Организм человека, его основные физиологические функции

Физиологическая функция – это проявление взаимодействия между отдельными частями, элементами структуры живой системы. В физиологических функциях проявляется жизнедеятельность как целостного организма, так и отдельных его частей.

Физиологические процессы и физиологические функции изучаются в организме в целом, в его системах, органах, тканях и клетках.

Организм– это открытая, самостоятельно существующая, саморегулирующаяся единица органического мира, которая реагирует как единое целое на изменение условий окружающей среды. Организм можно изучать на системном, органном, тканевом, клеточном и молекуляном уровнях.

Клетка– элементарная живая система, основная структурная и функциональная единица организма. Она способна к самообновлению, саморегуляции и самовоспроизведению. Клетки объединяются в ткани.

Ткань– представляет собой совокупность клеток и межклеточного вещества, имеющих одинаковое происхождение, строение и выполняющих в организме определенную деятельность (например, мышечная ткань осуществляет сократительную деятельность). Ткани образуют органы.

Орган– это часть тела, имеющая определенную форму, состоящая из различных тканей и структур, которые объединены для выполнения специфического вида деятельности (например, почки – орган образования мочи). Органы объединены в системы.

Система органов– это объединение органов, совместно выполняющих общие функции.

Основы физиологии клетки.

Органы и ткани состоят из скопления клеток, размеры, формы и число которых различны в зависимости от органа и выполняемой им функции.

Животная клетка – это структурно-функциональная единица живого организма, способная к делению и обмену с окружающей средой. Она осуществляет передачу генетической информации путем самовоспроизведения. Деятельностью клеток определяется деятельность всех тканей и органов.

Существует несколько типов клеток

- эпителиальные

- мышечные

- нервные

- клетки крови

- костные

- клетки соединительной ткани.

Каждая клетка имеет сложное строение и представляет собой систему биополимеров, содержит ядро, цитоплазму и находящиеся в ней органеллы.

От внешней среды клетка отграничивается клеточной оболочкой – плазмалеммой, которая осуществляет транспорт необходимых веществ в клетку, и наоборот, взаимодействует с соседними клетками и межклеточным веществом.

Внутри клетки находится ядро, в котором происходит синтез белка, оно хранит генетическую информацию в виде ДНК. Ядро может иметь округлую или овоидную форму, но в плоских клетках оно несколько сплющенное, а в лейкоцитах палочковидное или бобовидное. В эритроцитах и тромбоцитах оно отсутствует. Сверху ядро покрыто ядерной оболочкой, которая представлена внешней и внутренней мембраной. В ядре находится нуклеоплазма, которая представляет собой гелеобразное вещество и содержит хроматин и ядрышко.

Ядро окружает цитоплазма, в состав которой входит гиалоплазма, органеллы и включения.

Гиалоплазма – это основное вещество цитоплазмы, она участвует в обменных процессах клетки, содержит белки, полисахариды, нуклеиновую кислоту и др.

Постоянные части клетки, которые имеют определенную структуру и выполняют биохимические функции, называют органеллами. К ним относятся клеточный центр, митохондрии, комплекс Гольджи, эндоплазматическая (цитоплазматическая) сеть.

Клеточный центр обычно находится около ядра или комплекса Гольджи, состоит из двух плотных образований – центриолей, которые входят в состав веретена делящейся клетки и образуют реснички и жгутики.

Митохондрии имеют форму зерен, нитей, палочек, формируются из двух мембран – внутренней и внешней. Внутренняя мембрана образует складки (кристы), в которых располагаются ферменты. В митохондриях происходят расщепление глюкозы, аминокислот, окисление жирных кислот, образование АТФ – основного энергетического материала.

Комплекс Гольджи (внутриклеточный сетчатый аппарат) имеет вид пузырьков, пластинок, трубочек, расположенных вокруг ядра. Его функция состоит в транспорте веществ, химической их обработке и выведении за пределы клетки продуктов ее жизнедеятельности.

Эндоплазматический (цитоплазматический) ретикулум или сеть формируется из агранулярной (гладкой) и гранулярной (зернистой) сети. Агранулярная эндоплазматическая сеть образуется преимущественно мелкими цистернами и трубочками, которые участвуют в обмене липидов и полисахаридов. Гранулярная эндоплазматическая сеть состоит из пластинок, трубочек, цистерн, к стенкам которых прилегают мелкие образования – рибосомы, синтезирующие белки.

