Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Организм человека как единая саморазвивающаяся и саморегулирующаяся биологическая система

XX век характеризуется формированием системных концепций в биологии, физиологии, медицине и других науках, развитием киберне­тики, философской разработкой категорий системы, части и целого, элементов структуры.
В общепринятом смысле система — это форма организации ка­кой-либо деятельности. Человеческий организм — сложная биологи­ческая система. Все органы человеческого тела взаимосвязаны, нахо­дятся в постоянном взаимодействии и в совокупности являются еди­ной саморегулируемой и саморазвивающейся системой. Рассмотрение этого понятия следует начинать с общих основ биологии.

Итогом многолетних фундаментальных исследований явилась следующая общепринятая схема строения организма.
При эволюционном развитии человека двигательная активность оказала существенное влияние на морфологическую функцию, связанную с закономерностями строения и процесса формообразова­ния организма и его отдельных органов в онтогенезе и филогенезе.
Онтогенез — индивидуальное развитие живого существа, охва­тывающее все изменения, происходящие в организме от стадии опло­дотворения яйца до окончания его жизни.
Филогенез – процесс организма человека в течение всего времени существования жизни на земле

Подобно другим организмам, тело человека имеет клеточное строение.
Клетка — это элементарная живая система. Она является ос­новой развития животных и растительных организмов. Клетки разно­образны по своим размерам, форме и функциям, но все они имеют не­которые общие черты строения. Основные части любой клетки — ци­топлазма и ядро.
В ядре клетки расположены нитевидные образования — хромо­сомы, которые являются носителями наследственных задатков орга­низма, передающихся от родителей. В ядре клетки человека (кроме половых клеток) содержится по 46 хромосом.
Клетка покрыта мембраной, состоящей из нескольких слоев мо­лекул и обеспечивающей избирательную проницаемость веществ.
В цитоплазме — полужидкой внутренней среде клетки — распо­ложены мельчайшие структуры — органоиды, к которым относятся эндоплазматическая сеть, рибосомы, митохондрии, лизосомы, ком­плекс Гольджи, клеточный центр и др. Органоиды подобно органам тела выполняют определенные функции, обеспечивая жизнедеятель­ность клетки. Например, в рибосомах образуются белки, в митохондриях вырабатываются вещества, служащие источником энергии[1].

В состав клеток входят разные химические соединения. Часть из них — неорганические — встречаются и в неживой природе. Однако для клеток наиболее характерны органические соединения, молекулы которых имеют очень сложное строение.

Вода и соли относятся к неорганическим соединениям. Больше всего в клетках воды. Она необходима для всех жизненных процессов. В водном растворе происходит химиче­ское взаимодействие различных веществ. Находящиеся в растворен­ном состоянии питательные вещества из межклеточного пространства проникают в клетку через мембрану. Вода также способствует удале­нию из клетки веществ, которые образуются в результате протекаю­щих в ней реакций.

Соли содержатся в цитоплазме и ядре в малых концентрациях, но их роль в жизни клеток очень велика. Наиболее важны для процес­сов жизнедеятельности клетки соли калия, натрия, кальция, магния и др.
Главная роль в осуществлении функций клетки принадлежит ор­ганическим соединениям. Среди них наибольшее значение имеют белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты.

Белки — это основные и наиболее сложные вещества любой живой клетки. По размерам белковая молекула в сотни, тысячи раз превосходит молекулы неорганических соединений. Без белков нет жизни. Некоторые белки ускоряют химические реакции, играя роль ка­тализаторов. Такие белки называются ферментами.

Белки являются основным пластическим материалом, из кото­рых построены клетки всех тканей организма. Однако при длительном голодании, когда истощаются запасы углеводов и жиров, белки ис­пользуются как источник энергии.

Жиры и углеводы имеют менее сложное строение. Они явля­ются строительным материалом клетки и служат источником энергии для процессов жизнедеятельности организма.

Нуклеиновые кислоты образуются в клеточном ядре. Отсюда и произошло их название (от лат. nucleus — ядро). Входя в состав хромосом, нуклеиновые кислоты участвуют в хранении и передаче на­следственных свойств клетки. Нуклеиновые кислоты обеспечивают образование белков.

Клетка обладает рядом свойств: она растет и размножается, восстанавливается, обменивается энергией и веществом с окружаю­щей средой, адаптируется к условиям среды. Сохраняя свою относи­тельную автономию, клетки входят в состав той или иной тканевой системы.

Ткань — это совокупность клеток, имеющих одинаковое строе­ние, функцию и происхождение, и межклеточного вещества. В зависи­мости от функциональной специализации выделяют типы тканей:
— эпителиальные ткани обеспечивают обмен веществ между ор­ганизмом и окружающей средой, а также выполняют защитную и тер­морегуляционную функции;
— соединительные ткани объединяют хрящевую, костную, соб­ственно соединительную ткань. Они выполняют пластическую, защит­ную и механическую (опорную) функции и играют важную роль в пита­нии тканей; — мышечная ткань включает поперечно-полосатые и гладкие мышцы, обеспечивающие двигательную активность, регуляцию веге­тативных процессов;
— нервная ткань состоит из нервных клеток, обеспечивающих восприятие, трансформацию и проведение возбуждений.

