООБМЕН В ТКАНЯХ. РЕГУЛЯЦИЯ ДЫХАНИЯ
82. ПИЩЕВАРЕНИЕ. СТРОЕНИЕ ОРГАНОВ ПИЩЕВАРЕНИЯ. РОТОВАЯ ПОЛОСТЬ. ЖЕЛУДОК. ТОНКИЙ КИШЕЧНИК
83 ПЕЧЕНЬ. ПОДЖЕЛУДОЧНАЯ ЖЕЛЕЗА. РЕГУЛЯЦИЯ РАБОТЫ ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА
84. ВЫДЕЛЕНИЕ. СТРОЕНИЕ ПОЧКИ. НЕФРОН. ОБРАЗОВАНИЕ МОЧИ. РЕГУЛЯЦИЯ РАБОТЫ ПОЧЕК
85 НЕРВНАЯ СИСТ. СТР-НИЕ СПИННОГО МОЗГА. ФУНКЦИИ СПИННОГО МОЗГА.
86. СТРОЕН. И ФУНКЦ. ГОЛОВН. МОЗГА.
87. КОЖА И ЕЕ ВЫДЕЛИТ. ФУНКЦИЯ
88. ЭНДОКРИННАЯ СИСТЕМА .
89. РЕЦЕПТОРЫ И АНАЛИЗАТОРЫ. ОРГАНЫ ВКУСА И ОБОНЯНИЯ.
90 ФУНКЦИИ ЗРЕНИЯ И СТРОЕН. ГЛАЗА. СВЕТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ ГЛАЗА. ЭВОЛЮЦ. ОРГАНОВ ЗРЕНИЯ.
91. СТРОЕНИЕ ОРГАНА СЛУХА. ВЕСТИБУЛЯРНЫЙ АППАРАТ
92. УСЛОВНЫЕ И БЕЗУСЛОВНЫЕ РЕФЛЕКСЫ. ОБРАЗОВАНИЕ И ТОРМОЖЕНИЕ УСЛОВНЫХ РЕФЛЕКСОВ
69
Опорно-двигательная система
Костно-мышечная система- одна из важнейших систем человеческого организма. Она выполняет опорную и защитную функции и играет решающую роль в движ.
Скелет человека образован отдельными костями, соединенными между собой с помощью связок и суставных сумок. В скелете человека более 200 костей. Кость- это основной материал, из которого построен скелет человека: она несет опорные, метаболические и защитные функции. Они образуют позвоночный столб, грудную клетку, скелет головы- череп, верхние конечности с плечевым поясом и нижние конечности с тазовым поясом.
Все кости делятся на трубчатые (длинные и короткие), губчатые (длинные, короткие, сесамовидные), плоские и смешанные. К длинным трубчатым относятся бедренные кости, плечевые, кости предплечья, голени. Короткие трубчатые кости находятся в кисти и стопе. К длинным губчатым относятся ребра, грудина, к коротким губчатым- позвонки, кости запястья и предплюсны, к сесамовидным - коленная чашка. Плоские или широкие кости небольшой толщины, но различны по длине и ширине (лопатка, кости мозгового черепа, кости таза). Смешанные кости - височные и кости основания черепа. Они включают элементы коротких и плоских костей. Форма костей зависит от выполняемых функций.
Строение кости
Кость - это обызвествленная соединительная ткань, состоящая из клеток, погруженных в твердое основное вещество. Примерно 30% основного вещества образовано органическими соединениями, преимущественно в форме коллагеновых волокон, а остальные 70% - неорганическими. Главный неорганический компонент кости представлен гидроксиапа-титом Саю(РО4)е(ОН)2 , но в ней содержатся также в различных количествах натрий, магнии, калий, хлор, фтор, карбонаты и нитраты.
Костные клетки - остеоциты - находятся в лакунах, распределенных по всему основному веществу. Остеобласты откладывают неорганическое вещество кости. Лакуны соедининяются между собой тонкими канальцами, содержащими цитоплазму; через эти канальцы проходят кровеносные сосуды, с помощью которых остеобласты обмениваются различными ве-ществами. На поперечном срезе компактной кости можно видеть, что она состоит из многочисленных цилиндров, образованных концентрическими костными пластинками; в центре каждого такого цилиндра имеется гаверсов канал, вместе с которым он составляет гаверсову систему, или остеон.
Под слоем компактного вещества в коротких и плоских костях, а также на концах длинных костей находится губчатое вещество.
Губчатое вещество и трубчатая форма длинных костей придают им прочность и уменьшают массу. Полость между перегородками губчатого вещества заполнена красным костным мозгом- тканью, образующей клетки крови. Сверху кость покрыта надкостницей- слоем плотной соединительной ткани. Пучки кол-лагеновых волокон, идущих из надкостницы, враста.от в кость, прочно связывая ее с надкостницей, и создают надежную основу для прикрепл. сухожилий. Внутренний ее слой состоит из делящихся клеток- остеобластов.
В состав кости входит органическое вещество-оссеин, придающий ей эластичность и упругость; твердость кость приобретает благодаря накоплению в ней минеральных веществ (соединения кальция, фосфора). В костях детей больше органических веществ, поэтому они очень упруги, поддаются искривлению и менее ломки,
Соединение костей
Поверхность костей имеет разнообразные борозды, вырезки, бугры и бугорки, к которым прикрепляются сухожилия и мышцы. Имеются также отверстия, через которые проходят сосуды и нервы. Кости в скелете образуют различные
У большинства суставов конец одной кости выпуклый- суставная головка, а конец другой- вогнутый -суставная впадина, в которую входит сооветстеующая ей по форме суставная головка. Суставные поверхности покрыты слоем блестящею гладкого хряща, который уменьшает трение при движении. Концы костей заключены в суставную сумку, состоящую из волокнистой ткани с переплетающимися связками, придающими ей прочность. Сумка охватывает сочленяющиеся кости и прирастает к надкостнице, герметически замыкая безвоздушную суставную полость.
Скелет
Скелет подразделяется на следующие разделы: кости черепа (мозгового и лицевого), кости туловища (позвонки, ребра, грудина), кости поясов конечностей (плечевого и тазового) и кости свободных конечностей. Скелет- туловища включает позвоночник и кости фудной клетки. Позвоночный столб - опора туловища; он состоит из 33-34 позвонков и делится на отделы: шейный (7 позвонков), грудной (12). поясничный (5У крестцовый (5), копчиковый (4-5). Позвоночный столб имеет четыре изгиба: два из них (шейный и поясничный) обращены выпуклостью вперед и два (фудной и крестцовый^- назад.
Каждый позвонок состоит из тела, дуги и отходящих от нее семи отростков: одного остистого, двух поперечных и двух пар суставных.
Грудная клетка имеет вид усеченного конуса и сплюснута в передне-заднем направлении. Она образована двенадцатью парами ребер, грудными позвонками и грудиной. Верхние семь пар ребер соединяются с помощью хрящей с грудиной, их называют истинными; следующие пять пар ребер называют ложными, из них восьмая, девятая и десятая пары соединяются с хрящом вышележащего ребра, образуя дугу, а 11 и 12 пары хрящей не имеют, передние концы их своб.
Череп состоит из парных и непарных костей. Больш. костей плоские, соединены друг с другом швами.
Некоторые кости имеют полости, заполненные воздухом, и образуют пазухи. В черепе различают мозговой и лицевой отделы.
Мозговой отдел состоит из восьми костей: четыре из них непарные- затылочная, решетчатая, лобная и две парные- теменные и височные.
Затылочная кость образует заднюю стенку черепа и его основание, имеет болошое затылочное отверстие, через которое спинной мозг соединяется с головным.
В центре основания черепа помещается клиновидная, или основная кость. Лобная кость лежит впереди теменных и входит в состав крыши черепа. Для нее характерны лобные бугры и надбровные дуги. Решетчатая кость построена из тонких костных пластинок, между которыми находятся воздухе- косные полости. Височные кости занимают передне-боковые стороны мозгового черепа. Теменные кости образуют середину крыши черепа. На их наружных поверхко-стях имеются выступы - теменные буфы.
Лицевой отдел формируют верхняя челюсть, образованная 2 сросшимися верхнечелюстными костями, две носовые кости, сошник - непарная кость, участвующая в образовании перегородки носа, две слезные кости, две скуловые, две небные и две нижние носовые раковины.
В этот отдел входит также непарная нижняя челюсть- единственная подвижно сочленяющаяся с помощью суставов кость черепа.
Спереди на ее поверхности выделяется подбородочный выступ, свойственный только человеку.
Скелет верхних конечностей состоит из плечевого пояса и свободных конечностей рук. Плечевой пояс образован парными костями лопаткой и ключицей. Лопатка - плоская кость треугольной формы, сочленяющаяся с плечевой костью и ключицей. Ключица одним концом соедин. с грудиной, другим - с лопаткой.
Рука состоит из плеча, предплечья и кисти. Плечо образовано одной трубчатой плечевой костью. Плечевая кость и лопатка образуют плечевой сустав. Предплечье имеет две кости - локтевую и лучевую. Кости предплечья вместе с плечевой составляют сложный локтевой сустав, а с костями запястья - лучезапястный сустав. Кисть включает восемь небольших косточек запястья, располож. в два ряда, пять косточек пястья, образующих ладонь, и 14 фаланг пальцев, из которых большой палец имеет две фаланги, а остальные - по три.
Скелет нижних конечностей делится на скелет тазового пояса и скелет свободных конечностей ног. Тазовый пояс включает парные тазовые кости, каждая из которых состоит из трех сросшихся костей: подвздошной, седалищной, лобковой. Тазовый пояс вместе с крестцом образует таз, защищающий внутренние органы брюшной полости.
Нога включает бедро, голень и * стопу. Бедро представлено длинной трубчатой бедренной костью. Ее головка в верхней части входит в углубление тазовой кости, образуя трехосный тазобедренный сустав -более прочный, но менее подвижный, чем плечевой. Голень включает большую и малую берцовые кости. В стопе различают предплюсну, состоящую из семи костей (наиболее крупные из них пяточная и таранная), плюсну, образов, пятью костями, и фаланги пальцев.
71 Мышцы, их строение и назначение
Сокращение мышц обеспечивает движение тела и удержание его в вертикальном положении. Вместе со скелетом мышцы придают телу форму. С деятельностью мышц связана функция отдельных органов: дыхания, пищеварения, кровообращения; мышцы гортани и языка участвуют в воспроизведении членораздельной речи.
В зависимости от строения мышцы делятся на гладкие и поперечно-полосатые. Поперечнополосатая мускулатура в свою очередь подразделяется на сердечную и скелетную.
Сокращение скелетной мышечной ткани подчинено сознанию.
В теле человека насчитывается около 600 скелетных мышц, что составляет 2/5 общей массы тела. Сердечная мышца образована поперечно-полосатыми мышечными волокнами, она сокращается непроизвольно.
Каждое мышечное волокно в скелетной мышце покрыто тонким слоем соединительной ткани. Мышечные волокна объединяются в пучки, которые окружаются более толстой соединительно-тканой оболочкой, а пучки объединяются в мышцу, вся мышца также покрыта соединительной тканью.
Кровеносные сосуды и нервы подходят к мышце в составе этих соединительно-тканых оболочек.
На концах мышца переходит в сухожилие, обладающее большой прочностью, но в
отличие от мышц не способное к сокращению. Сухожилия прикрепляются к двум соседним костям, соединенным суставом.
При сокращении мышца приближает свободные концы костей друг к другу.
Различают мышцы: короткие и толстые, находящиеся преимущественно в глубоких слоях около позвоночного столба; длинные и тонкие, расположенные на конечностях; широкие и плоские, сосредоточенные, в основном, на туловище.
Мышцы, движения которых сочетаются, например при сгибании, называются синергистами или содружественными, а мышцы, участвующие в противоположных действиях,- антагонистами. Мышцы-антагонисты не препятствуют деятельности мышц-синергистов: при сокращении сгибателей одновременно расслабляются разгибатели, что обеспечивает согласованность движений. Мышцы, сокращение которых вызывает движение конечности от тела, называются отводящими, их антагонисты, приближающие конечность к телу, - приводящими. Мышцы-вращатели при своем сокращении вращают ту или иную часть тела (голову, плечо, предплечье).
