Біологія функціонування і будову організму людини

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Біологія функціонування і будову організму людини

Хімічна організація клітини

У рослин синтезуються на рибосомах з амінокислот, які утворюються в клітинах, з NH2 і карбоксильної групи, з'єднаних з різними радикалами. У тварин надходять з їжею, розщеплюються до амінокислот, які йдуть на синтез власних білків.

рис. 1



Біополімери



Мономерами є амінокислоти - низькомолекулярні з'єднання. Замінні амінокислоти синтезуються в організмі, незамінні надходять з їжею: Макромолекули білка мають первинну (ланцюжок), вторинну (спіраль), третинну (глобули) і четвертинну (агрегати молекул) структури.

Будівельна (входить до складу всіх мембранних структур); каталітична (ферменти); регуляторна (гормони); рухова (скоротливі білки); транспортна (гемоглобін); захисна (антитіла); сигнальна (реакція на подразнення); енергетична (джерело енергії); механічна (міцність різних структур). Білки руются из аминокислот на рибосомах в соответствии с генетическим кодом. фермент і руются з амінокислот на рибосомах відповідно до генетичним кодом.

ывают двух типов: однокомпонентные, состоящие только из белка, и двухкомпонентные, состоящие из белка и небелкового компонента — органического (витамина) и неорганического (металла). Біополімери б ивают двох типів: однокомпонентні, що складаються тільки з білка, і двокомпонентні, що складаються з білка і небілкового компоненту - органічного (вітаміну) і неорганічного (металу).

Біологічні каталізатори специфічного характеру; утворюють у клітинах ферментні системи протилежної дії, що забезпечує регулювання життєдіяльності: одні беруть участь у синтезі органічних речовин, інші - в їх розщепленні



Жири (ліпіди), липоиди

У рослин синтезуються в каналах ендоплазматичної мережі; у тварин надходять з їжею, розщеплюються і знову синтезуються у власні жири.

З'єднання гліцерину (трехатомного спирту) з високомолекулярними органічними кислотами (жирними). Носять гідрофобний характер. Липоиди - жироподібні речовини, у яких одна молекула жирної кислоти замінена на Н2РО4

Джерело енергії. Теплорегуляція. Захист органів. Будівельна функція - входять до складу мембран, забезпечуючи їх напівпроникливості, і матриксу органел. Компонент вітамінів, рослинних пігментів. Джерело води для тварин організмів

Вуглеводи

У рослин синтезуються в хлоропластах в процесі фотосинтезу з СО2 і НзО. У тварин надходять з їжею.

Біополімери. Мономером є глюкоза. Моносахариди: глюкоза, фруктоза, рибоза, дезоксирибоза, галактоза. Дисахариди: сахароза, мальтоза. Полісахариди: крохмаль, глікоген, клітковина, хітин.

Джерело енергії. Початкове органічна речовина в ланцюзі харчування, будівельний матеріал - целюлозна клітинна стінка у рослин. Рибоза і дезоксирибоза - складові компоненти ДНК, РНК. АТФ.

З органічних сполук у клітині містяться білки, вуглеводи, жири, нуклеїнові кислоти, жироподібні речовини (липоиди) та ін Таким чином, відмінності живого від неживого в хімічному відношенні проявляються вже на молекулярному рівні.



Білки

З усіх органічних речовин в клітині провідна роль належить білкам. Білки - це полімери, їх складовими одиницями (мономерами) є амінокислоти. На частку білків у клітині доводиться 50-80% сухої маси. Молекулярна маса білків величезна; наприклад, у білка яйця-яєчного альбуміну вона становить 36000, в гемоглобіну-65 000, у скорочувального білка м'язів (актоміозину) - 1500000, в той час як у молекул глюкози вона дорівнює 180.

Будь-яка амінокислота складається з карбоксилу (СООН), аміногрупи (NH2) і радикала (R).

Розрізняються вони тільки радикалами, які вкрай різноманітні за структурою. Аміногрупа надає амінокислоті лужні властивості карбоксил - кислотні; цим визначаються амфотерні властивості амінокислот. Кожна амінокислота може з'єднатися з іншого за допомогою пептидних зв'язків (-CO-NH-). У цьому випадку від аміногрупи однієї амінокислоти відокремлюється іон H +, а від карбоксилу інший радикал ОН з утворенням молекули води. З'єднання, що виникає з двох і більшого числа амінокислотних залишків, називається полипептидом. У ньому між мономерами існують самі міцні ковалентні зв'язки. Таким чином, природний білок складається з декількох десятків або сотень амінокислот, структура ж білкової молекули залежить від виду амінокислот, їх кількості та порядку розташування у поліпептидного ланцюга. Послідовність амінокислот у поліпептидному ланцюзі визначає первинну структуру молекули білка від якої у свою чергу залежать наступні рівні просторової організації та біологічні властивості білка. Наступний рівень організації білка - вторинна структура. Вона має вигляд спіралі. Між вигинами спіралі виникають водневі зв'язки, які слабкіше ковалентних, але, повторені багато разів, створюють досить міцне зчеплення. Витки спіралі можуть згортатися в клубочки, утворюючи більш складне розгалуження, в якому окремі ланки спіралі з'єднуються більш слабкими бісульфітнимі зв'язками. У цих пунктах в радикалів амінокислот розташовуються атоми сірки, і з'єднання між ними створює бісульфітную зв'язок:-SS-. Так виникає третинна структура молекули білка. Об'єднуючись в агрегати, молекули білка зможуть утворювати четвертинну структуру.

Під впливом термічних, хімічних та інших факторів в білку порушуються бісульфітние і водневі зв'язки. Це призводить до порушення складної структури - денатурації. При цьому третинна структура переходить у вторинну і далі - в первинну. Якщо первинна структура не руйнується, то весь процес виявляється оборотним, що має виключно важливе значення у відновленні функціональних властивостей білкової молекули після пошкоджуючих впливів. Білки можна розділити на глобулярні (Антитіла, гормони, ферменти) і фібрилярні (колаген, кератин шкіри, еластин).

Біологічна роль білків в клітині і в усіх життєвих процесах дуже велика. На першому місці стоїть їх каталітична функція. Оскільки багато внутрішньоклітинні речовини в хімічному відношенні інертні і їх концентрація в клітині незначна, реакції в клітинах повинні б протікати дуже повільно. Проте завдяки присутності в клітці біокаталізаторів реакції проходять винятково швидко. Всі біокаталізатора (вони називаються ферментами або ензимами) - речовини білкової природи. Кожну хімічну реакцію обумовлює свій біокаталізатор. Всіляких реакцій в цитоплазмі клітини здійснюється дуже, багато, настільки ж багато і біокаталізаторів, контролюючих перебіг цих реакцій.

Будівельна функція білків зводиться до їх участі у формуванні всіх клітинних органоїдів і мембрани. Наступна функція білка - сигнальний. Дослідження показують, що фактори зовнішнього і внутрішнього середовища - температурні, хімічні, механічні та інші здатні викликати оборотні зміни структури, а значить, і властивостей білків. Їх здатність до оборотним, змін структури під впливом подразників лежить в основі важливої ​​властивості живого - подразливості. Сприйняття будь-якого подразника пов'язане зі зміною просторової упаковки білкової молекули.

