Общий обзор организма человека

Лекция 1. Общее знакомство с организмом человека
Человек и окружающая среда
Строение и функции организма человека изучают такие разделы биологии, как анатомия,
физиология, гигиена. Анатомия (от греч. Anatome — рассечение) изучает строение
организма человека, его органы и системы органов. Физиология изучает функции целостного
организма, систем органов и отдельных органов, клеток и межклеточных взаимодействий.
Изучение функций отдельного органа невозможно без знания его анатомии, и изучение
строения без изучения функций также нельзя себе представить. Гигиена рассматривает
влияние условий жизни и труда на здоровье человека, разрабатывает мероприятия по
созданию условий, обеспечивающих сохранение и укрепление здоровья.
В современном мире в связи с развитием промышленности возрастают неблагоприятные
изменения среды обитания человека. Промышленные предприятия загрязняют атмосферу и
воду, мусор и бытовые отходы являются средой обитания множества микроорганизмов, в
том числе и болезнетворных. Ухудшение гигиенических условий жизни отрицательно
сказывается на здоровье и продолжительности жизни людей. Задача гигиенистов в
улучшении санитарного состояния окружающей среды, в правильной планировке жилых и
промышленных районов, в уменьшении вредного влияния на организм производственного
шума, электромагнитного воздействия, экологическом контроле за качеством воды, воздуха,
продуктов питания.
Строение и свойства клеток
В человеческом организме можно различить несколько
уровней организации: клеточный (клетка и ее органоиды),
тканевой, органный, системный и, наконец, организм
человека, подчиняющийся нервным и гуморальным
системам
регуляции.
Наименьшей
структурной
и
функциональной единицей организма является клетка.
Изучение строения, функций клеток, их взаимодействия
между собой и реакция на изменения окружающей среды —
основа к пониманию деятельности организма человека.
В организме человека различают около 200 типов клеток,
которые отличаются строением, составом, обменов веществ
Рис. 175. Строение клетки:
и выполняемыми функциями. Но общий план строения
клеток одинаков. Клетка состоит из трех неразрывно 1 — оболочка клетки; 2 — цитоплазма;
3 — ядро; 4 — эндоплазматическая
связанных частей: оболочки, цитоплазмы и ядра. Оболочка сеть; 5 — митохондрии; 6 — комплекс
состоит из гликокаликса и плазмалеммы. В цитоплазме Гольджи; 7 — клеточный центр; 8 —
жгутики; 9 — лизосомы.
различают жидкую часть — гиалоплазму и органоиды.
Мембранные органоиды отделены от гиалоплазмы мембранами. Одномембранные
органоиды — эндоплазматическая сеть — ЭПС (гладкая и шероховатая), комплекс Гольджи,
лизосомы. (рис. 175). Двумембранные органоиды — митохондрии и ядро. К немембранным
органоидам относятся опорный аппарат клетки (цитоскелет), состоящий из микротрубочек и
микрофиламентов, клеточный центр, состоящий из двух центриолей и отвечающий за
расхождение хромосом при делении клетки, рибосомы, отвечающие за синтез белков. Кроме
этого, в цитоплазме в виде капель, гранул, кристаллов образуются необязательные
компоненты клетки — включения.
Клеточная оболочка обеспечивает избирательную проницаемость веществ, рецепторную
функцию, передачу химических и электрических сигналов, отграничивает протопласт от
межклеточного вещества.
Гиалоплазма — сложная коллоидная система, объединяющая все органоиды клетки,
среда, в которой происходят химические реакции. ЭПС отвечает за транспорт веществ в
клетке, синтез белков (гранулярная), синтез углеводов и липидов клетки (гладкая). Комплекс
Гольджи участвует в накоплении, созревании органических молекул, экзоцитозе. Кроме
того, здесь происходит образование первичных лизосом. Лизосомы — органоиды,
участвующие в ферментативном расщеплении органических веществ клетки. Митохондрии
отвечают за кислородное окисление органических молекул и за образование АТФ, являются
энергетическими станциями клетки.
Основными жизненными свойствами клетки являются обмен веществ, раздражимость,
размножение, старение и смерть.
Обмен веществ: в клетку постоянно поступают различные вещества, которые принимают
участие в реакциях пластического и энергетического обменов, из клетки постоянно
выводятся различные вещества, излучается тепловая энергия.