В ответ на механические, хим. и физ. раздражения в мышцах возникает возбужд., и они сокращаются.
В целостном организме одиночного сокращения не наблюдается, т.к. к мышцам ЦНС поступает поток импульсов, раздражения следуют одно за другим, поэтому мышца отвечает длительным сокращением, которое называется тетавическим. При этом интервал между импульсами короче времени одиночного сокращения, и новое возбужд. в мышцах возникает раньше, чем закончилось предыдущее сокращение
В живом организме мышцы никогда не бывают полностью расслаблены, даже в состоянии покоя они всегда находятся в некотором напряжении - тонусе.
В работающих мышцах интенсивный обмен веществ сопровождается освобождением и расходованием большого количества энергии. Энергия доставляется в результате происходящего в мышцах распада гликогена на глюкозу, а глюкозы на молочную кислоту. Конечные продукты распада - диоксид углерода и вода, а также выделяющаяся энергия. В процессе расщепления глюкозы в мышечной ткани поглощается кислород и накапливается АТФ.
Транспортирует все эти вещества кровеносная система. При раздражении мышцы повышается проницаемость ее клеточной мембраны для ионов кальция (Са ), которые устремляются внутрь мышечных волокон и активируют мышечный балок миозин. Последний представляет собой фермент, При его участии от АТФ отшепляется одна молекула фосфорной кислоты и освобождается энергия, идущая на сокращение мышцы.
Сокращение мышцы в упрощенном плане представляет из себя скольжение волокон белка миозина вдоль волокон белка актина. Мышца при этом укорачивается. Сокращение в скелетной мускулатуре быстрое и эффективное за счет строгого геометрического расположения волокон октана и миозина. По окончании мышечного сокращения ионы кальций выводят-я наружу и концентрация этого элемента выравнивается до исходной. Наряду с распадом АТФ в мышцах идет непрерывный процесс ресинтеза этого вещества.
72 Работа мышц носит рефлекторный характер. Мышцы не могут работать беспрерывно. Большое значение в работе мышц имеет ритм: если перерывы между напряжением достаточны для отдыха мышц, утомление мало заметно, и, напротив, оно наступает быстро, если перерывы недостаточны для восстановления функции мышц. Во время отдыха продукты распада окисляются кислородом и удаляются из мышц вместе с кровью, их сократит, спос-ть возобновляется.
Мышечное утомление - нормальный физиологический процесс: с окончанием напряжения работоспособность мышц восстанавливается. В отличие от этого переутомление мышц является следствием глубокого нарушения функции организма, вызванного хроническим утомлением. Оно возникает при отсутствии условий для восстановления работоспособности организма. И.М.Сеченов показал, что наиболее быстрое восстан. работоспособности мышц наступает не при полном покое, а при активном отдыхе.
В организме человека различают мышцы туловища головы, верхних и нижних конечностей.
В области груди располагаются сильные мышцы, приводящие в движение плечевой пояс и верхние конечности. Другая группа коротких мышц принимает участие в движении грудной клетки при дыхании (дыхательная мускулатура). Большая грудная мышца, сокращаясь, вращает плечо, опускает поднятую руку. Наружные межреберные мышцы при сокращении поднимают ребра, а внутренние опускают их, и т.о. они участвуют в акте вдоха и выдоха. Куполообразная мышца - диафрагма - отделяет грудную полость от брюшной; сокращаясь, диафрагмальная пластина опускается, и вертикальный размер грудной полости увеличивается, что способствует акту вдоха.
На задней стороне туловища располагаются мышцы спины, образующие две группы: поверхностные и глубокие.
Трапецевидная, широчайшая мышца спины, мышца, поднимающая лопатку, и др.. относятся к плоским, широким поверхностным мышцам. Глубокие мышцы занимают все пространство между позвонками и углами ребер- они способствуют выпрямлению позвоночника, повороту шеи, наклону головы назад. Брюшную стенку составляют широкие мышцы: наружная и внутр. косые, поперечная и прямая. Они образуют брюшной пресс.Самая крупная мышца шеи - грудина-ключично-сосцевидная.
Мышцы головы подразделяются на две группы: жевательные и мимические.
Собственно жевательная мышца начинается от нижнего края скуловой кости и прикрепляется к нижней челюсти; сокращаясь, она поднимает нижнюю челюсть, участвуя в пережевывании пищи.
Мимические мышцы прикрепляются одним концом к костям черепа, другим - к коже лица. Благодаря им лицо человека выражает те или иные эмоции.
Мускулатура верхних конечн. подразделяется на мышцы плечевого пояса (дельтовидная, большая и малая грудная), которые обеспечивают его подвижность, и мышцы своб. конечности. Они располаг-ся как на передней, так и на задней пов-ти скелета руки.
мышцы передней группы при сокращении сгибают плечевой и локтевой суставы, а мышцы задней группы - разгибают эти суставы. На передней поверхности предплечья находятся мышцы- сгибатели предплечья, разгибатели предплечья, кисти и пальцев.
Мышцы нижних конечностей подразделяются на мышцы тазового пояса и свободной конечности. К мышцам таза относятся подвздошно-поясничная мышца и три ягодичные. Подвздошно-поясничная мышца сгибает бедро а при неподвижной конечности -позвоночник в поясничном отделе.
Самая крупная из ягодичных мышц - большая ягодичная (разгибает бедро). На задней поверхности бедра выделяются полусухожильная, полуперепончатая и двуглавая мышцы. Они перекидыв-ся через тазобедренный и коленный суставы и, совместно сокращаясь, сгибают голень в коленном суставе, разгибая при этом бедро.
На передней поверхности бедра лежит она четырьмя головками и прикрепляется к передней поверхности большой берцовой кости. Сокращаясь, эта мышца разгибает голень. На передней поверхности голени находятся мышцы-разгибатели стопы и пальцев, на задней стороне - их сгибатели.
Важнейшие из них - икроножная и камбалообразная. Обе мышцы заканчиваются ахилловым сухожилием, которое прикрепляется к пяточному буфу. Икроножная мышца поднимает пятку при ходьбе и принимает участие в поддержании тела в вертикальном положении.
73 Система крови
Внутренняя среда организма не имеет контакта с внешней средой и отделена от нее специальными структурами, которые получили название внешних барьеров. К ним относятся кожа, слизистые оболочки, эпителий желудочно-кишечного тракта.
Истинной внутренней средой для клеток является тканевая жидкость; она омывает клетки. Кровь - это промежуточная внутренняя среда, находящаяся в сосудах и не соприкасающаяся непосредственно с большинством клеток организма. Однако, находясь в непрерывном движении, она связана с тканевой жидкостью и обеспечивает постоянство ее состава. В связи с тем, что кровь является источником образования тканевой жидкости, ее называют универс. внутрен. средой организма.
Физиологические функции крови
Кровь, циркулирующая в сосудах, выполняет следующие функции.
Транспортная функция крови - перенос газов, питательных веществ, продуктов обмена веществ, гормонов, медиаторов, электролитов, ферментов и др.
Регуляция температуры тела осуществляется за счет физиологических механизмов, способствующих быстрому перераспределению крови в сосудистом русле. При поступлении крови в капилляры кожи теплоотдача увеличивается, переход же ее в сосуды внутренних органов способствует уменьшению потери тепла.
Кровь выполняет защитную функцию, являясь важнейшим фактором иммунитета. Это обусловлено наличием в крови антител (специфических белков, обезвреживающих бактерии и продукты их жизнедеятельности), ферментов, специальных белков крови (пропердин), обладающих бактерицидными свойствами, относящихся к естественным факторам иммунитета, и форменных элементов. Одним из важнейших свойств крови является ее способность свертываться, что при травмах предохраняет организм от кровопоте-ри.
Регуляторная функция заключается в том, что поступающие в кровь продукты деятельности желез внутренней секреции, пищеварительные гормоны, соли, ионы водорода и др., через центральную нервную систему и отдельные органы (либо непосредственно, либо рефлекторно) изменяют их деятельность, т.е. кровь участвует в гуморал. регуляции организма. Количество крови
Общее количество крови в организме взрослого человека составляет в среднем 6-8% или 1/13 массы тела, т.е. приблизительно 5-5,5 л.
Состав крови
При отстаивании кровь разделяется на два слоя. Верхний слой - слегка желтоватая жидкость, называемая плазмой, нижний слой - осадок темно-красного цвета, образованный эритроцитами. На границе между плазмой и эритроцитами имеется тонкая светлая пленка, состоящая из лейкоцитов, тромбоцитов. Эритроциты, лейкоциты и тромбоциты называются форменными элементами крови.
Простое соотношение между плазмой и форменными элементами крови называют гематокритом. В периферической (циркулирующей) и депонированной крови эти соотношения неодинаковы.
Эритроциты - красные кровяные клетки. У человека это мелкие клетки, лишенные ядра и имеющие форму двояко- вогнутых дисков. Эритроциты содержат дыхательный пигмент гемоглобин. Это вещество состоит из белковой части - глобина пигмента, содерж-го железо, - тема. Гемоглобин способен обратно связываться с кислородом или углекислым газом, что обеспечивает, в конечном итоге, процесс дыхания. Средний диаметр эритроцитов составляет 7-8 мкм и приблизит, равен диаметру кровеносных капилляров.
Белые кровяные клетки - лейкоциты. Лейкоциты крупнее эритроцитов, но содержатся в крови в гораздо меньшем количестве (6000-9000 в 1 мл крови).
Они играют важную роль в защите орг. от болезн.
Гранулоциты образуются в костном мозге. Все гранулоциты содержат разделенные на лопасти ядро и зернистую цитоплазму и обладают способн. к амебоидному движению. Гранулоциты можно далее подразделить на нейтрофилы, эозинофилы и базофилы.
Агранулоциты содержат ядро овальной формы и незернистую цитоплазму.
Существует два основных типа агранулоцитов: моноциты и лимфоциты. Тромбоциты (кровяные пластинки) - фрагменты клеток, имеют неправильную форму, окружены мембраной и обычно лишены ядра. Они образуются из крупных клеток костного мозга, называемых мегакариоцитами. Играют важную роль инициации свертывания крови.
74 Плазма крови
Плазма крови является довольно сложной биологической средой. Она находится в тесной связи с тканевой жидкость организма.
Даже незначительные нарушения солевого состава плазмы могут оказаться губительными для многих тканей, и прежде всего для клеток самой крови. Суммарная концентрация минеральных солей и других веществ, растворенных в плазме, создает осмотическое давление.
Одностороннюю диффузию жидкости через полупроницаемую перегородку называют осмосом. Сила, которая вызывает движение растворителя через полупроницаемую мембрану, есть осмотическое давление. Осмотическое давл. плазмы крови человека удерживается на пост, уровне и составляет 7,6 атм.
Осмотическое давление плазмы в основном создается неорганическими солями, поскольку концентрация сахара, белков, мочевины и других органических веществ, растворенных в плазме, невелика. Благодаря осмотическому давлению происходит проникновение жидкости через клеточные оболочки, что обеспечивает обмен воды между кровью и тканями. Солевой раствор, имеющий такое же осмотическое давление, как плазма крови, называют изотоническим раствором. Для человека изотоничен 0,9% раствор NaCI. Солевой раствор, осмотическое давление которого выше, чем осмотическое давление плазмы крови, называют гипердиномическим, если осмотическое давление раствора ниже, чем в плазме крови, то такой раствор называют гипотоническим. Поскольку растворитель движется всегда в сторону раствора с более высоким осмотическим давлением, то при погружении эритроцитов в гипотонический раствор вода, по законам осмоса, интенсивно начинает проникать внутрь клеток. Эритроциты набухают, их оболочки разрываются, и содержимое лоступает в раствор. Наблюдается гемолиз. Кровь, эритроциты которой подверглись гемолизу, становится прозрачной, или, как иногда говорят, лаковой.
В организме постоянно в небольших количествах происходит гемолиз при отмирании старых эритроци-тов. В норме он происходит лишь в печени, селезенке,красном костном мозге. Гемоглобин "поглощается" клетками указанных органов и в плазме циркулирующей крови отсутствует. При некоторых состояниях организма и заболеваниях гемолиз сопровождается появлением гемоглобина в плазме циркулирующей крови (гемоглобинемия) и выделением его с мочой (гемоглобинурия). Это наблюдается, например, при укусе ядовитых змей, скорпионов, множественных укусах пчел, при малярии, при переливании несовместимой в групповом отношении крови.
