Читать книгу Возрастная анатомия, физиология и гигиена. Часть 1 - Наталья Ложкина - Страница 1

Вопросы для самоподготовки

1. Введение в предмет «Возрастная анатомия и физиология».

2. Методы исследования.

3. Строение тела человека.

4. Организм человека и составляющие его структуры.

5. Защитные и адаптационные механизмы организма человека.

Возрастная анатомия изучает строение органов, систем органов и организма в целом на различных этапах индивидуального развития.

Возрастная физиология изучает особенности процессов жизнедеятельности организма в различные периоды онтогенеза, функции клеток, органов, систем органов и организма в целом по мере его роста и развития, своеобразие этих функций на каждом возрастном этапе, механизмы их регуляции.

функция – это специфическая деятельность системы или органа, процесс – последовательная смена явлений или состояний в развитии какого-либо действия или совокупность последовательных действий, направленных на достижение определенного результата.

Анатомо-физиологические особенности детского организма в России начал изучать профессор Н. П. Гундобин (1860-1906), заведующий кафедрой детских болезней Петербургской медико-хирургической академии. Его опыт обобщен в книге «Особенности детского возраста» (1906), которая считается первым трудом по анатомии и физиологии детей в России.

Методы исследования в возрастной анатомии и физиологии. Для возрастной анатомии и физиологии важнейшая задача – изучение динамики и закономерностей изменений физиологических функций в процессе индивидуального развития. Возрастная анатомия и физиология относятся к естественнонаучным дисциплинам, поэтому для оценки роста и развития ребенка используется методы, традиционно применяемые биологическими и медицинскими науками. Это, прежде всего, антропометрические и физиологические показатели.

Антропометрические показатели – масса и длина тела, окружности грудной клетки и талии, толщина кожно-жировой складки – используются для оценки физического развития детей.

Физиологические показатели – жизненная емкость легких, мышечная сила кисти, становая сила и др. – отражают одновременно уровень анатомического развития и функциональные возможности организма. Физиологические методы позволяют судить о функциональных возможностях организма и динамике протекания тех или иных процессов в нем. К таким методам относятся следующие. Электроэнцефалография используется для исследования функций мозга. Работу сердца изучают с помощью электрокардиографии, эхокардиографии или механокардиографии. Для измерения кровяного давления используют специальные манометры, а скорость протекания крови по сосудам тела измеряют с помощью механических или электрических плетизмографов. Для исследования функций органов дыхания применяют спирографию (запись дыхательных движений), пневмотахометрию (исследование скоростей воздушных потоков на разных этапах дыхательного цикла), содержание газов в выдыхаемом воздухе определяют с помощью специальных газоанализаторов (расчет скорости потребления организмом кислорода и выделения углекислого газа).

Для исследования электрических явлений в нервных (и других) клетках широко применяют микроэлектроды (стеклянные пипетки с очень тонким примерно 0,5 мкм кончиком), заполненные электролитом. В таком микроэлектроде электролит играет роль проводника тока, а стекло – изолятора. Если кончик микроэлектрода вводят внутрь клетки, то он регистрирует внутриклеточный потенциал (относительно наружного «индифферентного» электрода).

В исследовательских целях иногда применяют рентгеновские, ультразвуковые, магниторезонансные и другие методы. Современные физиологические приборы обычно оборудованы специализированными компьютерами и программным обеспечением, которые значительно облегчают работу исследователя и повышают точность и надежность получаемых результатов.

Биохимические методы позволяют изучать состав крови, слюны, мочи и других жидких сред, а также продуктов жизнедеятельности организма. В экспериментах на животных с помощью биохимических и гистохимических методов удается выяснить возрастные изменения содержания и активности многих ферментов непосредственно в тканях организма. Биохимические исследования – важнейшая составная часть изучения эндокринной системы, пищеварения, кроветворения, деятельности почек, иммунитета, а также целого ряда других систем и функций организма.