Цитоплазма также имеет постоянные скопления отдельных веществ, которые называются включениями цитоплазмы и имеют белковую, жировую и пигментную природу.

Клетка как часть многоклеточного организма выполняет основные функции: усвоение поступающих веществ и расщепление их с образованием энергии, необходимой для поддержания жизнедеятельности организма. Клетки обладают также раздражимостью (двигательные реакции) и способны размножаться делением. Деление клеток бывает непрямое (митоз) и редукционное (мейоз).

Итак, как мы уже говорили, клетка входит в состав ткани, из которой состоит организм человека и животных.

В результате взаимодействия организма с внешней средой, которое сложилось в процессе эволюции, появились четыре вида тканей с определенными функциональными особенностями: эпителиальная, соединительная, мышечная и нервная.

Каждый орган состоит из различных тканей, которые тесно связаны между собой. Например, желудок, кишечник, другие органы состоят из эпителиальной, соединительной, гладкомышечной нервной тканей.

Соединительная ткань многих органов образует строму, а эпителиальная – паренхиму.

Таким образом, различные ткани, входящие в состав того или иного органа, обеспечивают выполнение главной функции данного органа.

Как мы уже говорили, все клетки объединяются в ткани, ткани в органы, а органы в системы органов.

Системы организма человека.

Организм человека представляет собой совокупность различно локализованных структур и процессов, объединяющихся в системы, которые обеспечивают конкретные приспособительные реакции. В связи с этим в организме человека различают следующие системы: нервную, эндокринную (железы внутренней сек­реции), анализаторов (рецепции), опорно-двигательную, крови, иммунную, сердечно-сосудистую, дыхательную, пищеварительную, обмена веществ и энергии, выделительную, половую.

Особое место принадлежит нервной и эндокринной системам, которые обеспечивают регуляцию процессов жизнедеятельности и функционирования тканей и органов, а также объединяют все системы организма в единое целое. Регуляция, осуществляемая нервной и эндокринной системами, называется нервно-гормональной. В основе функционирования нервной системы лежат рефлексы, эндокринная система осуществляет регуляцию посредством образования и выделения биологически активных веществ, в частности гормонов. Приспособление деятельности органов и организма к меняющимся условиям внешней и внутренней среды происходит в случае, когда изменения воспринимаются и оцениваются анализаторами.

Опорно-двигательная система состоит из скелета, скелетной мускулатуры, суставов, связок и хрящей; она обеспечивает положение и перемещение тела в пространстве, защиту органов от повреждений.

Кровь вместе с тканевой жидкостью и лимфой образуют внутреннюю среду организма, обеспечивают ее постоянство, необходимое для жизнедеятельности клеток, тканей и органов.

Иммунная система (лимфоидные органы и клетки) посредством гуморальных и клеточных механизмов обеспечивает защиту организма от чужеродных агентов и поддерживает постоянство внутренней среды (гомеостаз).

Система кровообращения (сердце и сосуды) обеспечивает кровяное давление и движение крови по организму, снабжая, таким образом, ткани и органы питательными веществами и кислородом.

Система дыхания (носовая полость, носоглотка, гортань, трахея, бронхи, легкие, плевра, грудная клетка, вдыхательные и выдыхательные мышцы) обеспечивает газообмен между организмом и внешней средой, поддержание постоянства концентраций кислорода и диоксида углерода в крови и тканях.

Система пищеварения (органы ротовой полости, глотка, пищевод, желудок, кишечник, пищеварительные железы) обеспечивает прием пищи, ее физико-химическое превращение, всасывание питательных, минеральных веществ, витаминов и воды, выведение непереваренных остатков пищи.

Система обмена веществ и энергии (все ткани и органы человека) обеспечивает использование всосавшихся питательных и минеральных веществ, витаминов и воды в процессах жизнедеятельности, высвобождение, превращение и использование энергии, выведение образовавшихся конечных продуктов обмена веществ и энергии (тепла) из организма.

Выделительная система (почки и мочевыводящие пути, кожа, пищеварительные органы и легкие) обеспечивает выведение из организма образовавшихся конечных продуктов обмена веществ и энергии, а также чужеродных веществ.

Система размножения (мужские и женские половые органы) обеспечивает воспроизведение и сохранение человека как вида в природе.

Структурные и функциональные предпосылки развития организма.