Реакция крови
Реакция среды определяется концентрацией водородных ионов. Для определения кислотности или щелочности среды пользуются водородным показателем рН.
Активная реакция крови человека - величина, отличающаяся высоким постоянством. Как правило, рН крови составляет 7,36-7,42% (слабощелочная).
При сдвиге реакции в кислую сторону (увеличение в крови ионов Н*) наблюдается угнетение функции центральной нервной системы, при выраженном состоянии может наступить потеря сознания и смерть.
Сдвиг реакции в щелочную сторону (увеличение концентрации гиДроксильных ионов ОН") приводит к перевозбуждению нервной системы (появление судорог, а в дальнейшем гибель организма).
Поддержание постоянства активной реакции крову обеспечивается т. н. буферными системами:
1) карбонатная буферная система (угольная кислота Н2СО„ бикарбонат натрия - МаНСОз);
2) фосфатная буферная система (одноосновный(NaH2PO4) и двухосновный (Na2HPO4 - фосфат натрия);
3) буферная система гемоглобина (гемогло-бинокалиевая соль гемоглобина),
4) буферная система белков плазмы. Буферныесистемы нейтрализуют значительную часть поступающих в кровь кислот и щелочей и препятствуют темсамым сдвигу активной реакции крови. Буферные системы имеются и в тканях, что способствует поддержанию рН тканей на относительно постоянном уровне.Главк, буферами тканей являются белки и фосфаты.
^^••^^^^M^imn-rn iinnniiill iy WAne.^ И ИГЯПЫВЯЮТГ.Я В
75 Свертывание крови
Гемостаз - совокупность физиологических процессов, завершающихся остановкой кровотечения при повреждении сосудов.
Свертывание крови является важнейшим защитным механизмом орагнизма, предохраняющим его от кровопотери в случае повреждения кровеносных сосудов, в основном, мышечного типа).
Свертывание крови - сложный биохимический и физико-химический процесс, в итоге которого растворимый белок крови - фибриноген переходит в нерастворимое состояние - фиберин.
Кроме фибриногена, протромбина, тканевого тромба- пластина и ионов кальция принимают участие вещества, обнаруженные не только в плазме, но и в форменных элементах крови, а также во многих тканях и органах. Все факторы системы свертывания крови делят на две группы:
1) обеспечивающие и ускоряющие процесс гемо-коагуляции (акселераторы);
2) замедляющие или прекращающие его(ингибиторы). В плазме крови обнаружены 13 факторов системы гемокоагуляции. Большинство факторовобразуется в печени и для их синтеза необходим витамин К. Значительное количество плазменных фак-горов это проферменты, относящиеся к глобулиновойфракции белков. В активную форму - ферменты - онипереходят в процессе свертывания крови. При недостатке или снижении активности факторов свертывания крови может наблюдаться кровоточивость. Про-4бсс свертывания крови осуществляется в три фазы.
В первую фазу процесса свертывания крови образуется сложный комплекс, получивший название тротромбинады. Во время 2 фазы процесса сверты-зания крови образуется активный протеолитический рермент - тромбин. Третья фаза свертывания крови-:вяэана с превращением фибриногена в фибрин под шиянием протеолитического фермента тромбина.
Кровь не свертывается в сосудах у здоровых лю-1ей по трем основным причинам:
1) факторы системы свертывания крови в сосу-[истом русле находятся в неактивном состоянии; 2) сличив в крови, форменных элементах и тканях ан-икоагулянтов (ингибиторов), препятствующих образо-анию тромбина; 3) наличие интактного
Кроме системы свертывания крови, в организме человека и животных обнаружена фибринолитическая система, основной функцией которой является расщепление нитей "фибрина на растворимые компоненты. Процесс фибринолиза необходимо рассматривать в совокупности с процессами свертывания крови. В здоровом организме эти две системы связаны функц.
Функциональное состояние систем свертывания крови и фибринолиза поддерживается и регулируется нервными и гуморальными механизмами. Группы крови
В 1901 г. австрийский исследователь Ландштей-нер установил наличие в эритроцитах людей агглетги-ногенов (склеиваимое агглютинируемое вещество) и предположил наличие в сыворотке соответствующих агглютининов (склеивающее - агглютинирующее вещество). Были обнаружены два агглюгиногена А и В и два агглютинина (а и р).
Агглютиногены - антигены, участвующие в реакции агглютинации. Это сложные вещества (гликолипады). в их составе обнаружены углеводный и жироподобныи компоненты.
Агглютинины - антитела, агглютинирующие антигены - представляют собой видоизмененные белки глобулиновой фракции.
Согласно классификации чешского ученого Яна Янского различают 4 группы крови в зависимости от наличия или отсутствия в эритроцитах агглютиноге-мов, а в плазме агглютининов:
I группа - в эритроцитах агглютиногенов нет, в плазме содержатся агглютинины аир.
II группа - в эритроцитах находится агглотиногена, в плазме агглютинин р.
III группа - в эритроцитах обнаруживается агглю-тиноген р, в плазме- агглютинин а.
IV группа - в эритроцитах содержатся агглютино-гены а и р, в плазме агглютининов нет.
Резус-фактор (Rh-фактор) открыт Ландштейном и Винером в 1940 г. с помощью сыворотки, получ. от кроликов, которым предвар. ёводили эритр. резусов.
Полученная сыворотка агглютинировала, кроме эритроцитов обезьян, эритроциты 85% людей и не агглютинировала кровь остальных 15% людей. Идентичность нового фактора эритроцитов человека с эритроцитами макак резусов позволила дать ему название "резус-фактор" (Rh).
76 Иммунитет
Иммунитет - невосприимчивость организма к инфекционным и неинфекционным агентам и вещее-там, облающим антигенными свойствами.
Под иммунной системой следует понимать совокупность всех лимфоидных органов (красный костный мозг, вилочковая железа, селезенка, лимфатические узлы) и скопление лимфоидных клеток. Основным элементом лимфоидной системы является лимфоцит.
У млекопитающих сформировались две системы иммунитета - клеточный и гуморальный иммунитет.
Такое разделение функций иммунной системы связано с существованием двух типов лимфоцитов -Т-клеток и в-клеток. Клетки обоих типов образуются в костном мозге из клеток-предшественниц. 6 формировании иммунологической компетентности Т-клеток решающую роль ифает тимус (вилочковая железа). На развитие В-клеток оказывает влияние плацента или костный мозг и лимфоузлы кишечника.
Клеточный иммунитет. При взаимодействии с антигеном Т-лимфоциты, несущие на мембране рецепторы, способные распознать этот антиген, начинают размножаться и образуют клон таких же Т-клеток. Клетки этого клона вступают в
борьбу с несущими антиген, начинают размножаться и образуют клон таких же Т-клеток. Клетки этого клона вступают в борьбу с несущими антиген микроорганизмами или вызывают отторжение чужеродной ткани.
Гуморальный иммунитет. В-лимфоциты распознают антиген таким же образом, как и Т-клетки, но реагируют по-иному. Размножаясь при стимуляции, они образуют клон плазматических клеток, которые синтезируют антитела и выделяют их в кровь или тканевую жидкость. Здесь антитела связываются с антигенами на поверхности бактерий и ускоряют их захват фагоцитами или присоединяются к бактериальным токсинам и нейтрализуют их.
Типы иммунитета
Естественный пассивный иммунитет. Пример: иммунитет новорожденного. Антитела матери могут проходить Через плаценту и попадать в организм плода, обеспечивая ребенку защиту Ьо тех пор, пока не сформирется полностью его собственная иммунная система. Пассивный иммунитет может также обеспечиваться антителами, которые содержатся в молозиве (первичном секшею «.ч,,, ,
кишечнике новорожденного.
Приобретенный пассивный иммунитет. Создается искусственно путем введения готовых антител. Для этого выделяют антитела, образовавшиеся в организме одного индивидуума, и вводят их в кровь другому индивидууму того же или иного вида. Пример: специфические антитела против столбняка или дифтерии получают от лошадей и затем вводят их людям. Эти антитела действуют профилактически, предупреждая заболевание столбняком или дифтерией соответственно. Иммунитет этого типа тоже непродолжителен.
Естественный активный иммунитет. При инфицировании каким-либо агентом у человека вырабатываются собственные антитела. Поскольку клетки иммунологической памяти, образующиеся при первой встрече с антигеном, способны стимулировать выработку больших количеств антител при повторном воздействии того же антигена, иммунитет этого типа наиболее эффективен и сохраняется, как правило, в течение длительного времени, а иногда и всю жизнь.
Приобретенный активный иммунитет. Иммунитет этого типа создают, вводя в организм небольшие количества антигена в виде вакцины. Этот процесс называется вакцинацией или иммунизацией. Небольшая доза вводимого антигена обычно не представляет опасности, т.к. для этого используют убитый или ослабленный возбудитель. Т.о. индивидуум не заболевает, но у наго начинают вырабатываться антитела к введенному антиген.
Типы вакцин:
1. Анатоксины. Экзотоксины, образуемыестолбнячными и дифтерийными бактериями, обезвреживают с помощью формальдегида, но при этом вакцинация антитоксинами стимулирует образование антител, не вызывая заболевания.
2. Убитые микроорганизмы. Некоторые убитыевирусы и бактерии способны вызывать нормальныйиммунологический ответ и используются для иммуниз.
3. Ослабленные микроорганизмы. В организмвводятся живые, но измененные микроорганизмы,способные размножаться, не вызывая заболевания.Ослабление микроорганизмов может быть достигнутопутем выращивания их при повыш. темп, или дли-тельн. культвирования в среде, содержащей определенные вещества.
78 Кровообращение.
Основное значение системы кровообращения состоит в снабжении кровью органов и тканей. Кровь непрерывно движется по сосудам, что дает ей возможность выполнять все жизненно важные функции. К системе кровообращения относятся сердце и сосуды -кровеносные и лимфатические.
Большой и малый круг кровообращения
Большой круг кровообращения (телесный) -отдел кровеносного русла начинается аортой* которая отходит от левого желудочка, и заканчивается сосудами, впадающими в правое предсердие. Аорта дает начало крупным, средним и мелким артериям.
Артерии переходят в артериолы, которые заканчиваются капиллярами. Капилляры широкой сетью пронизывают все органы и ткани организма. В капиллярах кровь отдает тканям кислород и питательные вещества, а из них в кровь поступают продукты обмена веществ, в том числе и углекислый газ.
Малый круг кровообращ. (легочный) начинается легочным стволом, который отходит от правого желудочка и несет в легкие венозную кровь. Легочный ствол разветвляется на две ветви, идущие к левому и правому легкому. В легких легочные артерии делятся на более мелкие артерии, артериолы и капилляры. В капиллярах кровь отдает углекислый газ и обогащается кислор. Легочные капилляры переходят в венулы, которые затем образуют вены. По четырем легочным венам артер. кровь поступает в левое предсердие.
Кровь, циркулирующая по большому кругу кровообращения, обеспечивает все клетки организма кислородом и питательными веществами и уносит от них продукты обмена веществ.
Роль малого круга кровообращения заключается в том, что в капиллярах легких осуществляется восстановление (регенерация) газового состава крови. Сердце, его строение и работа
Сердце человека- полый мышечный орган, имеющий форму конуса, расположенный в грудной полости. Он делится на правую и левую половины сплошной перегородкой. Каждая из половин состоит из двух отделов: предсердия и желудочка, соединяющиеся между собой отверстием, которое закрывается створчатым клапаном. В левой половине клапан состоит из двух створок, в правой- из трех. Клапаны от-крываются в
сторону желудочков. Этому способствуют сухожильные нити, которые одним концом прикрепляются к створкам клапанов, а другим - к сосочковым мышцам, расположенным на стенках желудочков. Во время сокращения желудочков сухожильные нити не дают выворачиваться клапанам в сторону предсердия.