Ф ункциональные пробы. Важнейшей методологической концепцией в физиологии XX в. следует признать осознание необходимости исследовать любую физиологическую систему в процессе ее функциональной активности. Этот подход весьма актуален и для исследований в области физиологии развития. С этой целью применяются различного рода функциональные пробы. Например, дозированные нагрузки (умственные – для выяснения механизмов умственной работоспособности, физические – для оценки мышечной работоспособности и ее физиологических механизмов); пробы с произвольной активацией или задержкой дыхания – при исследовании дыхательной функции; водные и солевые нагрузки – при оценке функциональных возможностей выделительной системы; температурные воздействия – при изучении механизмов терморегуляции и т. п. Важнейшее значение функциональные пробы имеют при изучении системной организации деятельности головного мозга, поскольку именно в процессе решения тех или иных задач как раз и проявляются возрастные особенности организации взаимодействия мозговых структур.

Естественный эксперимент. Физиология развития имеет дело с постоянно изменяющимся организмом ребенка, подвергающимся целому ряду воздействий, изоляция от которых невозможна. Научная этика запрещает многие экспериментальные процедуры при исследованиях ребенка. В частности, с детьми невозможно производить любые манипуляции, которые могут привести к их заболеванию или травме. В то же время различные социальные катаклизмы (войны, катастрофы), экстремальные условия, в которых оказываются люди, представляют собой естественный эксперимент, порой весьма сильно влияющий на состояние здоровья и темпы развития детей, попавших в эти условия. В частности, многие факты, составляющие ныне базу данных для теоретических и прикладных концепций возрастной физиологии, были получены при исследовании детских популяций в слаборазвитых странах Африки, Азии и Латинской Америки, где дети не получают достаточного питания и по этой причине страдают от различных пороков развития. Весьма существенные различия могут быть выявлены у детей, растущих в разных социально-экономических условиях, которые исследователь не в силах изменить, но может оценить их воздействие на ребенка. Например, сравнение детей из бедных и состоятельных семей, жителей крупных городов и жителей сельской местности с неразвитой социоиндустриальной инфраструктурой и т. п. Самые разнообразные педагогические и оздоровительные технологии также могут по-разному влиять на детский организм. Поэтому сопоставление физиологических показателей детей, посещающих разные детские сады или школы, – одна из форм проведения естественного эксперимента.

Ответы на самые разнообразные частные вопросы физиологии развития дают методы поперечного (кроссекционального) и продольного (лонгитудинального) исследований.

Метод поперечного исследования представляет собой параллельное, одновременное изучение тех или иных свойств у представителей различных возрастных групп. Сопоставление уровня развития изучаемого свойства у детей разного возраста позволяет вывести важные закономерности онтогенетического процесса. Примером такого исследования может служить одновременное (в течение нескольких дней) диспансерное обследование состояния здоровья, уровня физического и моторного развития у учащихся всех классов какой-нибудь школы. Такой метод сравнительно прост в организации, относительно дешев и позволяет применить одни и те же стандартные методики и приборы для обследования детей различных возрастов. Применение современных приемов статистической обработки данных позволяет получать таким методом достаточно надежные и доказательные результаты, но только в том случае, если обследуемые возрастно-половые группы (выборки) достаточно велики. При разработке гигиенических нормативов считается необходимым, чтобы выборка составляла не менее 100 человек одного возраста и пола. Недостаток этого метода состоит в том, что исследователь никогда не может четко определить темп изменений изучаемых им показателей: он видит только результаты, полученные в отдельных «точках» возрастной шкалы, соответствующих возрасту обследованных детей, но не может с уверенностью судить о динамике происходящих процессов.

Метод продольного исследования применяется тогда, когда нужно составить представление о динамике процесса и индивидуальных особенностях этой динамики. Этот метод заключается в длительном (многие месяцы, иногда – годы) наблюдении за одними и теми же детьми. Регулярно (частота зависит от используемых методик и процедур) детей обследуют с помощью стандартного набора методик, что позволяет подробно рассмотреть динамику происходящих в организме возрастных изменений. Благодаря этому выборка для продольного исследования может быть совсем небольшой. Международные научные журналы признают группу в 5-6 человек достаточной для проведения подобных исследований. В некоторых случаях даже наблюдения за одним единственным ребенком позволяют выявить весьма важные закономерности. Так кривая роста человека впервые была построена в XVII в. на основе наблюдений за мальчиком из богатой дворянской французской семьи, проводившихся в течение 18 лет одним и тем же врачом, опубликовавшим впоследствии полученные результаты. В дальнейшем такие кривые роста строили многие исследователи, но ничего принципиально нового они добавить не смогли, если не считать индивидуальных особенностей и последствий акселерации. Метод продольного наблюдения очень сложен в организации и дорог, однако эти его недостатки с лихвой окупаются полнотой полученной научной информации.