Скорочувальна функція білка полягає в тому, що всі види рухових реакцій клітини виконуються особливими скоротливі білками (актин і міозин в м'язах вищих тварин, скоротливі білки в джгутики і віях найпростіших та ін.) При цьому, взаємодіючи з АТФ, білки руйнують її, а самі коротшають, викликаючи ефект руху. Транспортна функція білків проявляється у здатності специфічних білків крові оборотно з'єднуватися з органічними і неорганічними речовинами і доставляти їх у різні органи, і тканини. Так, гемоглобін з'єднується з киснем і діоксидом вуглецю. Сироватковий білок альбумін зв'язує і переносить речовини ліпідного характеру, гормони та ін Білки виконують і захисну функцію. В організмі у відповідь на проникнення в нього чужорідних речовин виробляються антитіла - особливі білки, які нейтралізують, знешкоджують чужорідні білки. Білки можуть служити джерелом енергії. Розщеплюючись в клітці до амінокислот і далі до кінцевих продуктів розпаду - діоксиду вуглецю, води та азотовмісних речовин, вони виділяють енергію, необхідну для багатьох життєвих процесів у клітині.

Вуглеводи зустрічаються як у тварин, так і в рослинних клітинах, причому в останніх їх значно більше-до 80% сухої маси. У живих клітинах вуглеводи можуть бути представлені простими цукрами (моносахаридами Cn (H2O) n, наприклад глюкозою, фруктозою, і складними сполуками (полісахаридами), такими, як крохмаль, клітковина, глікоген. Глюкоза і фруктоза добре розчиняються у воді і зустрічаються в клітинах плодів , яким надають солодкий смак. За кількістю атомів вуглецю прості вуглеводи діляться на дві групи: пентози (включають 5 атомів вуглецю), наприклад рибоза, дезоксирибоза (у складі нуклеїнових кислот і АТФ), і гексози (6 атомів вуглецю), наприклад галактоза, глюкоза, фруктоза. Молекули моносахаридів, об'єднуючись один з одним, утворюють дисахариди наприклад сахарозу (складається з глюкози і фруктози), лактозу (складається з глюкози і галактози). Всі вони добре розчиняються у воді. Більш складні полісахариди у волі нерозчинні і солодким смаком не володіють: наприклад крохмаль і клітковина в рослинних клітинах, глікоген-в тваринних клітинах. Кроме того, углеводы служат источником энергии, которая расходуется на движение клеток, секрецию, синтез белков и любые другие формы деятельности клетки. Вуглеводи беруть участь у побудові ряду клітинних структур - клітинної стінки рослин, а в складному поєднанні з білками входять до складу кісток, хрящів, зв'язок, сухожиль. Крім того, вуглеводи служать джерелом енергії, яка витрачається на рух клітин, секрецію, синтез білків і будь-які інші форми діяльності клітини.

Жири являють собою з'єднання трехатомного спирту гліцерину з жирними кислотами. Їх вміст у клітинах складає 5-15% від сухої маси, а в деяких клітинах-до 90%. Поряд з жирами в клітинах зустрічаються жироподібні речовини - липоиди, що представляють собою ефіри жирних кислот і спиртів, але не гліцерину. Подібно жиру, вони нерозчинні у воді і зазвичай присутні в клітці в поєднанні з білками, утворюючи з ними комплекси - ліпопротеїди. Жири та жироподібні речовини містяться в клітинних мембранах і ядрі, входять до складу оболонок нервових волокон, регулюють надходження жиророзчинних речовин всередину клітини і за її межі. Жири служать джерелом води, яка виділяється при їх окисленні. Вони погано проводять тепло і можуть тому виконувати функцію теплоізоляції. Деякі липоиди входять до складу гормонів статевих залоз і наднирників, провітаміну D, жовтка яйцеклітин і ін Жири - джерело енергії.



Липоиди

Нуклеїнові кислоти - це високомолекулярні органічні сполуки, що мають першорядне біологічне значення. Вперше вони були виявлені в ядрі клітин (наприкінці XIX ст.), Звідси і отримали відповідну назву (Нуклеус - ядро). Нуклеїнові кислоти зберігають і передають спадкову інформацію.



Фізіологія людини

Для нормальної життєдіяльності організму необхідний пластичний і енергетичний матеріал. Ці речовини надходять в організм з їжею. Але тільки мінеральні солі, вода і вітаміни засвоюються людиною в тому вигляді, в якому вони знаходяться в їжі. Білки, жири і вуглеводи потрапляють в організм у вигляді складних комплексів, і для того щоб всмоктатися і піддатися засвоєнню, потрібна складна фізична і хімічна переробка їжі. При цьому компоненти їжі повинні втратити свою видову специфічність, інакше вони будуть прийняті системою імунітету як чужорідні речовини. Для цих цілей і служить система травлення.

Травлення

Травлення - сукупність фізичних, хімічних і фізіологічних процесів, що забезпечують обробку і перетворення харчових продуктів в прості хімічні сполуки, здатні засвоюватися клітинами організму. Ці процеси йдуть в певній послідовності у всіх відділах травного тракту (порожнини рота, глотці, стравоході, шлунку, тонкої і товстої кишці за участю печінки і жовчного міхура, підшлункової залози), що забезпечується регуляторними механізмами різного рівня. Послідовна ланцюг процесів, що призводить до розщеплення харчових речовин до мономерів, здатних всмоктуватися, носить назву травного конвеєра. Залежно від походження гідролітичних ферментів травлення ділять на 3 типи: власне, симбионтное і аутолітичних. Власне травлення здійснюється ферментами, синтезованими залозами людини або тварини. Симбионтное травлення відбувається під впливом ферментів, синтезованих симбіонтом макроорганізму (мікроорганізмами) травного тракту. Так відбувається перетравлювання їжі клітковини в товстій кишці. Аутолітичних травлення здійснюється під впливом ферментів, які у складі спожитої їжі. Материнське молоко містить ферменти, необхідні для його сгущення. У залежності від локалізації процесу гідролізу поживних речовин розрізняють внутрішньоклітинний і позаклітинне травлення. Внутрішньоклітинне травлення являє собою процес гідролізу речовин всередині клітини клітинними (лізосомальних) ферментами. Речовини надходять у клітку шляхом фагоцитозу і піноцитозу. Внутрішньоклітинне травлення характерно для найпростіших тварин. У людини внутрішньоклітинне травлення зустрічається в лейкоцитах і клітинах лімфоретікуло-гістіоцитарної системи. У вищих тварин і людини травлення здійснюється внеклеточно.

Позаклітинне травлення ділять на дистантное (порожнинне) і контактне (пристеночное, або мембранне). Дистантное (порожнинне) травлення здійснюється за допомогою ферментів травних секретів у порожнинах шлунково-кишкового тракту на відстані від місця утворення цих ферментів. Контактна (пристеночное, або мембранне) травлення (А. М. Уголев) відбувається в тонкій кишці в зоні глікокаліксу, на поверхні мікроворсинок за участю ферментів, фіксованих на клітинній мембрані і закінчується всмоктуванням - транспортом поживних речовин через ентероціт в кров або лімфу.

рис. 2

Фізіологія нирок

У процесі життєдіяльності в організмі людини утворюються значні кількості продуктів обміну, що вже не використовуються клітинами і повинні бути видалені з організму. Крім того, організм повинен бути звільнений від токсичних і чужорідних речовин, від надлишку води, солей, лікарських препаратів. Іноді процесам виділення передує знешкодження токсичних речовин, наприклад в печінці. Так, такі речовини, як фенол, індол, скатол, з'єднуючись з глюкуроновою і сірчаною кислотами, перетворюються на менш шкідливі речовини. Органи, що здійснюють видільні функції, називаються видільними, або екскреторне. До них відносять нирки, легені, шкіру, печінку і шлунково-кишковий тракт. Головне призначення органів виділення - це підтримання сталості внутрішнього середовища організму. Екскреторні органи функціонально взаємопов'язані між собою. Зрушення функціонального стану одного з цих органів змінює активність іншого. Наприклад, при надмірному виведенні рідини через шкіру при високій температурі знижується обсяг діурезу. Порушення процесів виділення неминуче веде до появи патологічних зрушень гомеостазу аж до загибелі організму.