На границе левого желудочка и аорты, правого желудочка и легочного ствола имеются полулунные клапаны (по три створки в каждом). Они закрывают просветы аорты и легочного ствола и пропускают кровь из желудочков в сосуды, но препятствуют обратному току крови из сосудов в желудочки. Стенка сердца состоит из трех слоев: внутреннего - эндокарда, образованного клетками эпителия, среднего - миокарда - мышечного и наружного - эпикарда, состоящего из соединительной ткани. Снаружи сердце покрыто соединительнотканной оболочкой - околосердечной сумкой - перикардом. Миокард состоит из особой поперечно-полосатой мышечной ткани, которая сокращается непроизвольно. Для сердечной мышцы характерна автоматия, т.е. способность генерировать собственную электрическую активность. Изолированное сердце и даже изолированная клетка сердечной мышцы будут ритмически сокращаться сами по себе. В нормальном сердце ритм сокращений задается пей-смекером (водителем ритма) - синоатриальным узлом, который сокращается быстрее, чем любой другой участок сердца. Электрическая активность, генерируемая пейсмекером, распространяется по всему сердцу при помощи специализированных клеток сердечной мышцы т.о., что все части сердца плавно сокращаются в нужной последовательности. Если устранить контроль со стороны пейсмекера, то миллионы клеток сердца начинают сокращаться каждая в своем ритме и в результате хаотические сокращения сердца оказываются неэффективными. Сокращения сердца находятся под контролем как нервной, так и эндокринной систем. Волокна вегетативной нервной . системы могут менять ритм сокращений. Симпатическая стимуляция увеличивает, а парасимпатическая уменьшает частоту сокращений сердечной мышцы.
Иннервация сердца, подобно тонкой подстройке в радиоприемниках, обеспечивает тщательную регулировку системы, и без того способной нормально санкционировать.
78
Сердечным циклом называют последователь-ность событий, происходящих во время одного сокращения сердца. Цикл состоит из трех фаз:
1) В правое предсердие поступает под низкимдавлением дезоксигинированная кровь, а в левое -оксигинированная кровь. Постепенно предсердия растягиваются. Вначале двух- створчатый и трехстворчатый клапаны остаются закрытыми, но по мере заполнения предсердий кровью давление в них растет; когда оно становится выше, чем в желудочках, клапаныоткрываются. При этом некоторое количество кровипереходит в расслабленные желудочки. Этот периодпокоя всех камер сердца называется диастолой.
2) Когда диастола заканчивается, оба предсердия одновременно сокращаются. Эта фаза носит название систолы предсердий и приводит к тому, что вжелудочки выталкивается дополнительное количествокрови. Почти тотчас же после систолы предсердий сокращаются желудочки, и это сокращение носит название систолы желудочков. Во время систолы желудочков двухстворчатый и трехстворчатый клапаны закрываются. Давление в желудочках возрастает и вскореоказывается выше, чем в аорте и легочной артерии, врезультате чего открываются полулунные клапаны икровь выталкивается в эти эластичные сосуды. Вовремя систолы желудочков кровь ударяет в закрытыестворчатые клапаны и в результате этого удара возникает первый тон сердца.
3) Систола желудочков заканчивается, и за нейследует дастола желудочка. Под действием высокогодавления, создавшегося в аорте и легочной артерии,часть крови устремляется обратно в сторону желудочков, кровь заполняет полулунные клапаны и они закрываются, препятствуя возвращению крови в желудочки. При ударе этого обратного тока крови о полулунные клапаны возникает второй тон сердца.
Во время систолы желудочков стенки эластичных артер. сосудов растягиваются, а во время диастолы возвращаются в исходное состояние и выталкивают кровь, благодаря чему поступление крови в большой и малый круги кровообращения носит пульсирующий характер.
Один полный цикл продолжается около 0,8 с. Кровь движется по кровеносным сосудам - полым трубкам различного диаметра, которые, не прерывась, переходят в другие, образуя замкнутую кровеносную систему. Различают три вида сосудов: артерии, вены и капилляры.
Атериями называются сосуды, по которым кровь течет от сердца к органам. Самый крупный из них-аорта. Она берет начало от левого желудочка и разветвляется на артерии. Распределяются артерии в соответствии с двусторонней симметрией тела. В органах артерии ветвятся на сосуды более мелкого диаметра. Самые мелкие из артерий называются арте-риолами, которые в свою очередь распадаются на капилляры. Капилляры - самые тонкие кровеносные сосуды в организме человека. Их диаметр составляет 4-20 мкм. Наиболее густая сеть капилляров в мышцах, где на 1 мм ткани их насчитывается более 2000. Стенки капилляров состоят только из одного слоя плоских клеток - эндотелия. Через такой тонкий слой и происходит обмен веществ между кровью и тканями.
Перемещаясь по капиллярам, артериальная кровь посте- пенно превращается в венозную, поступающую в более крупные сосуды, составляющие венозную систему. Вены - это сосуды, по которым кровь оттекает от органов и тканей к сердцу.
Распределение вен также соответствует двусторонней симметрии тела: каждая сторона имеет по одной крупной вене. От нижних конечностей венозная кровь собирается в бедренные вены, которые объединяются в более крупные подвздошные, дающие начало нижней полой вене. От головы и шеи венозная кровь оттекает по двум яремным венам, по одной с каждой стороны, а от верхних конечн.- по подключеч-ным венам; последние, сливаясь с ярмеными венами, образует безымянную вену на каждой стороне, которые, соединяясь, образуют верхнюю полую вену.
Кровь движется по сосудам за счет ритмичной работы сердца, а также разнице давления в сосудах при выходе крови из сердца и в венах при возвращении ее в сердце. Во время сокращения желудочков кровь под давлением нагнетается в аорту и легочный ствол. Здесь развивается самое высокое давление -150 мм рт. ст. По мере продвижения крови по артериям давление снижается до 120 мм рт. ст., а в капиллярах - до 20 мм. Самое низкое давление в венах; в крупных венах оно ниже атмосферного. Разница давления в различных отделах кровеносной системы и вызывает движение крови: из области более высокого давления в область более низкого.
На движение крови по венам оказывает влияние присасывающее действие грудной клетки, т.к. давление в ней ниже атмосферного, а в брюшной полости, где находится большая часть крови оно выше атмосферного. В среднем слое стенки вен не имеют эластичных волокон, поэтому легко спадаются, а поступление крови в сердце способствует сокращению скелетной мускулатуры, которая сдавливает вены. Важное звачение в продвижении венозной крови имеют и карманообразные клапаны, препятствующие ее обратному току. Кроме того, в венозной части кровеносной системы общий просвет сосудов по мере приближения к сердцу уменьшается. Но здесь каждая артерия сопровождается двумя венами, ширина просвета которых в два раза больше, чем в артериях.
Движение крови по сосудам регулируется нервно- гуморальными факторами. Импульсы, посылаемые по нервным окончаниям, могут вызывать или сужение, или расширение просвета сосудов. К гладкой мускулатуре стенок сосудов подходят два вида сосудодвига-тельных нервов: сосудорасширяющие и сосудосуживающие. Импульсы, идущие по этим нервным волокнам, возникают в сосудодвигательном центре продолговатого мозга.
При обычном состоянии организма стенки артерий несколько напряжены и их просвет сужен. Из со-судодвигательного центра по сосудодвигательным нервам непрерывно поступают импульсы, которые и обуславливают постоянный тонус. Нервные окончания в стенках сосудов реагируют на изменения давления и химического состава крови, вызывая в них возбуждение. Это возбуждение поступает в центральную нервную систему, результатом чего служит рефлекторное изменение деятельности сердечно-сосудистой системы. Таким образом, увеличение и уменьшение диаметров сосудов происходит рефлекторным путем, но тот же эсрфект может возникнуть и под влиянием гуморальных факторов - химических веществ, которые находятся в крови и поступают сюда с пищей и из различных внутренних органов. Среди них имеют значение сосудорасширяющие и сосудосуживакщие. Например, гормон гипофиза - вазопрессин, гормон щито-воднои железы - тироксин, гормон надпочечников -адреналин суживают сосуды, усиливают все функции сердца, а гистамин, образующийся в стенках пищеварительного тракта и в любом работающем органе, действует противоположно: расшиояет кяпиппапи. ивействуя на остальные сосуды. Значительный эффект а работу сердца оказывает изменение содержания в рови калия и кальция. Повышение содержания каль-ия увеличивает частоту и силу сокращений, повы-jaeT возбудимость и проводимость сердца. Калий вы-ывает прямо противопол. действие.
Расширение и сужение сосудов в различных ор-1нах существенно влияет на перераспределение кро-и в организме. В работающий орган, где сосуды рас-шрены, направляется больше крови, в неработаю-дии орган* меньше. Депонирующими органами служат елезенка, печень, подкожная жировая клетчатка. В :лучае кровопотери кровь из этих органов поступает в >бщий кровоток, что позволяет поддерживать кровя-юе давление.
Лимфообращение
Лимфа - желтовато соломенная жидкость. Со-ггав лимфы: вода - 95%, белки, жиры, глюкоза, мине* >альные вещества и лимфоциты.
Состав лимфы похож на состав плазмы, за исключением белков и жиров. В лимфе меньше белков юм в плазме, кроме того, в лимфе протекающей в об-1асти кишечника больше жировых капель.
Движение лимфы по сосудам называется лимфообращением. Лимфатическая система способствует дополнительному оттоку жидкости из органов. Стенки 1имфатических сосудов тонкие и, подобно венам, лмеют клапаны. Движение лимфы очень медленное [0,3 мм/мин) и происходит благодаря сокращению иышц тела и стенок лимфатических сосудов. Она движется лишь в одном направлении - от органов к сердцу. Лимфатические капилляры начинаются в тканях, переходят в более крупные сосуды, которые собираются в правый и левый грудные протоки, впа-цающие в крупные вены. По ходу лимфатических сосудов располагаются лимфатические к: в паху, в подколенной и подмышечной впадинах, под нижней челюстью В состав лимфатических узлов входят клетки, обладающие фагоцитарной функцией. Клетки лимфатических узлов участвуют в образовании анти- тел и лимфацитов. Важное значение в выработке иммунитета имеют миндалины (лимфоидные скопления в области зева) и лимфатические узлы пищеварительного канала.
80 Дыхание
Дыхание - сложный физиологический процесс, в результате которого организм потребляет кислород и выделяет двуокись углерода.
Строение органов дыхания Дыхательные пути. Строение легких. К системе органов дыхания относятся носовая полость, гортань, трахея, бронхи, легкие.
Полость носа образована костями лицевой части черепа и хрящами. Его вн^ренняя поверхность покрыта слизистой оболочкой, снабженной многочисленными кровеносными сосудами. Вдыхаемый воздух, попадая в полость носа, обогревается, увлажняется, очищается от пыли и частично обезвреживается. Отсюда он попадает в носоглотку, в ротовую часть глотки и в гортань.
В гортани, состоящей из нескольких подвижно соединенных хрящей, распол. голос, связки. Вибрация их при прохождении воздуха вызывает образование звуков. Сверху вход в гортань прикрывает надгортанник, препятствующий попаданию пищи в дыхат. пути.
Гортань переходит в трахею, которая имеет форму трубки длиной 10-12 см. Она состоит из хрящевых полуколец, не позволяющих ей спадаться. Трахея делится на два бронха, которые входят в правое и левое легкие. В легких бронхи многократно ветвятся, и диаметр их постепенно уменьшается. На концах самых мелких бронхов - бронхиол- располагаются легочные пузырьки - альвеолы. Стенки трахеи и бронхов состоят из внутреннего эпителиального, наружного соединительнотканного и среднего слоя, содержащего хрящевые кольца и гладкие мышцы. Эпителии, выстилающий внутр. поверхность трахеи, бронхов, и также полости носа и гортани, носит название мерцательного. Клетки эпителия образуют выросты - реснички, ко-лебат. движение которых.(мерцание) приводит к удалению пыли, попавшей на слизистую оболочку.,
Альвеолы, которыми заканчиваются бронхи, образованы одним слоем плоских эпителиальных клеток, густо оплетенных капиллярами малого круга кровообращения. Общая поверхность альвеол взрослого человека составляет около 100 м . Вокруг альвеол располагаются волокна соединительной ткани, которые могут сильно растягиваться. Мышечной ткани в легких нет, поэтому они пассивно растягиваются во время вдоха и спадаются во время выдоха. Снаружи легкие одеты двумя плевральнымм листками. Один из них скрывает легкие, другой выстилает внутреннюю по-ерхность фудной клетки.