Организм человека и составляющие его структуры

Клетка – элементарная единица жизни на Земле. Она обладает всеми признаками живого организма: растет, размножается, обменивается с окружающей средой веществами и энергией, реагирует на внешние раздражители. Тело всех многоклеточных построено из большего или меньшего числа клеток, которые являются своего рода блоками, составляющими сложный организм. Независимо от того, представляет ли собой клетка целостную живую систему, т. е. отдельный организм, или составляет лишь его часть, она наделена набором признаков и свойств, общим для всех клеток.

Химический состав клетки. В клетках обнаружено около 60 элементов периодической системы Менделеева, встречающихся и в неживой природе. Это одно из доказательств общности живой и неживой природы. В живых организмах наиболее распространены водород, кислород, углерод и азот, которые составляют около 98 % массы клеток. Это обусловлено особенностями химических свойств данных веществ, вследствие чего они оказались наиболее подходящими для образования молекул, выполняющих биологические функции. Эти четыре элемента способны образовывать очень прочные ковалентные связи посредством спаривания электронов, принадлежащих двум атомам. Ковалентно связанные атомы углерода могут формировать каркасы бесчисленного множества различных органических молекул. Поскольку атомы углерода легко образуют ковалентные связи с кислородом, водородом, азотом, а также с серой, органические молекулы достигают исключительной сложности и разнообразия строения. Кроме четырех основных элементов в клетке в заметных количествах (десятые и сотые доли процента) содержатся железо, калий, натрий, кальций, магний, хлор, фосфор и сера (макроэлементы). Все остальные элементы (цинк, медь, йод, фтор, кобальт, марганец и др.) находятся в клетке в очень малых количествах и поэтому называются микроэлементами.

Химические элементы входят в состав неорганических и органических соединений. К неорганическим соединениям относятся вода, минеральные соли, диоксид углерода, кислоты и основания. Органические соединения – это белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, жиры (липиды) и липоиды. Кроме кислорода, водорода, углерода и азота в их состав могут входить другие элементы. Некоторые белки содержат серу. Составной частью нуклеиновых кислот является фосфор. Молекула гемоглобина включает железо, магний участвует в построении молекулы хлорофилла. Микроэлементы, несмотря на крайне низкое содержание в живых организмах, играют важную роль в процессах жизнедеятельности. Иод входит в состав гормона щитовидной железы – тироксина, кобальт – в состав витамина В₁₂. Гормон островковой части поджелудочной железы – инсулин – содержит цинк. У некоторых рыб место железа в молекулах пигментов, переносящих кислород, занимает медь.

Вода – самое распространенное соединение в живых организмах. Содержание ее в разных клетках колеблется в довольно широких пределах: от 10 % в эмали зубов до 98 % в теле медузы, но в среднем она составляет около 80 % массы тела. Исключительно важная роль воды в обеспечении процессов жизнедеятельности обусловлена ее физико-химическими свойствами. Полярность молекул и способность образовывать водородные связи делают воду хорошим растворителем для огромного количества веществ. Большинство химических реакций, протекающих в клетке, может происходить только в водном растворе. Вода участвует и во многих химических превращениях. Вода как растворитель принимает участие в явлениях осмоса, играющего важную роль в жизнедеятельности клетки организма. Осмосом называют проникновение молекул растворителя через полупроницаемую мембрану в раствор какого-либо вещества. Полупроницаемыми называются мембраны, которые пропускают молекулы растворителя, но не пропускают молекулы (или ионы) растворенного вещества. Следовательно, осмос – односторонняя диффузия молекул воды в направлении раствора вещества.

Минеральные соли. Большая часть неорганических веществ клетки находится в виде солей в диссоциированном либо в твердом состоянии. Концентрация катионов и анионов в клетке и в окружающей ее среде неодинакова. В клетке содержится довольно много калия и мало натрия. Во внеклеточной среде, например в плазме крови, наоборот, много натрия и мало калия. Раздражимость клетки зависит от соотношения концентраций ионов Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺. В тканях многоклеточных животных калий входит в состав многоклеточного вещества, обеспечивающего сцепленность клеток и упорядоченное их расположение. От концентрации солей в большой мере зависят осмотическое давление в клетке и ее буферные свойства. Буферностью называется способность клетки поддерживать слабощелочную реакцию ее содержимого на постоянном уровне. Буферность внутри клетки обеспечивается главным образом ионами Н₂РО₄^- и НРО₄^2-. Во внеклеточных жидкостях и в крови роль буфера играют Н₂СО₃ и НСО^3-. Благодаря связыванию ионов Н+ и ОН^– реакция внутри клетки внеклеточных жидкостей практически не меняется. Нерастворимые минеральные соли (например, фосфорнокислый кальций) обеспечивают прочность костной ткани позвоночных.