Легкі і верхні дихальні шляхи

Легкі і верхні дихальні шляхи видаляють з організму вуглекислий газ і воду. Крім того, через легені виділяється більшість ароматичних речовин, як, наприклад, пари ефіру і хлороформу при наркозі, сивушні масла при алкогольному сп'янінні. При порушенні видільної функції нирок через слизову оболонку верхніх дихальних шляхів починає виділятися сечовина, яка розкладається, визначаючи відповідний запах аміаку з рота. Слизова оболонка верхніх дихальних шляхів здатна виділяти йод із крові.

Печінка і шлунково-кишковий тракт виводять з жовчю з організму ряд кінцевих продуктів обміну гемоглобіну та інших порфіринів у вигляді жовчних пігментів, кінцеві продукти обміну холестерину у вигляді жовчних кислот. У складі жовчі з організму виводяться також лікарські препарати (антибіотики), бромсульфалеїн, фенолрот, маніт, інулін і ін Шлунково-кишковий тракт виділяє продукти розпаду харчових речовин, воду, речовини, що надійшли з травними соками і жовчю, солі важких металів, деякі лікарські препарати та отруйні речовини (морфій, хінін, саліцилати, ртуть, йод), а також барвники, використовувані для діагностики захворювань шлунка (метиленовий синій, або конгорот).

Шкіра здійснює видільну функцію за рахунок діяльності потових і в меншій мірі сальних залоз. Потові залози видаляють воду, сечовину, сечову кислоту, креатинін, молочну кислоту, солі лужних металів, особливо натрію, органічні речовини, леткі жирні кислоти, мікроелементи, пепсиноген, амілазу і лужну фосфатазу. Роль потових залоз видаленні продуктів білкового обміну зростає при захворюваннях нирок, особливо при гострій нирковій недостатності. З секретом сальних залоз з організму виділяються вільні жирні і неомильних кислоти, продукти обміну статевих гормонів.

Фізіологія крові

Кров, лімфа, тканинна, спинномозкова, плевральна, суглобова та інші рідини утворюють внутрішнє середовище організму. Внутрішнє середовище відрізняється відносною сталістю свого складу та фізико-хімічних властивостей, що створює оптимальні умови для нормальної життєдіяльності клітин організму. Вперше положення про сталість внутрішнього середовища організму сформулював більше 100 років тому фізіолог Клод Бернар. Він прийшов до висновку, що "сталість внутрішнього середовища організму є умова незалежного існування", тобто життя, вільного від різких коливань зовнішнього середовища. У 1929 р. Уолтер Кеннон ввів термін гомеостаз. В даний час під гомеостазом розуміють як динамічну сталість внутрішнього середовища організму, так і регулюючі механізми, які забезпечують цей стан. Головна роль у підтримці гомеостазу належить крові. У 1939 р. Г.Ф. Ланг створив уявлення про систему крові, в яку він включив периферичну кров, яка циркулює по судинах, органи кровотворення і кроверазрушенія, а також регулює нейрогуморальний апарат.

Обмін речовин і енергії

У живих організмах будь-який процес супроводжується передачею енергії. Енергію визначають як здатність здійснювати роботу. Спеціальний розділ фізики, який вивчає властивості і перетворення енергії в різних системах, називається термодинамікою. Під термодинамічною системою розуміють сукупність об'єктів, умовно виділених з навколишнього простору.

Термодинамічні системи поділяють на ізольовані, закриті та відкриті. Ізольованими називають системи, енергія і маса яких не змінюється, тобто вони не обмінюються з навколишнім середовищем ні речовиною, ні енергією. Закриті системи обмінюються з навколишнім середовищем енергією, але не речовиною, тому їх маса залишається постійною.

Відкритими системами називають системи, що обмінюються з навколишнім середовищем речовиною та енергією. З точки зору термодинаміки живі організми належать до відкритих систем, так як головна умова їх існування - безперервний обмін речовин і енергії. В основі процесів життєдіяльності лежать реакції атомів і молекул, що протікають у відповідності з тими ж фундаментальними законами, які керують такими ж реакціями поза організмом.

Відповідно до першого закону термодинаміки енергія не зникає і не виникає знову, а лише переходить з однієї форми в іншу.

Другий закон термодинаміки стверджує, що вся енергія, врешті-решт, перетворюється на теплову енергію, і організація матерії стає повністю невпорядкованою. У більш суворої формі цей закон формулюється так: ентропія замкнутої системи може тільки зростати, а кількість корисної енергії (тобто тієї, за допомогою якої може бути здійснена робота) всередині системи може лише зменшуватися. Під ентропією розуміють ступінь невпорядкованості системи.

Неминуча тенденція до зростання ентропії, супроводжувана настільки ж неминучим перетворенням корисної хімічної енергії на непотріб теплову, змушує живі системи захоплювати все нові порції енергії (їжі), щоб підтримувати свій структурний і функціональний стан. Фактично здатність отримувати корисну енергію з навколишнього середовища є одним з основних властивостей, які відрізняють живі системи від неживих, тобто безперервно йде обмін речовин і енергії є одним з основних ознак живих істот. Щоб протистояти збільшення ентропії, підтримувати свою структуру і функції, живі істоти повинні отримувати енергію в доступній для них формі з навколишнього середовища і повертати в середу еквівалентну кількість енергії у формі, менш придатною для подальшого використання.

Обмін речовин і енергії - це сукупність фізичних, хімічних і фізіологічних процесів перетворення речовин і енергії в живих організмах, а також обмін речовинами та енергією між організмом і навколишнім середовищем. Обмін речовин у живих організмів полягає в надходженні із зовнішнього середовища різних речовин, у перетворенні та використанні їх у процесах життєдіяльності та у виділенні виникають продуктів розпаду в навколишнє середовище.

Всі відбуваються в організмі перетворення речовини та енергії об'єднані загальною назвою - метаболізм (обмін речовин). На клітинному рівні ці перетворення здійснюються через складні послідовності реакцій, звані шляхами метаболізму, і можуть включати тисячі різноманітних реакцій. Ці реакції протікають не хаотично, а в строго визначеної послідовності і регулюються безліччю генетичних і хімічних механізмів. Метаболізм можна розділити на два взаємопов'язані, але різноспрямовані процеси: анаболізм (асиміляція) і катаболізм (дисиміляція).

Анаболізм - це сукупність процесів біосинтезу органічних речовин (компонентів клітини та інших структур органів і тканин). Він забезпечує зростання, розвиток, оновлення біологічних структур, а також накопичення енергії (синтез макроергів). Анаболізм полягає в хімічній модифікації і перебудові надходять з їжею молекул в інші більш складні біологічні молекули. Наприклад, включення амінокислот у синтезовані кліткою білки відповідно до інструкції, що міститься в генетичному матеріалі даної клітини.

Катаболізм - це сукупність процесів розщеплення складних молекул до більш простих речовин з використанням частини з них у якості субстратів для біосинтезу та розщепленням іншій частині до кінцевих продуктів метаболізму з утворенням енергії. До кінцевим продуктам метаболізму відносяться вода (у людини приблизно 350 мл на день), двоокис вуглецю (близько 230 мл / хв), окис вуглецю (0,007 мл / хв), сечовина (близько 30 г / день), а також інші речовини, що містять азот (приблизно б г / день).