Развитие организма включает в себя как постепенные количественные изменения (например, увеличение числа клеток в процессе роста и дифференцировки тканей), так и качественные скачки. В процессе возрастного развития морфологическое усложнение живых структур приводит к появлению качественно новых функций. Так, развивающийся головной мозг ребенка приобретает способность к абстрактному мышлению.

Основные закономерности возрастных изменений организма связаны с неравномерным (гетерохронным) созреванием отдельных органов и систем, с этапными возрастными скачками и ускорением темпов биологического развития в современную эпоху (акселерация).

Созревание отдельных органов и систем в течение индивидуальной жизни происходит неравномерно. В первую очередь созревают системы, способствующие выживанию организма при переходе от внутриутробного развития к свободным, независимым от материнского тела условиям существования.

Под функциональной системой П.К. Анохин понимал функциональное объединение различных органов, структурных образований организма, благодаря которому достигается полезный приспособительный результат. Так, к моменту рождения функциональной зрелости достигает система, обеспечивающая акт сосания.

Гетерохронность в развитии отдельных органов и систем отчетливо проявляется и на различных этапах онтогенеза.

Пример. Так, структурная дифференцировка афферентной части нервной системы завершается у ребенка к 6-7 годам, тогда как эфферентная ее часть совершенствуется до наступления зрелого возраста. Центральные проекции двигательного анализатора созревают у подростка к 13-14 годам, а периферические его отделы совершенствуются до окончания пубертатного периода.

Индивидуальное развитие подвержено влиянию внешней среды и социальных факторов.

Основные этапы возрастного развития.

Программа индивидуального возрастного развития регулируется генетическим аппаратом. На определенных возрастных этапах дерепрессируется (растормаживается) строго определенная часть генома. Внешне это выражается в ускоренном созревании (скачок, критический период) той или иной структуры и функции. Эти этапные моменты развития получили известное отражение в современной возрастной периодизации.

В период новорожденности (первые 4 недели после рождения), в грудном возрасте (до 1 года) и в первый год преддошкольного периода (от 1 до 3 лет) у ребенка происходит ускоренное формообразование и созревание нервных структур головного мозга. Совершенствование структуры приводит к функциональному скачку: росту познавательных возможностей ребенка как в преддошкольном, так и в особенности в дошкольном возрасте (от 3 до 7 лет).

К моменту поступления ребенка в школу заканчивается период первого детства. Создаются морфологические и функциональные предпосылки для приобщения к новым, сложным формам мировосприятия и обучения. Школьный период оказывается наиболее насыщенным возрастными скачками в развитии ребенка.

В младшем школьном возрасте (от 7 до 12 лет) завершается морфологическая дифференцировка клеток коры больших полушарий, создаются условия для высших форм аналитико-синтетической функции мозга. С 8-9 лет у девочек и с 10-11 лет у мальчиков начинаются пубертатные, предшествующие периоду полового созревания изменения.

Половое созревание у девочек продолжается от 12 до 16 лет, у мальчиков – от 13 до 17-18 лет. Пубертатный период сопровождается наиболее интенсивными темпами развития организма, сложными морфофункциональными перестройками, связанными с подготовкой к репродукционной функции.

С завершением периода полового созревания не заканчиваются, однако, процессы роста и развития. В юношеском возрасте (17-21 год у юношей и 16-20 лет у девушек) продолжается рост тела в длину (на 1-2 см в год), завершается структурное и функциональное созревание соматических и вегетативных систем.

Период зрелости, когда практически заканчивается формирование и прогрессивное развитие организма, наступает у женщин только к 20 годам, у мужчин к 21 году. Зрелый возраст – это возраст мужчин от 21 до 60 лет и женщин от 20 до 55 лет. В самом названии периода зрелости заключено представление о завершении функциональных и морфологических перестроек.

В зрелом возрасте выделяют два периода: период рсцвета и устойчивости функций организма (от 20-21 до 35 лет) и период начальной инволюции (35-60 для мужчин и 35055 лет для женщин).

Для пожилого возраста (от 60 до 75 лет у мужчин и от 55 до 75 у женщин) характерно ускоренное развитие инволюционных перестроек, снижение резервов адаптации. Одним из основных признаков старения организма является понижение уровня основного обмена. По современным представлениям, это один из факторов, лимитирующих продолжительность жизни. У человека примерно к 60 годам снижение основного обмена ведет к голоданию клеток и тканей. Морфологической предпосылкой снижения основного обмена является уменьшение абсолютного числа митохондрий. Так, у человека в возрасте от 50 до 70 лет число митохондрий в клетках печени уменьшается на 30-35 %.