Белки. Среди органических веществ клетки белки стоят на первом месте как по количеству (10-12 % от общей массы клетки), так и по значению. Белки представляют собой высокомолекулярные полимеры (с молекулярной массой от 6000 до 1 млн и выше), мономерами которых являются аминокислоты. Живыми организмами используется 20 аминокислот, хотя их существует значительно больше. В состав любой аминокислоты входит аминогруппа (-NH₂), обладающая основными свойствами, и карбоксильная группа (-СООН), имеющая кислотные свойства. Две аминокислоты соединяются в одну молекулу путем установления связи HN-CO с выделением молекулы воды. Связь между аминогруппой одной аминокислоты и карбоксилом другой называется пептидной. Белки представляют собой полипептиды, содержащие десятки и сотни аминокислот. Молекулы различных белков отличаются друг от друга молекулярной массой, числом, составом аминокислот и последовательностью расположения их в полипептидной цепи. Понятно поэтому, что белки отличаются огромным разнообразием, их количество у всех видов живых организмов оценивается числом 10¹⁰– 10¹².

Цепь аминокислотных звеньев, соединенных ковалентно пептидными связями в определенной последовательности, называется первичной структурой белка. В клетках белки имеют вид спирально закрученных волокон или шариков (глобул). Это объясняется тем, что в природном белке полипептидная цепочка уложена строго определенным образом в зависимости от химического строения входящих в ее состав аминокислот. Вначале полипептидная цепь сворачивается в спираль. Между атомами соседних витков возникает притяжение и образуются водородные связи, в частности, между NH- и СО-группами, расположенными на соседних витках. Цепочка аминокислот, закрученная в виде спирали, образует вторичную структуру белка. В результате дальнейшей укладки спирали возникает специфичная для каждого белка конфигурация, называемая третичной структурой. Третичная структура обусловлена действием сил сцепления между гидрофобными радикалами, имеющимися у некоторых аминокислот, и ковалентными связями между SH- группами аминокислоты цистеина (S-S-связи). Количество аминокислот с гидрофобными радикалами и цистеина, а также порядок их расположения в полипептидной цепочке специфичны для каждого белка. Следовательно, особенности третичной структуры белка определяются его первичной структурой. Биологическую активность белок проявляет только в виде третичной структуры. Поэтому замена даже одной аминокислоты в полипептидной цепочке может привести к изменению конфигурации белка и к снижению или утрате его биологической активности. В некоторых случаях белковые молекулы объединяются друг с другом и могут выполнять свою функцию только в виде комплексов. Так, гемоглобин – это комплекс из четырех молекул и только в такой форме способен присоединять и транспортировать кислород. Подобные агрегаты представляют собой четвертичную структуру белка.

Ф ункции белков в клетке чрезвычайно многообразны. Одна из важнейших – строительная функция: белки участвуют в образовании всех клеточных мембран и органоидов клетки, а также внутриклеточных структур. Исключительно важное значение имеет ферментативная (каталитическая) роль белков. Ферменты ускоряют химические реакции, протекающие в клетке, в десятки и сотни миллионов раз. Двигательная функция обеспечивается специальными сократительными белками. Эти белки участвуют во всех видах движений, к которым способны клетки и организмы: мерцание ресничек и биение жгутиков у простейших, сокращение мышц у животных, движение листьев у растений и др. Транспортная функция белков заключается в присоединении химических элементов (например, гемоглобин присоединяет кислород) или биологически активных веществ (гормонов) и переносе их к тканям и органам тела. Защитная функция выражается в форме выработки особых белков, называемых антителами, в ответ на проникновение в организм чужеродных белков или клеток. Антитела связывают и обезвреживают чужеродные вещества. Белки играют немаловажную роль как источники энергии. При полном расщеплении 1 г белков выделяется 17,6 кДж (~4,1 ккал).