Раздражимость — способность клетки отвечать на внешние и внутренние воздействия, на
раздражители. Одна из форм клеточного ответа — возбудимость, связанная с изменением
электрического заряда мембраны. Внутренняя сторона мембраны заряжена отрицательно по
отношению к внешней, разность потенциалов между наружной и внутренней сторонами
мембраны клетки, находящейся в состоянии покоя называется потенциалом покоя и
составляет около 70 мВ. Сильный раздражитель приводит к деполяризации мембраны и
возникновению потенциала действия, к возбуждению клетки. Нервные клетки в ответ
генерируют нервный импульс, железистые — усиливают синтез и выделение секретов.
Каждая клетка живет определенное время, например, клетки печени живут около 18
месяцев, эритроциты — 4 месяца. Посчитано, что организм взрослого человека ежедневно
теряет около 1-2% клеток в результате их старения и гибели.
Размножение клеток связано с их делением. Деление клеток тела называется митозом,
при этом делении дочерние клетки получают такую же генетическую информацию, которая
была у материнской клетки. При образовании половых клеток происходит мейоз,в
результате которого происходит перекомбинация и редукция генетической информации и
образуются гаплоидные половые клетки с уникальным набором генов.
Ткани
Ткань — это совокупность клеток и межклеточного вещества, имеющих общее
происхождение, строение и функции. У человека различают 4 вида тканей: эпителиальные,
соединительные, мышечные и нервные.
Эпителиальные ткани. Образованы клетками,
расположенными на базальной мембране, эти ткани не
имеют сосудов, мало межклеточного вещества, они
быстро
регенерируют
имеют
эктодермальное
происхождение.
Среди эпителиальных тканей различают (рис. 176):
однослойный
плоский
(эндотелий
сосудов),
однослойный
кубический
(почечные
канальцы),
однослойный цилиндрический (поверхность желудка),
мерцательный
эпителий
(воздухоносные
пути),
многослойный
ороговевающий
(эпидермис),
многослойный неороговевающий (слизистая рта),
железистый эпителий (железы внешней и внутренней
Рис. 176. Эпителиальные ткани:
секреции).
1 — однослойный плоский; 2 —
однослойный кубический; 3 — однослойный
цилиндрический; 4 — мерцательный; 5 —
многослойный
ороговевающий;
6
—
многослойный неороговевающий; 7, 8 —
железистый эпителий.
Соединительные ткани (рис. 177). Характерно их
происхождение из мезодермы. В этих тканях хорошо развито
межклеточное вещество, форма клеток разнообразна. Различают:
рыхлую волокнистую ткань, формирующую прослойки и оболочки
органов, плотную волокнистую, образующую сухожилия и связки;
хрящевую ткань; костную ткань с ее клетками — остеобластами,
остеоцитами, остеокластами; жировую; кровь и лимфу. К
соединительным тканям относят и кроветворные ткани.
Мышечные ткани (рис. 178). Обладают свойствами
возбудимости и сократимости. Различают: 1 — скелетную
поперечно-полосатую; 2 — сердечную поперечно-полосатую; 3 —
гладкую. Скелетная мышечная ткань образована многоядерными
волокнами длиной до 12 см, в цитоплазме находятся миофибриллы,
расположенные параллельно волокну. Эти ткани также
мезодермального происхождения.
Миофибриллы имеют поперечную исчерченность, образованы
миофиламентами — более тонкими актиновыми и более толстыми
— миозиновыми. При сокращения нити актина и миозина скользят
друг вдоль друга, для сокращения необходимы ионы кальция и
энергия АТФ. Сокращается произвольно.
Сердечная мышечная ткань имеет поперечную исчерченность,
но образована клетками, имеющими одно — два ядра, соединенных
через вставочные диски. Сокращается непроизвольно.
Гладкая
мышечная
ткань
образована
отдельными
одноядерными мышечными клетками, длина которых до 1000 мкм.
Миоциты окружены сарколеммой, внутри саркоплазма, актиновые
и миозиновые нити не формируют миофибрилл. Сокращается
непроизвольно.
Нервная ткань. Имеет эктодермальное происхождение и
представлена нервными клетками — нейронами и нейроглией.
Важнейшие свойства — возбудимость и проводимость.
Рис. 177. Соединительные
ткани:
1 — волокнистая; 2 —
хрящевая; 3 — костная; 4 —
жировая ткань; 5 — кровь.