Катаболізм забезпечує вилучення хімічної енергії з містяться в їжі молекул і використання цієї енергії на забезпечення необхідних функцій. Наприклад, утворення вільних амінокислот в результаті розщеплення надходять з їжею білків і подальше окислення цих амінокислот в клітці з утворенням СО2, і Н2О, що супроводжується вивільненням енергії.

Процеси анаболізму і катаболізму знаходяться в організмі в стані динамічної рівноваги. Переважання анаболічних процесів над катаболічним призводить до зростання, накопичення маси тканин, а переважання катаболічних процесів веде до часткового руйнування тканинних структур. Стан рівноважного або нерівноважного співвідношення анаболізму і катаболізму залежить від віку (в дитячому віці переважає анаболізм, у дорослих зазвичай спостерігається рівновага, в старечому віці переважає катаболізм), стану здоров'я, виконуваної організмом фізичної або психоемоційного навантаження.

Фізіологія нервової системи

Нервова система регулює діяльність всіх органів і систем, зумовлюючи їх функціональну єдність, і забезпечує зв'язок організму як цілого з зовнішнім середовищем.

Структурною одиницею нервової системи є нервова клітина з відростками - нейрон. Bся нервова система являє собою сукупність нейронів, які контактують один з одним за допомогою спеціальних апаратів - синапсів. За структурою і функції розрізняють три типи нейронів:

  • рецепторні, або чутливі;

  • вставні, замикальних (кондукторні);

  • ефекторні, рухові нейрони, від яких імпульс направляється до робочих органів (м'язам, залозам).

Нервова система умовно поділяється на два великі відділу - соматичну, або анімальному, нервову систему і вегетативну, або автономну, нервову систему. Соматична нервова система здійснює переважно функції зв'язку організму із зовнішнім середовищем, забезпечуючи чутливість і рух викликаючи скорочення скелетної мускулатури. Оскільки функції руху та відчування властиві тваринам і відрізняють їх від рослин, ця частина нервової системи одержала назву анімальной (тваринною).

Вегетативна нервова система впливає на процеси так званої рослинного життя, спільні для тварин і рослин (обмін речовин, дихання, виділення та ін), від чого й походить її назва (вегетативна - рослинна). Обидві системи тісно пов'язані між собою, однак вегетативна нервова система володіє деякою часткою самостійності і не залежить від нашої волі, внаслідок чого її також називають автономною нервовою системою. Її ділять на дві частини симпатичну і парасімпатічесакую. У нервовій системі виділяють центральну частину - головний і спинний мозок - центральна нервова система і переферическую, представлену відходять від головного і спинного мозку нервами, - переферической нервова система. На розрізі мозку видно, що він складається з сірої і білої речовини. Сіра речовина утворюється скупченням нервових клітин (з початковими відділами відходять від їхніх тіл відростків). Окремі обмежені скупчення сірої речовини носять назви ядер. Біла речовина утворюють нервові волокна, покриті мієлінової оболонкою (відростки нервових клітин, що утворюють сіра речовина). Нервові волокна в головному і спинному мозку утворюють провідні шляхи. ферические нервы в зависимости от того, из каких волокон (чувствительных либо двигательных) они состоят, подразделяются на чувствительные, двигательные и смешанные. Пер і феріческіе нерви в залежності від того, з яких волокон (чутливих або рухових) вони складаються, поділяються на чутливі, рухові і змішані. Тіла нейронів, відростки яких складають чутливі нерви, лежать у нервових вузлах поза мозком. Тіла рухових нейронів лежать в передніх рогах спинного мозку або рухових ядрах головного мозку. І.П. Павлов показав, що центральна нервова система може надавати три роди впливів на органи:

1) пускове, що викликає або припиняє функцію органу (скорочення м'язи, секрецію залози);

2) судиннорухового, змінює ширину просвіту судин і тим самим регулює приплив до органу крові;

3) трофічна, підвищує або знижує обмін речовин і, отже споживання поживних речовин і кисню. Завдяки цьому постійно узгоджується функціональний стан органу і його потреба в поживних речовинах та кисні. Коли до працюючої скелетному м'язі по рухових волокнам направляються імпульси, що викликають її скорочення, то одночасно з вегетативним нервовим волокнам надходять імпульси, що розширюють судини і підсилюють обмін речовин. Тим самим забезпечується енергетична можливість виконання м'язової роботи. Центральна нервова система сприймає афферентную (чутливу) інформацію, що виникає при подразненні специфічних рецепторів і у відповідь на це формує відповідні еферентні імпульси, що викликають зміни в діяльності певних органів і систем організму.

рис. Физиология половой системы 3. Фізіологія статевої системи

Ще в "Діалогах" Платона є міф про первинні скоєних людях, андрогинах, кожен з яких являв собою зрощених чоловіка та жінку. Було це мужнє, розумне і красиве істота з двома головами, чотирма руками і такою ж кількістю ніг, з круглою шиєю, з двома однаковими особами, вухами - по дві пари, і з парними сороміцькими частинами. В силу переліченого і такої досконалої, стало воно представляти певну конкуренцію богам на Олімпі. У результаті чого і виявилося розколоте Зевсом посередині, давши початок двом статям. Кожна половинка залишилася мати лише своїми якостями, придбала внаслідок цього "бажання", що і зумовило прагнення з тих пір до своєї, що не вистачає. Саме в цьому сила любові.

Фізіологія ендокринної системи

Інтеграція клітин, тканин і органів у єдиний людський організм, пристосування його до різних змін зовнішнього середовища або потребам самого організму здійснюється за допомогою нервової та гуморальної регуляції. Система нейрогуморальної регуляції представляє собою єдиний, тісно пов'язаний механізм. Зв'язок нервової і гуморальної систем регуляції добре видно на таких прикладах.

По-перше, природа біоелектричних процесів є фізико-хімічної, тобто полягає в трансмембранних переміщеннях іонів. По-друге, передача збудження з однієї нервової клітини на іншу або виконавчий орган відбувається за допомогою медіатора. І нарешті, найбільш тісний зв'язок між цими механізмами простежується на рівні гіпоталамо-гіпофізарної системи. Гуморальна регуляція в філогенезі виникла раніше. Надалі в процесі еволюції вона доповнилася високоспеціалізованої нервовою системою. Нервова система здійснює свої регуляторні впливу на органи і тканини за допомогою нервових провідників, що передають нервові імпульси.

Для передачі нервового сигналу потрібні частки секунди. Тому нервова система здійснює запуск швидких пристосувальних реакцій при змінах зовнішнього або внутрішнього середовища. Гуморальна регуляція - це регуляція процесів життєдіяльності за допомогою речовин, що надходять у внутрішнє середовище організму (кров, лімфу, лик-злодій). Гуморальна регуляція забезпечує більш тривалі адаптивні реакції. До факторів гуморальної регуляції ставляться гормони, електроліти, медіатори, кініни, простагландини, різні метаболіти і т.д.

Вища нервова діяльність

"Якщо б тварина не було ... точно пристосоване до зовнішнього світу, то воно скоро або повільно перестало б існувати ... Воно так має реагувати на зовнішній світ, щоб всією відповідної діяльністю його було забезпечено його існування". І.П. Павлов.

Пристосування тварин і людини до мінливих умов існування у зовнішньому середовищі забезпечується діяльністю нервової системи і реалізується через рефлекторну діяльність. У процесі еволюції виникли спадково закріплені реакції (безумовні рефлекси), які об'єднують і погоджують функції різних органів, здійснюють адаптацію організму. У людини і вищих тварин у процесі індивідуального життя виникають якісно нові рефлекторні реакції, які І.П. Павлов назвав умовними рефлексами, вважаючи їх найдосконалішою формою пристосування.