Н уклеиновые кислоты. Значение нуклеиновых кислот в клетке очень велико. Особенности их химического строения обеспечивают возможность хранения, переноса и передачи по наследству дочерним клеткам информации о структуре белковых молекул, которые синтезируются в каждой ткани на определенном этапе индивидуального развития. Поскольку большинство свойств и признаков клеток обусловлено белками, то понятно, что стабильность нуклеиновых кислот – важнейшее условие нормальной жизнедеятельности клеток и целых организмов. Изучение структуры нуклеиновых кислот имеет исключительно важное значение для понимания наследования признаков у организмов и закономерностей функционирования как отдельных клеток, так и клеточных систем – тканей и органов. Существуют 2 типа нуклеиновых кислот – ДНК и РНК.

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) – полимер, состоящий из двух нуклеотидных спиралей, заключенных так, что образуется двойная спираль. Мономеры молекул ДНК представляют собой нуклеотиды, состоящие из азотистого основания (аденина, тимина, гуанина или цитозина), углевода (дезоксирибозы) и остатка фосфорной кислоты. Азотистые основания в молекуле ДНК соединены между собой неодинаковым количеством Н-связей и располагаются попарно: аденин (А) всегда против тимина (Т), гуанин (Г) против цитозина (Ц). Нуклеотиды соединены друг с другом не случайно, а избирательно. Способность к избирательному взаимодействию аденина с тимином и гуанина с цитозином называется комплементарностью. Комплементарное взаимодействие определенных нуклеотидов объясняется особенностями пространственного расположения атомов в их молекулах, которые позволяют им сближаться и образовывать Н-связи. В полинуклеотидной цепочке соседние нуклеотиды связаны между собой через сахар (дезоксирибозу) и остаток фосфорной кислоты.

Рибонуклеиновая кислота (РНК) так же, как и ДНК, представляет собой полимер, мономерами которого являются нуклеотиды. Азотистые основания трех нуклеотидов те же самые, что входят в состав ДНК (А, Г, Ц); четвертое – урацил (У) – присутствует в молекуле РНК вместо тимина. Нуклеотиды РНК отличаются от нуклеотидов ДНК и по строению входящего в их состав углевода (рибоза вместо дезоксирибозы). В цепочке РНК нуклеотиды соединяются путем образования ковалентных связей между рибозой одного нуклеотида и остатком фосфорной кислоты другого. По структуре различаются одноцепочечные и двухцепочечные РНК. Двухцепочечные РНК являются хранителями генетической информации у ряда вирусов, т. е. выполняют у них функции хромосом. Одноцепочечные РНК осуществляют перенос информации о структуре белков от хромосомы к месту их синтеза и участвуют в синтезе белков. Существует несколько видов одноцепочечной РНК. Их названия обусловлены выполняемой функцией или местом нахождения в клетке. Большую часть цитоплазмы РНК (до 80-90 %) составляет рибосомальная РНК (рРНК), содержащаяся в рибосомах. Молекулы рРНК относительно невелики и состоят в среднем из 10 нуклеотидов. Другой вид – информационная РНК (иРНК) переносит к рибосомам информацию о последовательности аминокислот в белках, которые должны синтезироваться. Размер этих РНК зависит от длины участка ДНК, на котором они были синтезированы. Транспортные РНК (тРНК) выполняют несколько функций. Они доставляют аминокислоты к месту синтеза белка, «узнают» (по принципу комплементарности) триплет иРНК, соответствующий переносимой аминокислоте, осуществляют точную ориентацию аминокислоты на рибосоме.

Жиры. Жиры представляют собой соединения жирных высокомолекулярных кислот и трехатомного спирта глицерина. Жиры не растворяются в воде: они гидрофобны. В клетке всегда есть и другие сложные гидрофобные жироподобные вещества, называемые липоидами. Одна из основных функций жиров – энергетическая. В ходе расщепления 1 г жиров до СО₂ и Н₂О освобождается большое количество энергии – 38,9 кДж (~9,3 ккал). Содержание жира в клетке колеблется в пределах 5-15 % от массы сухого вещества. В клетках жировой ткани количество жира возрастает до 90 %. Накапливаясь в клетках жировой ткани животных, в семенах и плодах растений, жир служит запасным источником энергии. Жиры выполняют и строительную функцию: они входят в состав клеточных мембран. Благодаря плохой теплопроводности жир способен к защитной функции.