Рис. 178. Мышечные
ткани:
Рис. 179. Виды нейронов:
1
—
униполярные;
2
биполярные;
3
псевдоуниполярные;
4
мультиполярные.
—
—
—
1 — поперечно-полосатая
скелетная; 2 — поперечнополосатая сердечная, 3 —
гладкая.
Нейроны состоят из тела и отростков — длинного, по которому возбуждение идет от тела
клетки — аксона и дендритов, по которым возбуждение идет к телу клетки. Морфологически
нейроны делятся на униполярные (с одним аксоном), биполярные (с аксоном и дендритом),
псевдоуниполярные, мультиполярные (рис. 179).
Функционально нейроны делятся на чувствительные (афферентные) — проводят
возбуждение к ЦНС, двигательные (эфферентные) — проводят возбуждение от ЦНС, между
ними могут быть вставочные нейроны (ассоциативные). Биохимическая классификация
основана на химических особенностях нейромедиаторов, которые выделяют синапсы:
холинергические (ацетилхолин), адренергические (норадреналин) и др. Нервные окончания
могут быть рецепторными (экстерорецепторы и интерорецепторы) и эффекторными,
например химические синапсы.
Синапс (рис. 180) представлен синаптической
бляшкой, в которой образуются пузырьки с
медиатором, при возбуждении синапса в присутствии
Са2+ пузырьки сливаются с пресинаптической
мембраной, медиатор попадает в синаптическую
щель и его молекулы соединяются с рецепторами
постсинаптической
мембраны.
При
этом
открываются каналы в постсинаптической мембране,
происходит ее деполяризация, возникает потенциал
действия, клетка возбуждается.
Рис. 180. Строение синапса:
Органы, системы органов
1
—
синаптическая
бляшка;
2
—
пресинаптическая
мембрана;
3
—
постсинаптическая
мембрана;
4
—
синаптическая щель; 5 — пузырьки с
медиатором; 6 — поры и рецепторы.
Орган это часть тела, имеющая присущую ему
форму, строение, занимающая определенное место в
организме и выполняющая характерную для него
функцию. Орган образован всеми видами тканей, но с
преобладанием одной или двух из них.
Система органов — органы, сходные по
строению, выполняемым функциям и развитию. В
организме человека различают не менее 10 систем
органов: система покровных органов, опорнодвигательная
система,
пищеварительная,
дыхательная, выделительная, система органов
Рис. 181. Рефлекторная дуга:
кровообращения, нервная и органы чувств, половая,
эндокринная и иммунная.
1 — рецепторы; 2 — чувствительные нейрон;
3 — вставочный нейрон; 4 — двигательный
Все органы и системы органов связаны между
нейрон; 5 — рабочий орган.
собой анатомически и функционально в единое целое
— организм. Регуляция деятельности организма
осуществляется нервным и гуморальным путем.
Гуморальная регуляция осуществляется с помощью гормонов, различных секретов,
выделяемых клетками в кровь. Ведущая роль в этом способе принадлежит железам
внутренней секреции. Регуляция осуществляется медленно, так как максимальная скорость
крови 0,5 м/сек. Органы-мишени имеют рецепторы, с помощью которых воспринимаются
молекулы-регуляторы.
Нервная регуляция осуществляется с помощью нервной системы, происходит
рефлекторно. Рефлекс — ответная реакция организма на раздражение, осуществляемая и
контролируемая нервной системой. Путь, по которому проходит возбуждение при рефлексе
называется рефлекторной дугой. Рефлекторная дуга (рис. 181) состоит из 5 компонентов:
рецептора, чувствительного нервного волокна, нервного центра — группы вставочных
нейронов, двигательного нервного волокна и исполнительного органа. В отличие от
гуморальной регуляции, регуляция происходит быстро (электрические импульсы проходят
по нервным волокнам со скоростью до от 1-2 м/сек до 140 м/сек) и целенаправленно.
Особенностью организма является способность к саморегуляции. Например, снижение
уровня глюкозы в крови приводит к выделению надпочечниками адреналина,
поджелудочной железой глюкагона и уровень глюкозы возрастает до нормы. Надежность
процессов саморегуляции обеспечивает гомеостаз — относительное постоянство внутренней
среды организма. Таким образом, можно определить следующую схему построения
организма: молекулы — клеточные органоиды — клетки — ткани — органы — системы
органов — организм.