Органы — это части организма, выполняющие определенные функции. Организм человека состоит из органов: сердце, легкие, поч­ки, рука, глаз и др.

Орган имеет свою, только ему свойственную форму и положение в организме. В зависимости от выполняемых функций раз­ным бывает и строение органа. Обычно орган состоит из нескольких тканей, нередко из четырех основных. Одна из них играет первосте­пенную роль. Так, преобладающая ткань кости — костная, ткань желе­зы — эпителиальная, главная ткань мускула — мышечная. В то же время в каждом органе есть соединительная, нервная и эпителиаль­ная ткани (кровеносные сосуды).

Орган является частью целостного организма и поэтому вне ор­ганизма работать не может. В то же время организм способен обхо­дится без некоторых органов. Об этом свидетельствует хирургические удаления конечностей, глаза, зубов. Каждый из органов является со­ставной частью сложной физиологической системы органов.

Система органов. Жизнь организма обеспечивается взаимо­действием большого числа разных органов. Органы, объединенные определенной физиологической функцией, составляют физиологическую систему. Различают следующие физиологические системы: по­кровную, систему опоры и движения, пищеварительную, кровеносную, дыхательную, выделительную, половую, эндокринную, нервную.

В покровную систему входит кожа и слизистые оболочки. Кожа покрывает тело снаружи. Слизистые оболочки выстилают изнутри по­лости носа, рта, дыхательных путей и пищеварительной системы. Ко­жа и слизистые оболочки предохраняют организм от внешних воздей­ствий — высыхания, колебаний температуры, повреждений, проникно­вения в организм возбудителей болезней и ядовитых веществ.

Система опоры и движения представлена большим числом костей и мышц. Кости, соединяясь между собой, образуют скелет. При любых положениях тела, например, при стоянии, сидении, лежании, все его органы опираются на кости. В этом состоит опорная функция скелета. Скелет выполняет и защитную функцию, ограничивая полос­ти, занятые внутренними органами. Например, ребра, позвонки, груди­на образуют грудную клетку, в полости которой располагаются сердце, легкие. Скелет и мышцы обеспечивают движение тела. Соединенные между собой кости являются рычагами, которые приводятся в движе­ние сокращением прикрепляющихся к ним мышц. Пищеварительная система включает следующие органы: язык, зубы, слюнные железы, глотку, пищевод, желудок, кишечник, пе­чень, поджелудочную железу. В органах пищеварения пища измель­чается, смачивается слюной, на нее воздействуют желудочный и дру­гие пищеварительные соки. В результате образуются необходимые организму питательные вещества. Они всасываются в кишечнике и доставляются кровью ко всем клеткам организма.

Кровеносная система состоит из сердца и кровеносных сосу­дов. Сердце, сокращаясь, проталкивает кровь по сосудам к органам и тканям, где происходит непрерывный обмен веществ. Благодаря та­кому обмену клетки постоянно получают кислород и другие необходи­мые вещества и освобождаются от ненужных веществ, таких как угле­кислый газ и другие продукты распада.

Дыхательная система участвует в обеспечении организма ки­слородом и в освобождении его от углекислого газа. Воздух поступает сначала в носовую полость, затем в носоглотку, гортань и дальше в трахею и легкие. В легких воздух соприкасается с огромной сетью кро­веносных сосудов. Здесь происходит обмен кислородом и углекислым газом.

Выделительная система выполняет функцию удаления жид­ких продуктов обмена веществ. Основными органами этой системы являются почки. В них образуется моча, которая по мочеточникам сте­кает в мочевой пузырь. Там она накапливается и в определенный мо­мент выбрасывается наружу.

Половая система выполняет функцию размножения. В половой системе формируются половые клетки. К этой системе относятся муж­ские половые железы — семенники, женские половые железы — яич­ники. В матке происходит развитие плода.

Эндокринная система включает различные железы внутренней секреции. Каждая из желез вырабатывает выделяет в кровь особые химические вещества (гормоны), которые участвуют в регуляции функций всех клеток и тканей организма.

Нервная система объединяет все системы организма, регули­рует и согласовывает их деятельность. Любое нарушение связи между нервной системой и органом приводит к прекращению его нормально­го функционирования. Посредством чувствительных клеток — рецеп­торов, расположенных в органах зрения, слуха, равновесия, обоняния, осязания, поддерживается постоянная связь организма с окружающей средой. Нервная система отвечает за психическую деятельность че­ловека, его поведение.

Системы органов работают не изолированно, а объединяются для достижения полезного организму результата. Такое временное объединение органов и систем органов называют функциональной системой.