Углеводы. Углеводы, или сахариды – органические вещества с общей формулой (СН₂О)п. У большинства углеводов число атомов водорода вдвое больше числа атомов кислорода, как в молекулах воды. Поэтому эти вещества и были названы углеводами. В живой клетке углеводы находятся в количествах, не превышающих 1-2 %, иногда 5 % (в печени, в мышцах). Наиболее богаты углеводами растительные клетки, где их содержание достигает в некоторых случаях 90 % от массы сухого вещества (семена, клубни картофеля и т. д.). Углеводы бывают простые и сложные. Простые углеводы называются моносахаридами. В зависимости от числа атомов углерода в молекуле, моносахариды называются триозами, тетрозами, пентозами или гексозами. Из шестиуглеродных моносахаридов – гексоз – наиболее важное значение имеют глюкоза, фруктоза и галактоза. Глюкоза содержится в крови (0,1-0,12 %). Пентозы рибоза и дезоксирибоза входят в состав нуклеиновых кислот и АТФ. Если в одной молекуле объединяются два моносахарида, такое соединение называется дисахаридом. Пищевой сахар, получаемый из тростника или сахарной свеклы, состоит из одной молекулы глюкозы и одной молекулы фруктозы, молочный сахар – из глюкозы и галактозы. Сложные углеводы, образованные многими моносахаридами, называются полисахаридами. Мономером таких полисахаридов, как крахмал, гликоген, целлюлоза, является глюкоза. Углеводы выполняют две основные функции: строительную и энергетическую.

Организм человека представляет собой совокупность систем и подсистем, которые объединены на основе общего строения и выполняемой функции. Основным элементом организма является клетка, которая имеет определенное строение (оболочка, цитоплазма, ядро и т. д.) и выполняет определенные функции. Организм человека состоит из 100 триллионов таких клеток.

Группы клеток, имеющие одинаковое строение и выполняющие в организме одинаковые функции, образуют ткани. Ткани бывают разные: эпителиальные, соединительные, костные, мышечные, нервные.

Эпителий образует поверхностные слои кожи, покрывает слизистую оболочку полых органов пищеварительной, дыхательной и мочеполовой систем, поверхности серозных оболочек, а также образует железы. В связи с эти выделяют покровный и железистый эпителий. Покровный эпителий отделяет внутреннюю среду от внешней, располагаясь на поверхности тела и его слизистых оболочках. Различают однослойный и многослойный эпителий. Эпителий, ядра клеток которого располагаются на разных уровнях, называется многорядным. Многослойный эпителий бывает плоский ороговевающий и плоский неороговевающий. Многослойный плоский неороговевающий эпителий имеется у роговицы глаза, влагалища, слизистой оболочки полости рта, глотки и пищевода, конечного отдела прямой кишки. Многослойный плоский ороговевающий эпителий образует эпидермис. Клетки эпидермиса постепенно ороговевают и слущиваются. У переходного эпителия форма и строение меняются в зависимости от состояния органа. Например, при наполнении мочевого пузыря эти клетки уплощаются, а при опорожнении – расправляются. Железистый эпителий образует железы, в которых этими клетками вырабатывается секрет.

Соединительная ткань содержит много волокон и выполняет механическую, трофическую и защитную функции. Выделяют собственно соединительную, скелетную ткань и кровь. Собственно соединительная ткань сопровождает кровеносные сосуды вплоть до капилляров, заполняет промежутки между органами и тканями, образует собственную пластинку слизистой оболочки, подслизистую основу. Рыхлая волокнистая соединительная ткань имеется во всех органах возле кровеносных и лимфатических сосудов, нервов, образует капсулы и перегородки (строму многих органов). Основные клеточные элементы этой ткани – фибробласты и фиброциты. Межклеточные структуры – основное вещество и волокна. В составе основного вещества – полисахариды в комплексе с белками (протеогликаны). Волокна бывают коллагеновые и эластические. Плотная волокнистая соединительная ткань состоит преимущественно из волокон, а также основного аморфного вещества и единичных клеток. Соединительная ткань со специальными свойствами представлена ретикулярной, жировой, слизистой и пигментной тканями.