<Процесс дыхания может быть разделен на ряд оследоват. этапов* 1) внешнее дыхание- обмен газом 1бжду атмосф. и альвеолярным воздухом; 2) газооб-1вн между альвеолярным воздухом и кровью, проте-ающей в легочных капиллярах; 3) транспорт газов ровью; 4) газообмен между кровью и тканями.
Внешнее дыхание и жизненная емкость лег-их. Внешнее дыхание начинается с увеличения объ-ма фудной клетки в вертикальном, передне-заднем и оперечном направлениях. Это происходит вследст-ие сокращения межреберных мышц и опускания иафрагмы. Благодаря сокращению межреберных ышц поднимаются и отводятся в стороны передние энцы ребер, в результате чего размер фудной клетки передне- заднем направлении увеличивается, площение диафрагмы, в свою очередь, расширяет бъем фудной полости в направлении сверху вниз. В роцессе вдоха ткань легких растягивается вследст-ие того, что увеличивается разница между атмо-ферным давлением и давлением в плевральной по-ости. В плевральной полости давление всегда мень-je, чем в атмосфере, поэтому его условно называют трицательным. Во время вдоха оно еще больше сни-ается. В альвеолах давление воздуха также меньше тмосферного. Атмосферное давление, действуя на егкие изнутри, растягивает их, и легкие пассивно педуют за стенками фудной клетки. Воздух по возду-эносным путям поступает в альвеолы.
Во время выдоха ребра опускаются, купол диа->рагмы поднимается, объем фудной клетки и легких иеньшается, воздух выходит наружу. При сокраще-ии легких имеет значение и эластическая тяга соеди-ительной ткани легких.
В состоянии покоя человек вдыхает и выдыхает коло 500 мл (от 300 до 600 мл) воздуха - это дыха-эльный объем. После спокойного вдоха человек моет вдохнуть 15ОО мл - дополнительный объем воз-/ха, а после спокойного выдоха может выдохнуть .це 1500 'мл - резервный объем воздуха. Совокуп-эсть дыхательного, дополнительного и резервного эъемов воздуха называется жизненной емкостью ?гких. Это тот объем воздуха, который может макси-ально вдохнуть человек после максим, выдоха.
81Газообмен в легких. Концентрация газов в альвеолах отличается от концентрации газов в атмосферном воздухе. Атмосферный воздух содержит 20,94 % кислорода, 0,03% двуокиси углерода, 79,03 % азота. Воздух же в альвеолах содержит 14,2-14,6% кислорода, э.5-5,7% двуокиси углерода и 80% азота.
Газообмен между альвеолярным воздухом и кровью в легких осуществляется вследствие разности парциального давления 02 и С02 в альвеолах и напряжением этих газов в крови. Каждый из этих газов ле-реходит из области более высокого парциального давления (напряжения) в область более низкого давления. Парциальное давление СО2 в альвеолах меньше, чем в оплетающих их капиллярах, поэтому газ переходит из капилляров в альвеолы. Парциальное давление 02 в альвеолах выше, чем в капиллярах легких, этим и объясняется переход О2 из альвеол в капилляры легких. Эта разница в концентрациях как СО2, так и 02 имеет большое значение, так как определяет скорость газообмена в легких.
Транспорт газов кровью. Кислород из альвеолярного воздуха к тканям и двуокись углерода от тканей к легочным альвеолам переносит кровь. Газы могут находиться в жидкости как в состоянии физического растворения, так и в химически связанном виде. В 100 мл артериальной крови растворено 3 мл свободного кислорода и 19 мл связано гемоглобином. Двуокиси углерода в 100 мл артериальной крови физически растворено 2,5 мл. а в химически связанной форме находится 50-52 мл, в венозной крови-55-58 мл. В плазме большая часть СО2 содержится в форме солей угольной кислоты. Около 25-30% выделяемой в легких двуокиси углерода переносит гемоглобин. Количество оксигемоглобина в крови зависит от ряда условий. Так как интенсивно работающим тканям требуется кислород, то диссоциация оксигемоглобина будет тем интенсивнее, чем ниже в тканях парциальное давление 02, выше парциальное давление СО2 и чем больше водородных ионов в тканях.
Газообмен между кровью и тканями. Газообмен в тканях, так же как и в легких, происходит вследствие разности напряжений О2 и СО2 в капиллярах и в тканях. Ткани поглощают 02 и отдают СО2. Газы переходят из области большего напряжения в область меньшего напряжения. На интенсивность газообмена влияют длина капилляров, разница напряжений, химический состав крови, скорость кровотока и т.
I. Чем интенсивнее обмен в какой-либо ткани, органе ши системе органов, тем больше требуется 02. Необ-юдичое количество кислорода, поступающего в кровь, >удет обеспечено лишь при оптимальном соотношении СО? и 02 в альвеолярном воздухе и в крови, омы-аающеи легкие. Это соотношение поддерживается пубиной и частотой дыхания.
Регуляция дыхания
Дыхание регулируется дыхательным центром, ко-горыи находится в продолговатом мозге. Разрушение этой области ведет к остановке дыхания. Дыхательный центр состоит из центров вдоха и выдоха. Кроме гого, к дыхательному центру можно отнести также небольшую область в среднем мозге. Здесь находятся нейроны, контролирующие деятельность ниже расположенных центров продолговатого мозга, обеспечивая ритмичность вдоха и выдоха. Характерная особенность дыхательного центра - автоматия, т.е. обеспечение ритмических возбуждений входящих в его состав нейронов, даже если к ним не поступают нервные импульсы по центростремительным нейронам. Автоматия обусловливает ритмичность дыхания, которая может изменяться в зависимости от гуморальных факторов, нервных импульсов, поступающих по центростремительным нейронам и под влиянием вышележащих отделов мозга. От дыхательного центра нервные импульсы идут по центробежным нейронам к межреберным мышцам и диафрагме.
Регуляция дыхания обеспечивается взаимодействием гуморальных и рефлекторных механизмов:
Изменение концентрации 02 в значительно большей степени влияет на процесс дыхания, чем изменение концентрации 02.
Влияние СО2 на дыхательный центр осуществляется как гуморально (кровь омывает дыхательный центр), так и рефлекторно, при этом возбуждаются специальные рецепторы в зоне разветвления сонной артерии. Характер влияния избыточного количества СО2 и недостатка 02 на дыхательный центр неодинаков. Если в первом случае ритм дыхания учащается, то во втором - дыхание углубляется. Помимо перечисленных оезусловнорефлекторных механизмов, в регуляции дыхания принимают участие другие отделы центральной нервной системы, а также кора головного мозга.
82 Пищеварение
Пищеварение - сложный физиологический процесс, а ходе которого пища, поступающая в организм, подвергается химическим и физическим изменениям и всасывается в кровь или лимфу.
Основные функции пищеварительной системы -секреторная, моторная и всасывательная. Секреторная функция заключается в выработке железистыми клетками пищеварительных соков, слюны, желудочного, кишечного соков и желчи.
Строение органов пищеварения
Ротовая полость. Первичная обработка пищи происходит в ротовой полости, где осуществляется ее механическое измельчение с помощью языка и зубов и образуется пищевой комок. В каждой половине челюсти находится 2 резца, один клык, 2 малых коренных и 3 больших коренных зуба. Зуб состоит из коронки, шейки и корня. Внутренняя его полость, заполненная сосудами и нервной тканью называется пульпой. Поверхность зуба покрыта плотным веществом-эмалью и менее плотным - дентином.
Слюна - один из пищеварительных соков, она содержит фермент птиалин (амилазу), расщепляющий крахмал до ди- и моносахаридов.
Из полости рта пища попадает в глотку, пищевод и две евстахиевы трубы. Пищевод представляет собой трубу, соединяющую глотку с желудком. Он расположен между легкими позади сердца. Пройдя через диафрагму он достигает желудка. •
Желудок - толстостенный мышечный мешок, находящийся под диафрагмой в левой половине брюшной полости. Он состоит из трех частей: дна, тела и пилорической области.. В слизистой стенке желудка сосредоточено множество микроскопических желез. Они выделяют желудочный сок, содержащий ферменты, и соляную кислоту. Реакция желуд. сока кислая.
Соляная кислота в желудке определяет концентрацию водородных ионов, при которой фермент пепсин максим, активен, а также вызывает денатурацию белка, способствуя его фермент, расщеплению.
Фермент пепсин, вырабатываемый железами желудка, расщепляет белки в кислой среде. Активность желез желудка (продолжительность, интенсивность сокоотделения) зависит от химического состава пищи (белков, жиров и углеводов), ее консистенции и температуры. На желудочную секрецию оказывают влия-, ние общее состояние организма, гормональные факторы. Между желудком и двенадцатиперстной кишкой находится мышечное кольцо, регулирующее поступление пищи в двенадцатиперстную кишку.
Тонкий кишечник делится на двенадцатиперстную, тощую и подвздошную кишку. Стенка кишечника состоит из трех слоев: внутреннего слизистого, среднего мышечного и наружного соединительнотканного. Слизистая оболочка складчатая.
Мускулатура большей части пищеварительного тракта имеет два слоя: внутренний, с кольцевым расположением волокон, и внешний, волокна которого идут в продольном направлении Взаимосвязанные сокращения продольных движения, способствуют прохождению содержимого кишечника и кольцевых мышц, т. е. леристальтические.
Из желудка пища попадает в двенадцатиперстную кишку, где подвергается действию поджелудочного сока, желчи, а также соков желез, находящихся в стенке двенадцатиперстной кишки. В отсутствие процесса пищеварения реакция содержимого двенадцатиперстной кишки щелочная. В составе поджелудочного сока находятся ферменты, действующие на белки (трипсин), жиры (липаза) и углеводы (мальтаза, лакта-за и др.). Трипсин, расщепляющий белки, действует только в щелочной среде. В 12-перстной кишке проис-ходитрасщепление основных пищевых продукт.
Пищевые массы, частично подвергнутые обработке в желудке и в двенадцатиперстной кишке, поступают в тощую кишку, где претерпевают дальнейшее расщепление. В кишечном соке тонкого кишечника находятся ферменты, переваривающие белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты и т.д.
Пищеварение, происходящее на поверхности кишечной стенки, активируется ферментами, сосредоточенными на поверхности мембран клеток.
В кишечнике через полупроницаемую мембрану ворсинок происходят процессы всасывания белков, жиров, углеводов, минеральных соединений, воды. Большую роль при этом играют осмос и диффузия этих веществ. Помимо осмоса и диффузии, осуществляется акттивное всасывание, которое может происходить против физического градиента концентрации с использованием энергии АТФ. Непереваренная пища поступает в толстый кишечник, где всасывается вода и формируются каловые массы.
83 Печень- самая крупная железа человеческого организма. Она вырабатывает вещества, которые принимают участие во всех процессах его жизнедеятельности. Печень лежит справа под диафрагмой. Основные функции печени следующие:
1. Печень вырабатывает желчь, которая по протокам поступает в желчный пузырь. Здесь она накапливается и по мере надобности постулает в кишечник.При нарушении образования желчи или ее застое нарушается углеводный, жировой, витаминный,
водный, пигментный и электролитный обмен веществ. Желчь играет важную роль в процессе всасывания жирных кислот, витаминов Д, Е, К, аминокислот, холестерина, солей кальция. Она тормозит размножение бактерий, предупреждает развитие гнилостных процессов, участвует в пристеночном пищеварении. Желчь эмульгирует жиры, т. е. дробит крупные капли на более мелкие, активирует фермент липазу, вырабатываемую поджелудочной железой, стимулирует сокращение стенок кишечника.
2. В печени синтезируется белок протромбин, играющий определенную роль в свертывании крови,белки плазмы крови и т. д.
3. Печень обезвреживает ядовитые вещества,образующиеся в процессе пищеварения и поступающие по венам из кишечника.