У той час як відносно прості форми нервової діяльності визначають рефлекторну регуляцію гомеостазу та вегетативних функцій організму, вища нервова діяльність (ВНД) забезпечує складні індивідуальні форми поведінки в мінливих умовах життя. ВНД реалізується за рахунок домінуючого впливу кори на всі нижележащие структури центральної нервової системи. Основними процесами, динамічно змінюють один одного в ЦНС, є процеси збудження і гальмування. Залежно від їхнього співвідношення, сили і локалізації будуються керуючі впливи кори. функціональною одиницею ВНД є умовний рефлекс.

Вища нервова діяльність - це сукупність безумовних і умовних рефлексів, а також вищих психічних функцій, які забезпечують адекватну поведінку в мінливих природних і соціальних умовах. Вперше припущення про рефлекторному характер діяльності вищих відділів мозку було висловлено І. М. Сєченовим, що дозволило поширити рефлекторний принцип і на психічну діяльність людини. Ідеї ​​І.М. Сєченова отримали експериментальне підтвердження у працях І.П. Павлова, який розробив метод об'єктивної оцінки функцій вищих відділів мозку - метод умовних рефлексів.

І.П. Павлов показав, що всі рефлекторні реакції можна розділити на дві групи: безумовні і умовні.

таблиця 1.

Безумовні рефлекси

Умовні рефлекси

1. Вроджені, спадково передаються реакції, більшість з них починають функціонувати відразу ж після народження.

1. Реакції, придбані в процесі індивідуального життя.

2. Є видовими, тобто властиві всім представникам даного виду.

2. Індивідуальні.

3. Постійні і зберігаються протягом всього життя.

3. Непостійні - можуть виникати і зникати.

4. Здійснюються за рахунок нижчих відділів ЦНС (підкіркові ядра, стовбур мозку, спинний мозок).

4. Є переважно функцією кори великих півкуль.

5. Виникають у відповідь на адекватні подразнення, що діють на певне рецептивної полі.

5. Виникають на будь-які подразники, діючі на різні рецептивні поля.

Безумовні рефлекси можуть бути простими і складними. Складні вроджені безумовно-рефлекторні реакції називаються інстинктами. Їх характерною особливістю є ланцюговий характер реакцій.

Умовний рефлекс - це складна багатокомпонентна реакція, яка виробляється на базі безумовних рефлексів з використанням попереднього індиферентного подразника. Він має сигнальний характер, і організм зустрічає вплив безумовного подразника підготовленим. Наприклад, у передстартовий період відбувається перерозподіл крові, посилення дихання і кровообігу, і коли м'язове навантаження починається, організм вже до неї підготовлений.

Система органів дихання

Функції дихальної системи

Кисень знаходиться в навколишньому нас повітрі. Він може проникнути крізь шкіру, але лише в невеликих кількостях, зовсім недостатніх для підтримки життя. Існує легенда про італійських дітей, яких для участі в релігійному процесії пофарбували золотою фарбою; історія далі оповідає, що всі вони померли від задухи, тому що "шкіра не могла дихати". На підставі наукових даних смерть від ядухи тут зовсім виключена, тому що поглинання кисню через шкіру ледь вимірно, а виділення двоокису вуглецю складає менш 1% від її виділення через легені. Надходження в організм кисню і видалення вуглекислого газу забезпечує дихальна система. Транспорт газів і інших необхідних організму речовин здійснюється за допомогою кровоносної системи. Функція дихальної системи зводиться лише до того, щоб постачати кров достатньою кількістю кисню і видаляти з неї вуглекислий газ. Хімічне відновлення молекулярного кисню з утворенням води служить для ссавців основним джерелом енергії. Без неї життя не може тривати довше декількох секунд. Відновленню кисню супроводжує утворення CO2. Кисень вхідний у CO2 не відбувається безпосередньо з молекулярного кисню. Використання O2 і утворення CO2 зв'язані між собою проміжними метаболічними реакціями; теоретично кожна з них тривають деякий час.

Обмін O2 і CO2 між організмом і середовищем називається подихом. У вищих тварин процес дихання здійснюється завдяки ряду послідовних процесів.

1. Обмін газів між середовищем і легенями, що звичайно позначають як "легеневу вентиляцію".

2. Обмін газів між альвеолами легень і кров'ю (легеневий подих).

3. Обмін газів між кров'ю і тканинами. Нарешті, гази переходять усередині тканини до місць споживання (для O2) і від місць утворення (для CO2) (клітинне дихання). Випадання кожного із цих чотирьох процесів призводять до порушень подиху і створює небезпеку для життя людини.

Анатомія

рис. 4

Дихальна система людини складається з тканин і органів, що забезпечують легеневу вентиляцію і легеневий подих. До повітроносних шляхів відносяться: ніс, порожнина носа, носоглотка, гортань, трахея, бронхи і бронхіоли. Легені складаються з бронхіол і альвеолярних мішечків, а також з артерій, капілярів і вен легеневого кола кровообігу. До елементів кістково-м'язової системи, пов'язаних з диханням, відносяться ребра, міжреберні м'язи, діафрагма і допоміжні дихальні м'язи.

Повітроносні шляхи

Ніс і порожнина носа служать провідними каналами для повітря, у яких він нагрівається, зволожується і фільтрується. У порожнині носа укладені також нюхові рецептори.

Рис. 5



Зовнішня частина носа утворена трикутним кістково-хрящовим кістяком, який покритий шкірою; два овальних отвори на нижній поверхні ніздрі відкриваються кожне в клиноподібну порожнину носа. Ці порожнини розділені перегородкою. Три легких губчастих завитка (раковини) видаються з бічних стінок ніздрів, частково розділяючи порожнини на чотири незамкнутих проходи (носові ходи). Порожнина носа вистелена багато васкуляризованной слизовою оболонкою. Численні жорсткі волоски, а також забезпечені ресничками епітеліальні та келихоподібних клітки служать для очищення вдихуваного повітря від твердих часток. У верхній частині порожнини лежать нюхові клітки.

Гортань лежить між трахеєю і коренем язика. Порожнина гортані розділена двома складками слизової оболонки, не повністю сходяться по середній лінії. Простір між цими складками - голосова щілина захищено платівкою волокнистого хряща - надгортанником (рис. 6). По краях голосової щілини в слизовій оболонці лежать фіброзні еластичні зв'язки, які називаються нижніми, чи щирими, голосовими складками (зв'язками). Над ними знаходяться помилкові голосові складки, які захищають істинні голосові складки і зберігають їх вологими, вони допомагають також затримувати подих, а при ковтанні перешкоджають попаданню їжі в гортань (мал. 5). Спеціалізовані м'язи натягають і розслаблюють щирі і помилкові голосові складки. Ці м'язи відіграють важливу роль при фонації, а також перешкоджають потраплянню будь-яких часток у дихальні шляхи.



Рис. 6



Трахея починається в нижнього кінця гортані (мал. 7) і спускається в грудну порожнину, де поділяється на правий і лівий бронхи; стінка її утворена сполучною тканиною і хрящем. У більшості ссавців хрящі утворять неповні кільця. Частини, що примикають до стравоходу, заміщені фіброзної зв'язкою. Правий бронх звичайно коротше і ширше лівого. Увійшовши в легені, головні бронхи поступово поділяються на усе більш дрібні трубки (бронхіоли), самі дрібні з яких-кінцеві бронхіоли є останнім елементом повітроносних шляхів. Від гортані до кінцевих бронхіол трубки вистелені миготливим епітелієм.