К скелетным тканям относят хрящевую и костную ткани. Хрящевая ткань состоит из клеток (хондроцитов, хондробластов) и плотного межклеточного вещества (гликозаминогликаны и протеогликаны). В большом количестве в хряще содержатся коллагеновые волокна.

Костная ткань состоит из клеток (остеоцитов, остеобластов, остеокластов), межклеточного вещества и волокон. Различают два вида костной ткани – пластинчатую и грубоволокнистую. Из пластинчатой костной ткани построены компактное (плотное) и губчатое вещества костей. Грубоволокнистая костная ткань образует наружный слой надкостницы.

Кровь является разновидностью соединительной ткани, состоит из жидкого межклеточного вещества и клеток (эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов).

М ышечные ткани включают поперечно-полосатую (скелетную), гладкую и сердечную мускулатуру.

Н ервная ткань состоит из нейронов и клеток нейроглии.

Каждая ткань имеет определенные свойства. Например, основным свойством нервной ткани является возбудимость и проводимость, а мышечной ткани – возбудимость и сократимость.

Ткани образуют в теле человека органы, которые занимают постоянное положение, имеют особое строение и выполняют определенную функцию. Например, сердце выполняет роль насоса и служит для приведения в движение крови, легкие осуществляют газообмен между организмом и внешней средой, почки принимают активное участие в выведении из организма продуктов обмена и т. д. Орган состоит из нескольких видов тканей, но одна из них всегда преобладает и определяет его главную функцию.

Органы, которые совместно выполняют определенную функцию (но могут иметь разное строение) образуют систему органов. Таких систем в организме 10: сердечно-сосудистая система, дыхательная, пищеварительная, костно-мышечная, иммунная, нервная, эндокринная, выделительная, лимфатическая, система крови.

Например, в систему органов пищеварения объединены разные органы: слюнные железы, пищевод, желудок, печень, поджелудочная железа, кишечник. Все они участвуют в процессе пищеварения, осуществляют прием, переработку пищи, а также усвоение питательных веществ.

Деятельность всех структур организма, начиная с клетки и заканчивая системой органов, согласована и подчиняется единому целому.

В процессе жизнедеятельности организма устанавливается тесная связь между различными органами и системами органов. Например, при работе скелетной мышцы в неё поступает кислород и питательные вещества, которые доставляют кровь. В кровь эти питательные вещества поступают из пищеварительной системы, кислород из дыхательной системы. Образующиеся в процессе работы продукты обмена поступают в кровь, доставляются в органы выделения и выводятся из организма.

Взаимосвязь между системами органов проявляется и в согласованности изменений их деятельности. Так, усиление деятельности одного органа или системы сопровождается изменениями в других системах. Например, при физической работе резко возрастает обмен веществ в мышцах, что приводит к усилению деятельности дыхательной (тахипное), сердечно-сосудистой (тахикардия), выделительной и других систем.

Все процессы в организме могут осуществляться при сохранении постоянства внутренней среды (кровь, лимфа, тканевая жидкость). Основной внутренней средой организма является кровь, имеющая у здорового человека постоянный состав (содержание глюкозы, солей, клеток крови).

Роль питательной среды организма выполняет тканевая жидкость, которая по составу близка к плазме крови, но содержит меньше белка. Особенно важно постоянство химического состава и физико-химических свойств внутренней среды для деятельности центральной нервной системы. Установлено, что даже незначительные изменения химического состава тканевой жидкости нарушает деятельность нервных клеток.

Определяя состав крови, тканевой жидкости, лимфы, можно судить об обменных процессах, происходящих в разных органах и о состоянии организма в целом.

Организм – это самостоятельно существующая единица органического мира, представляющая собой саморегулирующую систему, реагирующую как единое целое на различные изменения в окружающей среде. Организм может существовать лишь при постоянном взаимодействии с окружающей средой, само- обновляясь в результате такого взаимодействия. Отец русской физиологии И. М. Сеченов писал: «Организм без внешней среды не может существовать».

Живой организм отличается от тел неживой природы и от мертвого организма по многим признакам, которые характеризуют живое состояние организма, а именно:

A. Движение целого организма или его частей;

Б. Раздражимость;

B. Определенная форма;

Г. Обмен веществ, или метаболизм (от греч.– перемена) является главным признаком живого организма, который определяет жизнь вообще и лежит в основе всех других свойств живого.