4. В клетках печени запасается гликоген. Поджелудочная железа находится между желудком и двенадцатиперстной кишкой. В поджелудочной железеимеется два вида клеток. Одни вырабатывают сок,участвующий в пищеварении, другие гормоны, регулирующие углеводный обмен, - инсулин и глюкагон Сокподжелудочной железы содержит ферменты, расщепляющие белки, жиры, углеводы. На белки действуетфермент трисин, который поступает в двенадцатиперстную кишку и активируется лишь в щелочной среде. Жиры расщепляются ферментом липазой, активируемым в двенадцатиперстной кишке. В сутки выделяется 1 -1,5 л сока поджелудочной железы.
Регуляция работы желудочно-кишечн. тракта Деятельность желудочно-кишечного тракта тонко | приспособлена к условиям питания, качеству и количвигву поступающей пиицп. i iKw^ , ,
пищеварит. тракте, строго согласованы. При изменении характера питания перестраиваются системы, осуществляющие процессы секреции, сокращения стенок сосудов кишечника, всасывания, изменяется характер плоскостного и мембранного пищеварения. Уже при поступлении пищи в ротовую полость, в ответ на раздражение рецепторов рта, железы желудка начинают вырабатывать желудочный сок. Спустя несколько секунд начинают вырабатываться секреты поджелудочной железой, печенью, железами кишечника, изменяется двигательная активность кишечника. Таким образом кишечник подготавливается к предстоящему перевариванию пищи. Поступившая в него пища обуславливает дальнейшую секрецию кишечного сока и активирует ферменты, находящиеся на поверхности по всей длине кишечника.
Регуляция работы желудочно-кишечного тракта осуществляется рефлекторно (центральными и местными нервными механизмами) и гуморально.
Павлов доказал, что важнейшую роль в секреции желез желудка (а также других отделов желудочно-кишечного тракта) играет нервная система.
Влияние нервной регуляции на деятельность желез кишечника заключается также в согласованности количества выделяемого сока, ферментов с работой ворсинок и сокращением стенок кишечника.
Помимо регуляции, осуществляемой нервной системой, деятельность кишечника регулируется рефлексами, замыкающимися в ганглиях вегетативной нервной системы Так, раздражение желудка ведет к усилению сокращений тонкой кишки. Механическое и химическое раздражение тонких кишок усиливает сокращение толстого кишечника.
Пищевые массы непосредственно влияют на стенку кишечника, в результате чего увеличивается или уменьшается содержание различных ферментов. Таким образом происходит адаптация ферментативных систем к характеру пищи.
84 Выделение, строение и функции почек.
оч> Почки - органы выделения. Им принадлежит основная функция выделения продуктов распада и поддержания водно-солевого баланса организма. Через почки выводятся излишки воды и минеральных солей, аммиак, мочевина, мочевая кислота и некоторые другие вещества, образовавшиеся в организме или принятые с пищей. Почки поддерживают постоянную величину рН крови, регулируют содержание гемоглобина в крови.
Строение почки. Нефрон. На поперечном разрезе почки можно видеть два отличающихся по цвету слоя- светлый мозговой и более темный корковый. На ее внутренней поверхности находится почечная лоханка. Выделяемая почкой моча из лоханки по мочеточнику попадает в мочевой пузырь и выводится наружу.
Структурной и функциональной единицей почки является нефрон. Каждая почка состоит из 1 млн. нефронов. Нефрон начинается клубочком, состоящим из капилляров, погруженных в двустенную чашу- капсулу. Между стенками ее имеется полость, в которую фильтруется первичная моча. Первичная моча имеет тот же состав, что и плазма крови, за исключением белков. Она проходит извитой каналец первого порядка, петлю Генле, извитой каналец второго порядка и по собирательной трубе поступает в почечную лоханку. Кровоснабжение почки имеет некоторые особенности. Мелкая артерия, входящая в капсулу клубочка, приносящий сосуд- распадается на несколько десятков капилляров, образующих клубочек. Капилляры вновь собираются в артерию- выносящий сосуд, по которому кровь оттекает от клубочка. Просвет выносящего сосуда уже просвета приносящей артерии, что создает повышенное давление крови в капиллярах. По выходе из капсулы выносящий сосуд вновь распадается на капилляры, которые густой сетью оплетают извитые почечные канальцы первого и второго порядка. Таким образом, артериальная кровь проходит через двойную сеть капилляров. Капилляры собираются в мелкие вены, которые при слиянии образуют почечную вену. Почечная вена впадает в нижнюю полую вену.
Образование мочи состоит из трех этапов: фильтрации, обратного всасывания и канальцевой секреции. Из капилляров клубочков моча фильтруется через полупроницаемую мембрану капсулы. Этому —— —-
85 Нервная система
Нервная система человека играет важнейшую роль в регуляции функций организма и в согласовании деятельности различных органов и систем. Она осуществляет также связь организма с внешней средой. Изучение функционирования нервной системы чрезвычайно важно для разработки правильного режима труда и отдыха, для предупреждения заболеваний человека.
Нервная система условно делится на центральную, представленную спинным и головным мозгом, и периферич., которая включает нервы и нервные узлы.
С физиологической точки зрения нервную систему можно разделить на соматическую, которая регулирует деятельность всех мышц, кроме внутренних органов, сосудов и желез, и вегетативную. Вегетативная нервная система контролирует согласованность функционирования сердечно-сосудистой, пищеварительной, выделительной систем, желез внешней и внутренней секреции.
Строение спинного мозга. Спинной мозг находится в позвоночном канале и имеет вид цилиндрического? тяжа, который сверху переходит в продолговатый мозг. Внизу он оканчивается на уровне 1-2-го поясничного позвонка. На его передней и задней поверхности имеются продольные борозды, которые делят спинной мозг на правую и левую половины, а в центре проходит канал, заполненный спинномозговой жидкостью. Вокруг канала располагается серое вещество, имеющее на поперечном разрезе форму бабочки или буквы Н. Передние выступы серого вещества, широкие и округлые, называются передними рогами, задние, узкие и длинные,- задними рогами. На уровне нижнего шейного, грудного и верхнего поясничного отделов спинного мозга имеются боковые выступы-боковые рога. Серое вещество окружено белым веществом, состоящим из отростков нейронов. Отростки образуют проводящие пути, соединяющие нервные центры спинного мозга друг с другом и с нервными центрами головного мозга. От спинного мозга отходят 31-32 пары спинномозговых нервов. Каждый из них начинается двумя корешками- передним и задним. По ходу задних корешков располагаются вздутия - спинномозговые узлы, в которых лежат тела чувствительных или центростремительных нейронов. Один из отростков этих клеток идет на периферию (в кожу, мышцы, надкостницу) и заканчивается там рецептором.
Другой отросток в составе заднего корешка вступает в спинной мозг и либо заканчивается в сером веществе, либо в составе белого вещества достигает продолговатого мозга.
Передние корешки включают отростки двигательных, или центробежных, нейронов, расположенных в передних рогах спинного мозга Эти отростки в составе спинномозговых нервов доходят до мышц.
Спинной мозг (так же как и головной) снаружи одет оболочками. Между поверхностью спинного мозга и оболочками находится спинномозговая жидкость, предохраняющая головной и спинной мозг от сотрясении и других механических воздействий.
Функции спинного мозга. Спинной мозг выполняет две функции- рефлекторную и проводниковую. Он обеспечивает простые рефлексы, осуществляющиеся без участия головного мозга.
Спинно-мозговые рефлексы одинаковы у особей одного вида и сохраняются в
течение всей жизни Эти рефлексы врожденные и называются безусловными.
Рефлекторная деятельность спинного мозга не исчерпывается рефлексами, вызывающими сокращение поперечнополосатой скелетной мускулатуры. В боковых рогах лежат тела первых нейронов симпатической нервной системы, а в крестцовом отделе первые нейроны парасимпатической нервной системы. Вследствие этого сосудистые рефлексы, рефлексы мочеполовой системы, прямой кишки, рефлексы, обеспечивающие деятельность потовых желез осуществляются при участии спинного мозга. Другая функция спинного мозга - проводниковая. Пучки нервных волокон, образующих белое вещество, соединяют различные отделы спинного мозга между собой и головной мозг со спинным, а через него- с рецепторами и исполнительными органами. Различают восходящие пути, несущие импульсы к головному мозгу, и нисходящие от головного мозга к спинному. По первым возбуждение, возникающее в рецепторах туловища, шеи, конечностей и внутренних органов, проводится но спинномозговым нервам в задние корешки спинного мозга, далее достигает ствола, а затем коры больших полушарий. Нисходящие пути проходят возбуждение от головного мозга к двигательным нейронам спинного мозга. Отсюда возбуждение по спинномозговым нервам передается к исполнительным органам.
86 Строение головного мозга. 6 головном мозге различают задний мозг, в который входят продолговатый мозг, мост и мозжечок, средний мозг и передний мозг, образованный промежуточным мозгом и большими полушариями. Продолговатый мозг, мост, средний и промежуточный мозг объединяют в ствол мозга. В стволе мозга лежат скопления серого вещества-ядра, регулирующие различные функции. От них отходит большинство черепномозговых нервов. К череп-номозговым нервам относятся зрительный, слуховой, глазодвигательный, языкоглоточный, блуждающий и
др.
Мозжечок расположен в затылочной части головного мозга над продолговатым мозгом. В нем различают среднюю часть и боковые отделы- полушария мозжечка. Поверхность мозжечка складчатая, снаружи он покрыт тонким слоем серого вещества-корой мозжечка. Мозжечок тремя парами ножек, в которых проходят отростки нервных клеток, соединен со всеми отделами откола мозга.
Большие полушария головного мозга- высший отдел нервном системы у человека, Они состоят из коры, образованной серым веществом, подкорковых ядер серого и из белого вещества отростков нервных клеток Поверхность коры головного мозга складчатая, она делится щелевидными бороздами на извилины. Число и расположение извилин у всех людей одинаковое. Складчатость коры увеличивает ее поверхность, площадь которой достигает 2000-2500 см . 70% коры скрыто в бороздах. По названиям костей черепа, к которым прилежат различные части больших полушарий, головной мозг делят на доли: лобные, теменные, затылочные и височные. Границей, отделяющей теменную долю от лобной, служит центральная борозда. Боковая борозда ограничивает височную долю. Правое и левое полушарии соединены между собой перемычкой, или спайкой, которая состоит из нервных волокон, связывающих одноименные отделы мозга.
Функции головного мозга. В стволе мозга находятся центры жизненно важных рефлексов, представленные ядрами серого вещества. Нейроны, образующие ядра, делятся на двигательные, чувствительные и вставочные. Двигательные нейроны аналогичны ядрам передних рогов спинного мозга. Их отростки представляют собой двигательные волокна черепномозговых нервов. Чувствительные соответствуют клеткам задних рогов спинного мозга. Вставочные нейроны
связывают чувствительные и двигательные ядра. Центры, расположенные в стволовой часть мозга, обеспечивают сложные безусловные рефлекс:
В среднем мозге находятся центры, обеа ,и-вающие быструю ориентировку при световых и звуковых раздражениях. Импульсы, которые идут от среднего мозга к мышцам, поддерживают их в постоянном напряжении - тонусе.
Через промежуточный мозг проходят все чувствительные нервные пути, проводящие к коре больших полушарий импульсы от рецепторов тела. Следовательно, промежуточный мозг участвует в формировании ощущений Этот отдел мозга регулирует сложные автоматические реакции (бег, плавание).
Мозжечок осуществляет безусловнорефлектор-ную регуляцию равновесия и координацию равновесия. Подкорковые ядра серого вещества тесно связаны с корой. Они совместно с корой координируют произвольные движения.
Кора больших полушарий- высший отдел головного мозга. Она имеет толщину 2-4 мм и включает от 10 до 14 млрд. нервных клеток. Одни из них - чувствительные воспринимают раздражение от органов чувств, другие двигательные- посылают возбуждение к мышцам, третьи - вставочные - связывают своими отростками отделы коры между собой и с нижележащими отделами мозга. В участке коры, расположенном по обе стороны от центральной извилины, находится кожномышечная зона. В коре затылочной доли больших полушарий есть зрительная зона. В коре височной доли больших полушарий находится слуховая зона. Вкусоая и обонятельная зона расположены на внутренней поверхности височной доли каждого полушария.