Рис. 7



Легке

У цілому легені мають вид губчастих, пористих конусоподібних утворень, що лежать про обох половинах грудної порожнини. Найменший структурний елемент легкого - часточка (рис. 8) складається з кінцевої бронхіоли, що веде в легеневу бронхиолу і альвеолярний мішок. Стінки легеневої бронхіоли й альвеолярного мішка утворять поглиблення-альвеоли. Така структура легень збільшує їх дихальну поверхню, що у 50-100 разів перевищує поверхню тіла. Відносна величина поверхні, через яку в легенях відбувається газообмін, більше у тварин з високою активністю і рухливістю. Стінки альвеол складаються з одного шару епітеліальних клітин і оточені легеневими капілярами. Внутрішня поверхня альвеоли покрита поверхнево-активною речовиною сурфактантом. Як вважають, сурфактант є продуктом секреції гранулярних клітин. Окрема альвеола, тісно контактує з іншими структурами, має форму неправильного багатогранника і приблизні розміри до 250 мкм. Прийнято вважати, що загальна поверхня альвеол, через яку здійснюється газообмін, експоненціально залежить від ваги тіла. З віком відзначається зменшення площі поверхні альвеол.

Рис. 8

Плевра

Кожне легке оточене мішком-плеврою (рис. 9). Зовнішній (паріетальний) листок плеври примикає до внутрішньої поверхні грудної стінки і діафрагмі, внутрішній (вісцеральний) покриває легені. Щілина між листками називається плевральної порожниною. При русі грудної клітки внутрішній листок звичайно легко ковзає по зовнішньому. Тиск у плевральній порожнині завжди менше атмосферного (негативне). В умовах спокою внутриплевральное тиск у людини в середньому на 4,5 торр нижче атмосферного (-4,5 торр).

Рис. 9

Межплевральное простір між легкими називається средостением, в ньому знаходяться трахея, зобна залоза (тимус) і серце з великими судинами, лімфатичні вузли і стравохід.

Кровоносні судини легенів

Легенева артерія несе кров від правого шлуночка серця, вона ділиться на праву і ліву гілки, які направляються до легень. Ці артерії гілкуються, випливаючи за бронхами, постачають великі структури легені й утворять капіляри, що обплітають стінки альвеол (рис. 8).

Повітря в альвеолі відділений від крові в капілярі 1) стінкою альвеоли, 2) стінкою капіляра й у деяких випадках 3) проміжним прошарком між ними. З капілярів кров надходить у дрібні вени, які в кінці кінців з'єднуються і утворюють легеневі вени, що доставляють кров у ліве передсердя.

Бронхіальні артерії великого кола теж приносять кров до легень, а саме постачають бронхи і бронхіоли, лімфатичні вузли, стінки кровоносних судин і плевру. Велика частина цієї крові відтікає в бронхіальні вени, а звідти - в непарну (праворуч) і в полунепарную (ліворуч). Дуже невелика кількість артеріальної бронхіальної крові надходить у легеневі вени.

Дихальні м'язи

Дихальні м'язи - це ті м'язи, скорочення яких змінюють обсяг грудної клітки. М'язи, що прямують від голови, шиї, рук і деяких верхніх грудних і нижніх шийних хребців, а також зовнішні міжреберні м'язи, що з'єднують ребро з ребром, піднімають ребра і збільшують обсяг грудної клітки. Діафрагма - м'язово-сухожильная пластина, прикріплена до хребців, ребер і грудини, відокремлює грудну порожнину від черевної. Це головна м'яз, що у нормальному вдиху. При посиленому вдиху скорочуються додаткові групи м'язів. При посиленому видиху діють м'яза, прикріплені між ребрами (внутрішні міжреберні м'язи), до ребер і нижнім грудним і верхнім поперековим хребців, а також м'язи черевної порожнини; вони опускають ребра і притискають черевні органи до расслабившейся діафрагмі, зменшуючи, таким чином, ємність грудної клітини .

Легенева вентиляція

Поки внутриплевральное тиск залишається нижче атмосферного, розміри легень точно слідують за розмірами грудної порожнини. Рухи легких відбуваються в результаті скорочення дихальних м'язів у поєднанні з рухом частин грудної стінки і діафрагми.

Дихальні руху

Розслаблення всіх пов'язаних з диханням м'язів надає грудній клітці положення пасивного видиху. Відповідна м'язова активність може перевести це положення у вдих або ж підсилити видих.

Вдих створюється розширенням грудної порожнини і завжди є активним процесом. Завдяки своєму сочленению з хребцями ребра рухаються вгору і назовні, збільшуючи відстань від хребта до грудини, а також бічні розміри грудної порожнини (реберний чи грудний тип дихання). (Мал. 10) Скорочення діафрагми змінює її форму з куполоподібної на більш плоску, що збільшує розміри грудної порожнини в подовжньому напрямку (діафрагмальний або черевний тип дихання). Зазвичай головну роль у вдиху грає діафрагмальне дихання. Оскільки люди-істоти двоногі, при кожному русі ребер і грудини змінюється центр ваги тіла і виникає необхідність пристосувати до цього різні м'язи.

Рис. 10 (Зміна положення передньої стінки тіла при диханні) (Схематичне зображення грудної клітини, які рухи здійснюються при диханні.)

При спокійному подиху в людини звичайно досить еластичних властивостей і ваги перемістилися тканин, щоб повернути їх у становище, попереднє вдиху. Таким чином, видих в спокої відбувається пасивно внаслідок поступового зниження активності м'язів, створюють умова для вдиху. Активний видих може виникнути внаслідок скорочення внутрішніх міжреберних м'язів на додаток до інших м'язовим групам, які опускають ребра, зменшують поперечні розміри грудної порожнини і відстань між грудиною і хребтом. Активний видих може також відбутися внаслідок скорочення черевних м'язів, яке притискає нутрощі до розслабленої діафрагми і зменшує подовжній розмір грудної порожнини. Розширення легкого знижує (на час) загальне внутрілегочное (альвеолярне) тиск. Воно дорівнює атмосферному, коли повітря не рухається, а голосова щілина відкрита. Воно нижче атмосферного, поки легені не наповняться при вдиху, і вище атмосферного при видиху. Внутриплевральное тиск теж змінюється протягом дихального руху; але воно завжди нижче атмосферного (тобто завжди негативне).

Зміни обсягу легкого

У людини легені займають близько 6% обсягу тіла незалежно від його ваги. Обсяг легкого змінюється при вдиху не всюди однаково. Для цього є три головні причини, по-перше, грудна порожнина збільшується нерівномірно у всіх напрямках, по-друге, не асі частини легені однаково розтяжним. По-третє, передбачається існування гравітаційного ефекту, який сприяє зсуву легені донизу.

Об'єм повітря, що вдихається при звичайному (неусиленном) вдиху і видихається при звичайному (неусиленном) видиху, називається дихальним повітрям. Обсяг максимального видиху після попереднього максимального вдиху називається життєвою ємністю. Вона не дорівнює всьому обсягу повітря в легені (загальному обсягу легені), оскільки легені повністю не спадаються. Об'єм повітря, який залишається в наспавшихся легень, називається залишковим повітрям. Є додатковий обсяг, який можна вдихнути при максимальному зусиллі після нормального вдиху. А те повітря, що видихається максимальним зусиллям після нормального видиху, це резервний обсяг видиху. Функціональна залишкова ємність складається з резервного обсягу видиху і залишкового обсягу. Це той знаходиться в легенях повітря, у якому розбавляється нормальний дихальний повітря (таблиця 2). Внаслідок цього склад газу в легенях після одного дихального руху звичайно різко не міняється.