После 70 лет наступает старость. Резко снижается уровень всех физиологических функций, падает сопротивляемость организма, получают благоприятную морфологическую основу типичные болезни старости – атеросклероз, ишемическая и гипертоническая болезни.

Ритмичность физиологических функций.

Процессы жизнедеятельности организма периодически усиливаются или ослабляются под влиянием экзогенных и эндогенных факторов (биологическая ритмичность). В соответствии с классификацией предложенной Ф. Халбергом, можно выделить биоритмы высокой частоты с периодом менее ½ часа, от ½ до 20 ч, циркадианные (околосуточные) – от 20 до 28 ч и инфрадианные – от 28 ч до 6 суток. К биоритмам низкой частоты относятся циркасептанные (недельные) - около 7 суток, циркавигинтанные - около 20 суток и циркатригинтанные (околомесячные). Выделены также сезонные, годичные и многолетние ритмы.

Немецкий врач В. Флисс заметил, что некоторые заболевания обостряются с периодичностью 23 дня (у мужчин) и 18 дней (у женщин), а австрийский профессор А. Тельтшер обратил внимание на 33-дневные колебания работоспособности студентов. В последующие годы сложилась теория биоритмов физической, эмоциональной и интеллектуальной активности. в этой триаде максимальный уровень активности наблюдается с периодичностью 23, 28 и 33 дня соответственно.

Наиболее изученными являются суточные и околосуточные ритмы. Факторы, действующие в повторяющихся процессах, имеют 24-часовую периодичность. Животные приспосабливают свою генетически обусловленную схему поведения к условиям освещения, к чередованию дня и ночи. Наиболее высокий уровень физиологической активности в течение суток у человека отмечается между 8-13 и 16-19 ч. к этому времени могут быть приурочены сложные виды трудовой деятельности или тяжелые физические нагрузки. В эти же часы наблюдается и более высокая экономичность выполнения работы по сравнению с послеобеденным или ночным временем суток.

Хорошо известны колебания физиологической активности на протяжении года или нескольких лет. Сезонные и годичные ритмы связаны с изменением высоты стояния солнца над горизонтом. Основой биологических ритмов являются внутренние (эндогенные) счетчики времени.

Биологические ритмы являются одним из проявлений системности в работе организма. Это в конечном итоге результат системного отражения организмом экзогенных факторов на основе внутреннего, природного ритма биологической активности. Системный подход в физиологии выступает в качестве того связующего элемента, который позволяет рассматривать функции живого организма как единство структуры и функции, осуществляемое в пространственно-временных параметрах.

Адаптация.

Организм в целом и отдельные его системы в ответ на агентов внешней среды отвечают реакцией физиологической адаптации – активного приспособления к действию раздражителей. Всем хорошо известен эффект температурной адаптации кожных рецепторов. Быстро адаптируются рецепторы давления, мы просто не замечаем давление одежды на кожу. Однако не все системы организма адаптируются одинаково. Практически не адаптируются к действию раздражителей рецепторы вестибулярного аппарата и проприоцепторы мышц.

Физиологической основой адаптации является снижение возбудимости живой ткани при длительном действии раздражающего агента.

Полезный приспособительный смысл адаптивных перестроек очевиден – они обеспечивают сохранение постоянства внутренней среды организма, повышают способность живого противостоять разрушительному действию факторов внешней среды.

Порог адаптации – это минимальный сдвиг в физиологических реакциях, имеющий выраженный, приспособительный характер, происходящий под влиянием раздражителя пороговой силы. Для характеристики адаптации используются также показатели реактивности физиологических систем, скорости формирования ответной реакции на действие раздражителя.

В понятие объема адаптации организма включаются комплексы физиологических реакций, обеспечивающие индивидуальную выживаемость, продуктивность (для сельскохозяйственных животных), способность популяции к поддержанию ее структуры и сохранению численности. В соответствии с генетической программой организм использует различные механизмы адаптации, пока не будет найден ее оптимальный вариант. В частности, при изменении характера питания, при переходе из одного состояния в другое, с новым биологическим содержанием (например, зимняя спячка у животных), мобилизуются биохимические механизмы адаптации.

Дата добавления: 2014-08-09; просмотров: 2307; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!