Вегетативная нервная система осуществляет связь головного и спинного мозга с внутренними органами, всеми тканями организма. Важная особенности вегетативной нервной системы - ее способность реагировать на химические раздражители. Благодаря этому она играет большую роль в поддержании постоянства внутренней среды организма.
Действуя совместно, обе части вегетативной нервной системы осуществляют тонкую регуляцию физиологических функций, обеспечивая приспособление организма к изменению условий среды.
87 Кожа и ее выделительная функция
Кожа состоит из двух слоев: надкожицы, или наружного слоя, и собственно кожи - внутреннего слоя (дермы).
Надкожица, или эпидермис, - поверхностный слой кожи эктодермального происхождения, образованный многослойным эпителием.
Толщина его колеблется от 1/3 мм на веках до 4,8 мм на подошве стопы. В надкожице различают поверхностный роговой и глубокий ростковый, или основной, слой. Поверхностный слой состоит из мертвых, лишенных ядер, ороговевших клеток, которые в результате воздействия внешней среды постоянно слущиваются и заменяются новыми за счет клеток глубокого слоя, непрерывно размножаются. Клетки росткового слоя имеют цилиндрическую форму с крупными ядрами; они быстро делятся и отодвигают ядра, изменяют форму и орогевают.
В клетках росткового слоя, лежащего на границе с собственно кожей, образуется, откладывается пиг-ментн меланин- красящее вещество, от количества которого зависит цвет кожи; пигмент не пропускает в организм ультрафиолетовые лучи, избыток которых оказывает вредное влияние.
Под эпидермисом находится собственно кожа-дерма, развивающаяся из мезодермы. Дерма вдается в эпидермис многоклеточными выступами - сосочками, образуя сосочковый слой. В глубине дермы имеются эластические волокна, придающие упругость коже и формирующие ступенчатый слой. Еще глубже залегает подкожная жировая клетчатка, защищающая тело от переохлаждения и смягчающая удары. В дерме проходят мночисленные кровеносные капилляры, лимфатические сосуды и нервные волокна, заканчивающиеся рецепторами. С их помощью воспринимаются боль, температура, механическое давление и т.д.
В соединительной ткани собственно кожи расположены потовые железы. Они имеют вид длинных трубочек, нижний конец которых скручен в клубочек, лежащий на границе сетчатого слоя и подкожной жировой клетчатки. Выводной проток их открывается на поверхность эпидермиса потовой порой. К железе прилегают мышечные волоконца, которые своими сокращениями обеспечивают выделение пота. Потовых желез на поверхности тела около 2-3 млн., и распределены они неравномерно: их много на лице, ладонях рук. При потоотделении отдается избыток тепла и удаляются некоторые продукты распада.
Пот содержит 98% воды и 2% плотного остатка. В состав пота входят неорганические (хлорид, мочевая кислота, креатин, летучие жировые кислоты и др.) вещества.
У человека образование пота происходит непрерывно за сутки - около 0,5-0,6 л. Интенсивность потоотделения непостоянна и зависит от температуры окружающей среды и характера работы.
Кожа человека покрыта волосами. Их корни находятся в дерме и окружены волосяной сумкой. У основания корень утолщается, образуя луковицу, в дно которой вдается волосяной сосочек с сосудами и нервами. На поверхности сосочка расположен ростковый слой, за счет деления клеток которого волос растет. К колосяной сумке прикрепляются гладкие мышцы, начинающиеся в дерме. Их сокращение изменяет положение волоса. В волосяную сумку открывается проток сальной железы. Жир смазывает волосы и смягчает кожу, придавая им эластичность.
На пальцах рук и ног имеются ногти - пластинки из роговых чешуек эпидермиса. Они лежат на тыльной поверхности концевых фаланг в ногтевом ложе и окружены складками кожи - ногтевыми валиками. Под пластинкой ногтя находятся соединительная ткань, сращенная с надкостницей. Ноготь несет защитную функцию, прикрывая кончики пальцев, поверхность которых наиболее чувствительна.
Кожа играет большую роль во взаимодействии организма с внешней средой. Ее рецепторы воспринимают различные раздражения и передают их в центральную нервную систему, в результате чего у человека возникают ощущения боли, холода, прикосновения, тепла. Велика защитная функция кожи.
Важное значение имеет потоотделенение, которое осуществляется рефлекторно. Регулируется этот процесс центром пототделения, расположенным в продоговатом мозге, и корой полушарий. Участвуя в теплорегуляции, кожа играет большую роль в обмене веществ и энергии.
88 Эндокринная система
Все железы организма принято делить на 2 гр: 1. Железы, имеющие выводные протоки и выполняющие внешнесекреторную функцию - экзокринные железы. 2. Железы, не имеющие выводных протоков и выделяющие свой секрет непосредственно в межклеточные щели. Из межклеточных щелей секрет попадает в кровь, лимфу или цереброспинальную жидкость- эндокринные, или железы внутрен. секреции.
Продуши деятельности желез внутренней секреции называют гормонами.
Гормоны вырабатываются в эндокринных железах двух типов:
1. Железах со смешанной функцией осуществляющих наряду с внутренней и внешнюю секрецию (половые железы- гонады и поджелудочная железа).
2. Железах, выполняющих только функцию органов внутренней секреции (гипофиз, шишковидное тело, или эпифиз, щитовидная, околощитовидные железы, вилочковая железа и надпочечники).
Гормоны - химические соединения, обладающие высокой, биологической активностью и в малых количествах дающие значительный физиологический эффект. По химической природе гормоны делят на три группы: 1) полипептиды и белки, 2) аминокислоты и их производные, 3) стероиды.
Гормоны могут оказывать свое влияние через нервную систему, а также гуморально, непоср. воздействуя на активность органов, тканей и клеток.
Основная роль гормонов в организме связана с
их влиянием на морфогенез (рост и развитие тканей), обменные процессы и гомеостаз, т.е. сохранение постоянства состава и свойств внутрен. среды организма.
В процессе обмена желез в теле человека, гормоны изменяются функционально и структурно. Кроме того, часть гормонов утилизируется клетками организма, другая выводится в
составе мочи. Гормоны подвергаются инактивации за счет соединения с белками, образования соединений с глюкуроновой кислотой, за счет активности ферментов печени, процессов окисления.
Все железы внутренней секреции функционально взаимо- связаны между собой: гормоны, вырабатываемые одними железами, оказывают влияние на деястему координации между ними, которая' осуществляется по принципу обратной связи. Главенствующая роль в этой системе принадлежит гипофизу, гормоны которого стимулируют деятельность других желез внутренней секреции. В свою очередь клетки передней доли гипофиза сами находятся под контролем гипоталамуса.
Гипофиз состоит из трех долей: передняя и средняя доли эпителиального происхождения и задней доли (вместе с его ножкой) нейрогенного происхолщия. Доли гипофиза окружены общей капсулой из соединительной ткани. Масса гипофиза - 0,5-0,7 г.
Соматотропин (гормон роста, гормон передней доли гипофиза) принимает участие в реляции роста, что обусловлено его способностью усиливать образование белка в организме. Наиболее выражено влияние гормона на костную и хрящевую ткань. Под влиянием соматотропина происходит усиленный рост эпи-физарных хрящей в длинных костях верхних и нижних конечностей, что обуславливает увел, их длины.
Щитовидная железа расположена в передней области шеи, весит 30-60 г и состоит из двух долей, соединенных перешейком. Внутри железы имеются небольшие полости, или фолликулы, наполненные слизистым веществом, содержащим гормон тироксин, в состав гормона входит йод.
Гормон влияет на обмен веществ, особенно жиров, на рост и развитие организма, усиливает возбудимость нервной системы, деятельность сердца.
Надпочечники - парные железы, расположенные у верхнего края почек. Их масса - около 12 г каждая, вместе с почками они покрыты жировой капсулой. В них различают корковое, более светлое вещество, и мозговое, темное. В корковом слое вырабатываются несколько гормонов - кортикостероидов, оказывающих влияние на солевой и углеводный обмены, способствующих отложению гликогена в клетках печени и поддерживающих постоянную концентрацию глюкозы в крови.
Поджелудочная железа функционирует как смешанная железа, гормон которой - инсулин - вырабатывается клетками островков Лангерганса. Инсулин регулирует углеводный обмен, т.е. способствует усвоению клетками глюкозы, поддерживая ее постоянство в крови, переводя глюкозу в гликоген, который откладывается в печени и мышцах.
90 Зрение
Функция зрения и строение глаза. Основная функция зрения состоит в различении яркости, цвета, формы, размеров наблюдаемых объектов. Наряду с другими анализаторами зрение играет большую роль в регуляции положения тела и в определении расстояния до объекта.
Глаз располагается в глазничной впадине лицевой части черепа. Мышцы, прикрепляющиеся к наружной поверхности глазного яблока, обеспечивают его движение. К вспомогательным слезная железа, с помощью которых защитным образованиям глаза относятся веки с ресницами и осуществляется увлажнение поверхность глаза и удаление инородных мелких частиц.
Форму глазного яблока определяет наружная белочная оболочка глаза склера, переходящая спереди в прозрачную роговицу. Под ней находится сосудистая оболочка, кровеносные сосуды которой питают сетчатку. Спереди сосудистая оболочка переходит в радужную оболочку, регулирующую размер зрачка. Самый внутренний слой- сетчатка, состоящая из фоторецептивных клеток - колбочек и палочек. В месте пересечения сетчатки с оптической осью глаза располагается область наилучшего видения- желтое пятно, образованное громадным числом колбочек. Участок сетчатки, где сходятся отростки чувствительных нейронов, образующих зрительный нерв, лишен колбочек и палочек. Это место называется слепым пятном. Пространство между роговицей и хрусталиком заполнено жидкостью. Хрусталик расположен сзади зрачка и прилегает к радужке. К нему подходит ресничная мышца, которая изменяет его кривизну.
Глазное яблоко наполнено стекловидным телом. Это бесцветная прозрачная масса, напоминающая но консистенции студень.
Глаз человека пропускает и преломляет лишь лучи с длиной волны от 400 до 760 мкм. Все преломляющие среды глаза, начиная с роговицы, поглощают ультрафиолетовые лучи.
В глазу имеются две преломляющие среды- роговица и хрусталик. Наличие двух преломляющих сред обусловлено тем, о фокусное расстояние ограничено размерами глаза. Благодаря изменению кривизны хрусталика получается четкое представление о наблюдаемых объектах. Приспособление глаза к видению различно удаленных объектов называется аккомодацией. При аккомодации сокращаются мышцы, которые изменяют кривизну хрусталика. При постоянной избыточной кривизне хрусталика световые лучи преломляются перед сетчаткой, и в результате возникает близорукость. Если же кривизна хрусталика недостаточна, то световые лучи фокусируются за сетчаткой, возникает дальнозоркость, которую можно скорректировать очками с двояковыпуклыми линзами.
Светочувствительный аппарат глаза. Восприятие света начинается с возбуждения фоторецепторов колбочек и палочек, им предшествуют специфические фотохимические реакции. В колбочках и палочках .
находятся светочувствительные пигменты. Функция колбочек заключается в восприятии цвета. Более чувствительны к свету палочки. Они могут обеспечивать зрение при слабом освещении. Полагают, что восприятие цвета колбочками связано с наличием трех их типов, которые соответственно реагируют на синий, зеленый и красный цвета. Промежуточные цвета воспринимаются при одновременном раздражении клеточек двух типов или более.
Глаз предохраняется от избыточной освещенности путем изменения величины зрачка. Помимо этого сама сетчатка способна компенсировать увеличение яркости: существуют колбочки и палочки, функционирующие в разных диапазонах яркостей, происходит перестройка рецептирующих областей, фотохимические сдвиги и т. д.
Эволюция органов зрения. Уже у одноклеточных встречаются особые аппараты для восприятиясвета. Наипростейшие из них имеют вид скоплениямелкозернистого пигмента (светочувствительный глазок у эвглены). У кишечнополостных рецепторныеклетки расположены на дне глазной ямки. В составглаза ресничных чеовей входят светочувствительныеклетГлаза всех позвоночных имеют исходное строение. Однако многие свойства зрения, и, в частности,оптического аппарата глаза, в подтипе позвоночныхсильно варьируют в воздушной среде, вследст-
вие ее прозрачности, создавались благоприятные , условия для эволюции органов зрения. На суше возникли механизмы, препятствующие высыханию рого- / вицы и поддерживающие ее во влажном состоянии с помощью специальных желез, а также защищающие ее от механических воздействий (подвижные веки) ! Аккомодация осуществляется так же, как у рыб.