т Абліцов 2. Розподіл обсягу і ємності легень у дорослих.



Хвилинний обсяг V-це повітря, що вдихається за одну хвилину. Його можна обчислити, помноживши середній дихальний обсяг (Vt) на число подихів у хвилину (f), або V = fVt. Частина Vt, наприклад, повітря в трахеї і бронхах до кінцевих бронхіол і в деяких альвеолах, не бере участь у газообміні, так як не приходить у зіткнення з активним легеневим ліжечок - це так зване "мертве" простір (Vd). Частина Vt, яка бере участь у газообміні з легеневою кров'ю, називається альвеолярним обсягом (VA).

З фізіологічної точки зору альвеолярна вентиляція (VA) - найбільш істотна частина зовнішнього дихання VA = f (Vt-Vd), тому що вона є тим обсягом вдихуваного за хвилину повітря, що обмінюється газами з кров'ю легеневих капілярів.



Легеневе дихання

Газ є таким станом речовини, при якому воно рівномірно розподіляється по обмеженому обсязі. У газовій фазі взаємодія молекул між собою незначно.

Коли вони стикаються зі стінками замкнутого простору, їх рух створює певну силу; ця сила, прикладена до одиниці площі, називається тиском газу і виражається в міліметрах ртутного стовпа, або торрах; тиск газу пропорційно числу молекул і їх середньої швидкості. При кімнатній температурі тиск будь-якого виду молекул; наприклад, O2 або N2, не залежить від присутності молекул іншого газу. Загальне вимірюється тиск газу дорівнює сумі тисків окремих видів молекул (так званих парціальних тисків) чи РB = РN2 + Ро2 + Рн2o + РB, де РB - барометричний тиск. Частку (F) даного газу (x) в сухий газової суміші потужно обчислити по наступному рівнянню:

Fx = Px/PB-PH2O

І навпаки, парціальний тиск давнього газу (x) можна обчислити з його частки:

Рx-Fx (РB-Рн2o).

Сухий атмосферне повітря містить 2О, 94% O2 * РO2 = 20,94 / 100 * 760 торр (на рівні моря) = 159,1 торр.

Газообмін в легенях між альвеолами і кров'ю відбувається шляхом дифузії. Дифузія виникає в силу постійного руху молекул газу до забезпечує перенос молекул з області більш високої їх концентрації в область, де їх концентрація нижче.

Газові закони

На величину дифузії газів між альвеолами і кров'ю впливають деякі суто фізичні фактори. 1. Щільність газів. Тут діє закон Грема. Він говорить, що в газовій фазі при інших рівних умовах відносна швидкість дифузії двох газів обернено пропорційна квадратному кореню з їх щільності. 2. Розчинність газів в рідкому середовищі. Тут діє закон Генрі: згідно з цим законом, маса газу, розчиненого в даному об'ємі рідини при постійній температурі, пропорційна розчинності газу в цієї рідини і парціальному тиску газу, що знаходиться в рівновазі з рідиною. 3. Температура. З підвищенням температури зростає середня швидкість руху молекул (підвищується тиск) і падає розчинність газу в рідині при даній температурі. 4. Градієнт тиску. До газів в дихальній системі докладемо закон Фіка.

Коефіцієнти дифузії

Виходячи з розчинності і величини молекул, коефіцієнт дифузії для СО2 приблизно в 2,7 рази більше; ніж для О2. Оскільки ця величина постійна і температура в легенях зазвичай товстішим залишається постійною, то тільки парціальні тиску цих газів визначають напрямок газообміну між легкими і альвеолами. При розгляді фізіологічних аспектів газообміну в легенях слід враховувати 1) легеневий кровообіг в альвеолах, 2) доступну для дифузії поверхню, 3) характеристики альвеолярної та капілярної тканин і 4) відстань, на яке відбувається дифузія.

Визначити дифузійну здатність легень, яка визначається як коефіцієнт переносу (ТLx, або DLx деяких дослідників), можна, вимірявши кількість газу (x), переносний кожну хвилину на кожен торр різниці парціального тиску в альвеолах (РAx) і капілярах (Pсар), або:

Тx = Vx / PAx-Pсар;

ТLx варіює залежно від досліджуваного газу і його місця в легені. ТLx кисню в усьому легкому людини в стані спокою коливається від 19 до 31 мл / хв на 1 Торре. При легкій фізичній роботі воно зростає до 43 мл / хв.

Співвідношення між вентиляцією і перфузією

Ефективність легеневого дихання варіює в різних частинах легені. Ця варіабельність в значній мірі пояснюється поданням про співвідношення між вентиляцією і перфузією (VA / Q). Зазначене співвідношення визначається числом вентильованих альвеол, які стикаються з добре перфузіруемимі капілярами. При спокійному подиху в людини верхні відділи легкого розправляються повніше, ніж нижні відділи, але при вертикальному положенні нижні відділи перфузируется кров'ю краще, ніж верхні. У міру збільшення дихального об'єму нижні частини легені використовуються все більше і все краще перфузируется. Співвідношення V / Q в нижній частині легені прагне до одиниці.

Транспорт дихальних газів

Близько О, 3% О2, що міститься в артеріальній крові великого кола при нормальному Ро2, розчинене в плазмі. Решта кількість знаходиться у неміцному хімічному поєднанні з гемоглобіном (НЬ) еритроцитів. Гемоглобін є білок з приєднаною до нього железосодержащей групою. Fе + кожної молекули гемоглобіну з'єднується неміцно і зупинити з одного молекулою О2. Повністю насичений киснем гемоглобін містить 1,39 мл. О2 на 1 г Нb (в деяких джерелах вказується 1,34 мл), якщо Fе + окислен до Fе +, то таке з'єднання втрачає здатність переносити О2.

Повністю насичений киснем гемоглобін (НbО2) володіє більш сильними кислотними властивостями, ніж відновлений гемоглобін (Нb). У результаті в розчині, що має рН 7,25, звільнення 1мМ О2 з НbО2 робить можливим засвоєння Про, 7 мМ Н + без зміни рН; таким чином, виділення О2 надає буферне дію.

Співвідношення між числом вільних молекул О2 і кількістю молекул, що з гемоглобіном (НbО2), описується кривої дисоціації О2 (рис.7). НbО2 може бути представлений в одній з двох форм: або як частка з'єднаний з киснем гемоглобіну (% НbО2), або як обсяг О2 на 100 мл крові в узятій пробі (об'ємні відсотки). В обох випадках форма кривої дисоціації кисню залишається однією і тією ж.

Насичення тканин киснем

Транспорт O2 з крові в ті ділянки тканини, де він використовується, відбувається шляхом простої дифузії. Оскільки кисень використовується головним чином в мітохондріях, відстані, на які відбувається дифузія в тканинах, видаються великими порівняно з обміном у легенях. У м'язової тканини присутність міоглобіну, як вважають, полегшує дифузію O2. Для обчислення тканинного Po2 створено теоретично моделі, які передбачають чинники, що впливають на надходження і споживання O2, а саме відстань між капілярами, ліжок в капілярах і тканинний метаболізм. Найнижче



Po2 встановлено у венозному кінці і на півдорозі між капілярами, якщо прийняти, що ліжок в капілярах однаковий і що вони паралельні.