Защитные и адаптационные механизмы организма человека. В организме при действии вредных факторов возникают защитные реакции. Большинство защитных реакций организма осуществляется на основе рефлекторного принципа (рецепторы – ЦНС – рабочий орган).

Защитные реакции свойственны всем системам (пищеварительной, дыхательной, сердечно-сосудистой и др.).

В системе пищеварения защитная реакция организма проявляется при действии на слизистую полости рта, желудка, кишечника вредных факторов. Это усиливает слюноотделение, что способствует удалению вредных веществ со слизистой полости рта. Возникает защитный рвотный рефлекс.

Защитные дыхательные реакции: кашель, чихание, одышка – обеспечивают удаление механических частиц из дыхательных путей.

В защите организма важную роль играют барьеры внешние и внутренние.

К внешним барьерам относят:

1. Кожу, которая препятствует проникновению в организм вирусов, бактерий, токсинов;

2. Дыхательный аппарат – задерживает вредные вещества, находящиеся во вдыхаемом воздухе;

3. Пищеварительный аппарат – в нем питательные вещества, изменяясь, теряют антигенные свойства и усваиваются организмом;

4. Печень – обезвреживает ядовитые соединения, поступающие с пищей, водой, из воздуха, лекарственные препараты и др.;

5. Почки – регулируют постоянство состава крови и освобождают её от продуктов обмена.

К внутренним барьерам относят кровеносные капилляры и мембраны клеток.

Барьерные функции меняются в зависимости от возраста, пола, от факторов внешнего воздействия (утомление, голодание). Установлено, что ультразвук, ультрафиолетовые лучи снижают сопротивляемость внутренних барьеров. Повышение сопротивляемости барьеров необходимо для профилактики многих заболеваний.

В организме существуют также органы биологической защиты: красный костный мозг, вилочковая железа, лимфоузлы, селезенка. Здесь вырабатываются фагоциты (микро- и макрофаги), В-лимфоциты, Т-лимфоциты, принимающие участие в выработке антител. Образование антител и фагоцитов обеспечивает невосприимчивость организма к микробам, токсинам (т. е. иммунитет).

Таким образом, организм человека обладает широким спектром защитных реакций, однако при действии сверхсильных и длительных раздражителей наступает срыв защитно- приспособительных механизмов, что может привести к возникновению заболевания.

При действии на организм любого вредного фактора (травмы, инфекции, интоксикации) в организме возникает ряд изменений, называемых адаптационным синдромом (Г. Селье). Тяжелым проявлением общего адаптационного синдрома является шок, а местного – воспаление. Изменения, наступающие в организме при адаптационном синдроме, зависят от состояния нервной системы, эндокринной системы (гормонов передней доли гипофиза и коры надпочечников).

К адаптационным реакциям организма, обеспечивающим уничтожение или ограничение действия повреждающего фактора, относятся выработка антител, фагоцитоз, охранительное торможение, регенерация тканей.

Регенерация целых органов у человека невозможна, но компенсаторные процессы достаточно совершенны. Например, при удалении любого парного органа (почки, легкого) другой орган компенсаторно выполняет нагрузку за отсутствующий орган. Такая компенсация может сохраняться в течение всей жизни.

Целостность организма, находящегося во взаимодействии с окружающей средой, обеспечивается нервной системой и её ведущим отделом – корой головного мозга. Кора головного мозга тонко улавливает изменения внешней среды, а также внутреннего состояния организма, и своей деятельностью обеспечивает приспособление организма к окружающей среде.

Так, при повышении температуры воздуха организм включает компенсаторные механизмы: увеличивает теплоотдачу (за счет усиления потоотделения, одышки), что препятствует его перегреванию.

Контрольные вопросы

1. Что изучают возрастная анатомия и возрастная физиология?

2. Какие методы используются для изучения возрастных анатомо-физиологических особенностей организма?

3. Назовите химический состав клетки.

4. Какую роль играют белки в организме?

5. Какую роль играют нуклеиновые кислоты в организме?

6. Какую роль играют жиры в организме?

7. Какую роль играют углеводы в организме?

8. Назовите макро- и микроэлементы.

9. Какие виды тканей вы знаете?

10. Дайте определение понятиям орган и организм.

11. Чем отличается живой организм от не живого?

12. Перечислите защитные и адаптационные механизмы организма человека.