91 Рецепторы и анализаторы
w ,эецепторы- это специализированные окончания чувствительных нервных клеток, предназначенные для восприятия раздражений. Они преобразуют внешние раздражения в импульсы определенной последовательности и амплитуды, которые по центростремительным нейронам поступают в головной мозг и далее в кору. Возбуждение рецепторов в некоторых случаях усиливает ту или иную деятельность, в других случаях - тормозит. Импульсы от рецепторов постоянно поступают в мозг и поддерживают определенный уровень возбуждения центральной нервной системы. При подавлении деятельности рецепторов животное и человек впадают в сон.
Различают два вида рецепторов: внутренние и внешние Первые находятся внутри организма - в сердце, сосудах, легких, кишечнике и т. д., а вторые расположены на поверхности кожи.
Совокупность клеток и проводящих путей, обеспечивающих восприятие и различение раздражений, Павлов назвал анализаторами. В их состав входят периферическая, средняя и центральная части нервной системы. Первая часть состоит из рецепторов, воспринимающих раздражение. Вторая, называемая также проводниковой, представлена чувствительными нервами, которые проводят возбуждение от рецепторов. Центральная часть образуется той или иной зоной коры больших полушарии - корковым отделом анализатора.
Различают зрительный, слуховой, кожно-мышечный, обонятельный и другие анализаторы.
Количество информации, поступающей от рецепторов, у человека и животных широко варьируется в зависимости от активности организма. Оно зависит от положения тела и его отдельных частей (поворот головы, глаз), от работы физиологических систем.
Существуют механизмы, регулирующие поток информации от рецепторов. Например, предохранением от чрезмерно сильных звуков может быть сокращение специальных мышц, которые изменяют как степень натяжения барабанной перепонки, так и взаимное движение трех косточек. Сужение зрачка- реакция, предохраняющая глаз от чрезмерной интенсивности света. Помимо периферических механизмов, каждое звено переработки информации и стволе мозга находится под контролем вышележащих отделов.
Центральная нервная система регулирует поток информации как по центростремительным, так и по
центробежным путям.
органы вкуса и обоняния
Ощущение вкуса возникает в результате раздражения рецепторов языка специфическими веществами. В слизистой оболочке мягкого неба и языка находятся вкусовые почки, или луковицы. Каждая вкусовая луковица состоит из ЗО-80 чувствительных клеток. Вкусовые луковицы на языке входят в состав грибовидных сосочков. Поверхность языка проявляет неодинаковую чувствительность к различным вкусовым раздражителям. Сладкое лучше воспринимается кончиком языка и слабее у его основания, горькое - у основания, к соленому более чувствителен кончик языка, кислое лучше ощущается боковом поверхностью языка.
Ощущение вкуса возникает лишь в случае, когда вещество, входящее в контакт с вкусовой клеткой, растворимо в воде. Вещества, не растворимые в воде, безвкусны.
Вкусовое восприятие не остается постоянным и зависит от состояния организма. При повышении или понижении содержания в крови определенных веществ меняются абсолютные пороги их восприятия.
В процессе эволюции вкус формировался как механизм, определяющий выбор пищи. Например, поло жительная реакция на сахар характерна для животных, питающихся растительной и смешанной пищей, плотоядные к сахару безразличны. Животные, поедающие насекомых, часто выделяющих горькие вещества, безразличны к этим веществам.
Органы обоняния находятся в эпителии верхней части полости носа. Частицы, вошедшие через ноздри, достигают этих органов путем дисрфузии через слизь, покрывающую чувствительные клетки. Обонятельные клетки располагаются поодиночке, от них отходят волоски, выступающие в слои слизи.
У животных различают пищевую, половую, охранительную, ориентировочную фУнкЧии обоняния. У позвоночных- птиц, а из млекопитающих у приматов обонятельный анализатор развит плохо.
91 Слух
Человеческое ухо способно воспринимать звуки частотой от 20 до 20000 Гц. Слуховой анализатор человека наиболее чувствителен к звукам с частотой 2000-4000 Гц. Физически звуки характеризуются частотой (числом период, колебаний в секунду) и силой (амплитудой колебаний). Физиолог, этому соответствуют высота звука и его громкость. Третья важная характеристика- звуковой спектр, т. е. состав дополнительных период, колебаний (обертонов), возникающих наряду с основной частотой и превышающих его.
Физиологически звуковой спектр выражается тембром звука. Именно так различают звуки разных музыкальных инструментов и человеческого голоса.
Строение органа слуха. Орган слуха состоит из наружного, среднего и внутреннего уха.
К наружному уху относится слуховая раковина и наружный слуховой проход. Парные слуховые проходы позволяют точнее локализовать источник звукаНа-ружнее ухо можно сравнить с воронкой. Слуховой проход представляет собой резонатор, собственная частота колебаний которого близка к 5000 Гц.
К среднему уху относятся евстахиева труба и три мелкие косточки - молоточек, наковальня и стремечко. Молоточек соединен с барабанной перепонкой, и стремечко с мембраной овального окна, разграничивающей среднее и внутреннее ухо.
Эти косточки образуют систему рычагов, которые преобразуют колебания воздуха и колебания жидкости. Причем малые силы, действ, на барабанную перепонку, преобразуются в значит, действующие на жидкость улитки. Анатом, строение среднего уха хорошо приспособлено для этой цели. Площадь барабанной перепонки в 20 раз больше площади овального окна, вследствие этого давл. на мембране овального окна в 20 раз больше, чем на барабанной перепонке.
Внутреннее ухо состоит из сложной системы со-обшаюшихся между собой каналов и полостей, которую называют лабиринтом. Часть лабиринта представлена улиткой спирально закрученной трубкой, состоящей из 2. 5 витков. На поперечном разрезе можно увидеть, что улитка состоит из трех каналов; разделенных двумя эластичными тонковолокнистыми мембранами. Внутри каналов находится жидкость. Овальное окно располагается у основания одного из этих
>епонкои uiBoyv,ino- лк7'«-
щнее ухо. На основной мембране находятся рецеп- II»ы слуха- кортиев орган, состоящий из рецепторных I»ток с выступающими над ними волосками. Над ре-1горными клетками нависает другая мембрана- по-1>вная. Колебания мембраны овального окна пере-отся жидкости, находящейся в каналах. В отсут-1ие мембраны круглого окна колебания жидкости Iли бы невозможны, так как жидкость несжимаема. Iпебания жидкости передаются на эластические во-1кна основной мембраны и, следовательно, на ре-пторные клетки. Соприкосновение последних с по- уэвной мембраной ведет к возникновению в них им-пьсов, которые по слух, нерву достигают подкорко-ix образований и далее пост, в височную областиры- Вестибулярный аппарат
Вестибулярный аппарат регулирует положение ла в пространстве. Рецепторы вестибулярного ап-ipaTa находятся в лабиринте- в полукружных каналах двух мешочках- овальном и круглом. Вестибулярные вствительные клетки млекопитающих и человека >разуют пять рецептивных областей по одной в по-гкружных каналах, а также в овальном и круглом ме-очках. Раздражителем рецепторов полукружных ка-1лов является ускоренное движение, а рецепторов, водящихся в мешочках, т.е. отолитовых органах из-енение головы относительно направления силы градации и линейные ускорения.
Полукружные каналы располагаются в трех вза-мно перпендикулярных плоскостях, внутри которыхмеется перепончатый канал. Внутри него и междунутренней стороной костного лабиринта и наружнойболочкой перепончатого находится жидкость. Изме-ение положения тела в
пространстве приводит к(вижению жидкости, что вызывает возбуждение нахо-,ящихся здесь рецепторных клеток. Отолитовый ап-арат имеет следующее строение. В мешочках распо-1агаются рецепторные клетки, от которых отходят во-юски; пространство между ними заполнено студнеоб-•азной массой. Поверх нее находится отолиты кри-таллики двууглекислого кальция. При изменении по-южения тела они оказывают давление на рецептор- .«, «охяничвекого оаздраже-
92 Большие полушария головного мозга с корой и одкорковыми образованиями являются высшим от-,елом центральной нервной системы. От их функцио-ирования зависит поведение организма, которое редставляет его высшую нервную деятельность.
Впервые представление о рефлекторном харак-ере деятельности головного мозга было разработано Сеченовым в его книге "Рефлексы головного мозга". 1деи И. М. Сеченова получили развитие в трудах вы-,ающегося физиолога И. Л. Павлова, показавшего, что се рефлексы можно разделить на безусловные и слоеные. Безусловные рефлексы- это врожденные «акции организма, сложившиеся в процессе эволю-,ии данного вида и передающиеся по наследству. Они ггносительно постоянны. Условные рефлексы обра-уются в процессе жизнедеятельности организма и его !ндивиду_ального опыта и являются преимущественно зункциеи коры больших полушарий.
Образование условных рефлексов. На любое нешнее воздействие - звук, свет, кожное раздраже-ine и т. д,- можно выработать условный рефлекс. На-ример, для образования условного пищевого ре-элекса на свет, включение света экспериментатор ,олжен сопровождать безусловным раздражителем-редъявлением пищи. В результате многократного дновременного повторения включения света и дачи ищи уже одно включение света будет приводить к ыделению слюны, желуд. сока. В дальнейшем лишь дно предъявление условного раздраж. ведет к выде-ению желуд. сока, так как импульсы от пищевого цен-рам по центробежным волокнам подходят к желудку.
Таким образом, условные рефлексы выраоаты-аются на базе безусловных.
Торможение условных рефлексов. В процессе даптации человека и животных к внешней среде из-юняется их поведение, следовательно, образуются овые и затормаживаются прежние условные рефлек-ы. Так, если водоем, который служил местом водопоя :ивотного, пересох, то необходимо торможение пове-ения, направленного на достижение этого водоема, в ротивном случае животное погибнет. Различают два ида тооможения- внутреннее и внешнее. Так. если в еды, подействовать сильным внешним раздражите-j
bm
-
громким звуком, необычным предметом, то условный раздражитель не вызовет в этом случае выделение желудочного сока. Условия, способствующее выработке внутреннего торможения: неподкрепление условного раздражителя безусловным. Формами внутреннего торможения являются угасание, дифферен-цировка раздражений и др. Угасание возникает в случае неподкрепления условного раздражителя безусловным. Дифференцировка вырабатывается следующим образом. Если на какой-то раздражитель, например звук с частотой 1000 Гц, выработать пищевой рефлекс, то и звуки с частотой от 700 до 1200 Гц. могут вызвать условнорефлекторную реакцию. Такое явление получило название генерализации. Если затем подкреплять раздражение звуком частотой лишь 1000 Гц. то через некоторое время только он будет вызывать условнорефлекторную реакцию. Такой процесс И. Л. Павлов назвал дисрференцированием раздражителей или дисрференцировкой. Генерализацию условного рефлекса И. Л. Павлов объяснял тем, что при действии условного раздражителя (например, звука) возбуждение распространяется на все клетки коркового конца зрительного анализатора, вовлекая их в образующуюся временную связь с центром безусловного рефлекса. В процессе же дифференцировки раздражителей внутреннее торможение ограничивает распространение возбуждения, способствуя его концентрации а определенных группах нейронов анализатора.
Благодаря внутреннему торможению осуществляется тончайшее приспособление организма к внешней среде, при этом тормозятся биологически нецелесообразные реакции. Сочетание возбуждения и торможения как единый нервный процесс позволяет организму приспосабливаться к внешней среде. Открытие внутреннего торможения позволило разделить все условные сигналы на положительные, вызывающие физиологическую реакцию, и отрицательные, вызывающие условное (внутреннее) торможение. В ходе эволюции процессы возбуждения и торможения постепенно усиливались, в результате чего у высших л
беспозвоночных и позвоночных стала возможной вы- ' работка самых разнообразных видов условных рефлексов, обеспечивающих приспособительное поведение особей.