Гігієна дихання

Фізіології найбільш важливі гази - O2, CO2, N2. Вони присутні в атмосферному повітрі в пропорціях зазначених у табл. 1. Крім того, атмосфера містить водяні пари в сильно варіюють кількостях.



таблиця 3.

Компонент

Вміст,%


Кисень

20,95


Двоокис вуглецю

0,03


Азот

78,09


Аргон

0,93

З точки зору медицини при недостатньому постачанні тканин киснем виникає гіпоксія. Короткий виклад різних причин гіпоксії може служити і скороченим оглядом всіх дихальних процесів. Нижче в кожному пункті вказані порушення одного або більше процесів. Систематизація їх дозволяє розглядати всі ці явища одночасно.

I. недостатній транспорт О2 кров'ю (аноксеміческая гіпоксія) (вміст О2 в артеріальній крові великого кола знижений).

А. Знижений РO2:

1) недолік О2 у вдихуваному повітрі;

2) зниження легеневої вентиляції;

3) зниження газообміну між альвеолами і кров'ю;

4) змішування крові великого і малого кола,

Б. Нормальне РO2:

1) зниження вмісту гемоглобіну (анемія);

2) порушення здатності гемоглобіну приєднувати O2

II. Недостатній транспорт крові (гипокинетическая гипок Росія).

А. Недостатнє кровопостачання:

1) у всій серцево-судинної системи (серцева недостатність)

2) місцеве (закупорка окремих артерій)

Б. Порушення відтоку крові;

1) закупорка певних вен;

В. Недостатнє постачання кров'ю при збільшеної потреби.

III. Нездатність тканини використовувати вступник О2 (гістотоксіческая гіпоксія).

Водне середовище життя

На думку більшості авторів, які вивчають виникнення життя на Землі, еволюційно первинної середовищем життя була саме водне середовище. Цьому положенню ми знаходимо чимало непрямих підтверджень. Перш за все, більшість організмів не здатні до активної життєдіяльності без надходження води в організм або, принаймні, без збереження певного вмісту рідини усередині організму. Внутрішнє середовище організму, в якій відбуваються основні фізіологічні процеси, очевидно, як і раніше зберігає риси того середовища, в якому відбувалася еволюція перших організмів. Так, вміст солей в крові людини (підтримуване на відносно постійному рівні) близько до такого в океанічній воді. Властивості водної океанічного середовища багато в чому визначили хіміко-фізичну еволюцію всіх форм життя.

Мабуть, головною відмітною особливістю водного середовища є її відносна консервативність. Скажімо, амплітуда сезонних або добових коливань температури у водному середовищі набагато менше, ніж у наземно-повітряному. Рельєф дна, відмінність умов на різних глибинах, наявність коралових рифів і інш. створюють різноманітність умов у водному середовищі.

Особливості водного середовища є наслідком фізико-хімічних властивостей води. Так, велике екологічне значення мають висока щільність і в'язкість води. Питома маса води порівнянна з такою тіла живих організмів. Щільність води приблизно в 1000 разів більша за густину повітря. Тому водні організми (особливо, активно рухаються) стикаються з великою силою гідродинамічного опору. Еволюція багатьох груп водних тварин з цієї причини йшла в напрямку формування форми тіла і типів руху, що знижують лобове опору, що призводить до зниження енерговитрат на плавання. Так, обтічна форма тіла зустрічається у представників різних груп організмів, що мешкають у воді, - дельфінів (ссавців), костистих і хрящових риб.

Висока щільність води є також причиною того, що механічні коливання (вібрації) добре поширюються у водному середовищі. Це мало важливе значення в еволюції органів почуттів, орієнтації в просторі і комунікації між водними мешканцями. Вчетверо більша, ніж у повітрі, швидкість звуку у водному середовищі визначає більш високу частоту ехолокаційних сигналів. У зв'язку з високою щільністю водного середовища її мешканці позбавлені обов'язкової зв'язку з субстратом, яка характерна для наземних форм і пов'язана з силами гравітації. Тому є ціла група водних організмів (як рослин, так і тварин), які існують без обов'язкової зв'язку.

Список літератури

1. Гальперін М.В. Екологічні основи природокористування. - М.: ИНФРА-М, 2002. - 420 с.

2. Глобальні екологічні проблеми / / Державне та муніципальне управління в сфері охорони навколишнього середовища: Учеб. посібник / За общ.ред. А.Т. Нікітіна, С.А. Степанова. - М., 2001. - С. 11-40

3. Зацепина Г.М. Фізичні властивості і структура води. - М.: Изд-во МГУ, 1987. - 171 с.

4. Лепихин А.П., Пшеничне Р.А. До проблеми оцінки комбінованого впливу забруднюючих речовин у водних об'єктах / / Проблеми регіональної екології. - 2000. - № 6. - С.32 - 38

5. Лисичкин Г.В. Людина і середовище її проживання. - М.: Республіка, 2003. - 322 с.

6. Львович М.І. Вода і життя: (Водні ресурси, їх перетворення та охорона). - М.: думка, 1986. - 254 с.

7. Платонов А.П. Основи загальної та інженерної екології - Ростов н / Д.: Фенікс, 2003. - 310 с.

8. Природокористування: підручник / Под ред. Е.А. Арустамова. - 2-е вид., Перераб. і доп. - М.: Ізд.дом «Дашков і К», 2000. - 284 с.

9. Тарасов В.І. Гідросфера: Навчальний посібник. - Владивосток: Вид-во Далекосхідного університету, 1990. - 156 с.

10. Екологія: Учеб. для вузів / В.М. Большаков та ін; Під ред. Г.В. Тягунова - М.: ИНФРА-М, 2000. - 428 с.

11. Яковець Ю.В. Риси глобального світу / / Екологія і життя. - 2001. - № 5 (22). - С. 8 - 11

12. Яковлєв С.В., Губій І.Г., Павлінова І.І. Комплексне використання водних ресурсів. - М.: Вища школа, 2005. - 384 с.

13. Н.П. Наумов, М.М. Карташов "Зоологія хребетних"

14. К. Шмідт-Ніельсен "Фізіологія тварин" (переклад з англійської М. Д. Гроздової)

15. "Основи фізіології" під редакцією П. Стеркі переклад з англійської Н. Ю. Алексєєнко.

16. Короткий довідник школяра 5-11 класи (1998р.), видавничий дім "Дрофа".

17. Біологія. Загальні закономірності. 9 клас (2003р.) "Дрофа". С.Г. Мамонтов, В. Б. Захаров, Н.І. Сонін.

18. Біологія. Посібник для вступників до вузів. (1984р.) "Вища школа" Е.В. Семенов, С.Г. Мамонтов, В.Л. Коган.

19. Біологія. Введення в загальну біологію та екологію. 9 клас. (2003р.). "Дрофа" А.А. Каменський, Е.А. Кріксунов, В.В. пасічник.

20. Мегаенциклопедія, http://mega.km.ru

21. Великий Енциклопедичний словник. - М.: Велика російська енциклопедія, 1998.

22. Просвітництво, 1992. - 160 с.: Іл. - ISBN 5-09-004171-7.

41

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Біологія | Реферат
182.3кб. | скачати


Схожі роботи:
Вплив епіфіза та його гормонів на функціонування організму
Біологія людини Її складові частини
Біологія людини Її складові частини 2
Використання демонстраційного досліду як засобу вивчення функціонування рослинного організму в розділі
Життєдіяльность організму людини
Рівні організації організму людини
Адаптація людини і функціональний стан організму
Стан організму людини в різних екологічних умовах ср
Регенерація тканин людини Алергічні реакції організму
© Усі права захищені
написати до нас