Например, быстрый бег может быть обеспечен функциональной системой, включающей большое число различных органов и систем: нервную систему, органы движения, дыхания, кровообращения, пото­отделения и другие.

Теорию функциональных систем разработал отечественный фи­зиолог академик П. К. Анохин[2]. Итак, организм человека имеет сложное строение: он состоит из систем органов, каждая система — из различных органов, каждый ор­ган — из нескольких тканей, ткань — из множества сходных клеток и межклеточного вещества.

Клетки, ткани, органы и системы органов в организме работают как единое целое. Их согласованная работа регулируется двумя спо­собами: гуморальным (от лат. humor — жидкость) — с помощью хими­ческих веществ через жидкие среды организма (кровь, лимфу, меж­клеточную жидкость) и с помощью нервной системы.

Гуморальная регуляция осуществляется с помощью биологи­чески активных химических веществ, вырабатываемых в организме. Многие из этих веществ оказывают значительное физиологическое действие даже в очень малых концентрациях. Часть этих веществ очень быстро разрушается, действие других биологически активных веществ более продолжительное.

В организме имеются специальные органы — железы, выраба­тывающие биологически активные вещества. Существует два типа желез. Одни имеют протоки, через которые вещества выделяются в полости тела, органов или на поверхность кожи. Их называют железа­ми внешней секреции. Это слезные, потовые, слюнные железы, желе­зы желудка и др.

Железы, не имеющие специальных протоков и выделяющие ве­щества в протекающую через них кровь, называют железами внутрен­ней секреции. К ним относятся гипофиз, щитовидная и вилочковая же­лезы, надпочечники и другие железы.

Биологически активные вещества, выделяемые железами внут­ренней секреции, называют гормонами. Гормоны разносятся кровью по всему организму и оказывают влияние на функции многих систем органов и на жизнедеятельность организма в целом. Гормоны регулируют процессы обмена веществ, роста и развития.

Работа всех желез внутренней секреции строго согласована. По­вышенная или пониженная выработка гормона какой-либо одной же­лезой стимулирует или угнетает функцию другой.

Гуморальная регуляция является древней формой взаимодейст­вия клеток и органов. Она имеет особенно большое значение для низших организмов. В процессе эволюции животных гуморальная ре­гуляция постепенно дополняется наиболее совершенными механиз­мами нервной регуляции.

Нервная регуляция физиологических процессов заключается во взаимодействии органов с помощью нервной системы. Нервные влия­ния всегда предназначаются определенным органам и тканям и рас­пространяются во много раз быстрее химических веществ.

Нервная система осуществляет регуляцию деятельности орга­низма посредством биоэлектрических импульсов. Основными нервны­ми процессами являются возбуждение и торможение, возникающие в нервных клетках. Возбуждение — деятельное состояние нервных кле­ток. Торможение — состояние нервных клеток, когда их активность направлена на восстановление; Сон, например, является состоянием нервной системы, когда подавляющее большинство нервных клеток заторможено. Нервная система состоит из центрального и периферического отделов. Центральный отдел представлен головным и спинным моз­гом. К периферическому отделу относятся нервы и нервные узлы.

Часть нервной системы, которая регулирует работу скелетных мышц, называется соматической (от греч. soma — тело). Посредст­вом соматической нервной системы человек может управлять движе­ниями, произвольно вызывать или прекращать их.

Часть нервной системы, регулирующую деятельность внутренних органов, называют автономной. Работа автономной нервной системы не подчиняется воле человека. В автономной нервной системе разли­чают два отдела: симпатический и парасимпатический. Большинство внутренних органов снабжено нервами этих двух отделов. Как прави­ло, они оказывают противоположное влияние на органы.

Изменение функций организма определяется условиями внеш­ней и внутренней среды. Мозг постоянно получает информацию об изменении условий. Между мозгом и всеми органами существуют дву­сторонние связи: от органов к мозгу и от мозга к органам. Благодаря двусторонним связям мозг обеспечивает соответствие работы органов потребностям организма.

Нервная и гуморальная регуляции обеспечивают взаимосвязь и согласованную работу всех систем органов, поэтому организм функ­ционирует как единое целое.

Нервный и гуморальный способы регуляции тесно между собой связаны. На деятельность нервной системы постоянно оказывают влияние приносимые с током крови химические вещества. Однако са­мо образование большинства химических веществ и выделение их в кровь находятся под постоянным контролем нервной системы. Поэто­му регуляция физиологических функций в организме не может осуще­ствляться ни чисто нервным, ни исключительно гуморальным путем.

Регулируемое постоянство внутренней среды было названо У. Кенноном гомеостазисом[3]. Основным механизмом поддержания постоянства показателей деятельности разных систем организма яв­ляется саморегуляция функций.

Отдельные группы клеток, органы и системы органов взаимно влияют друг на друга и обеспечивают важнейшее свойство организ­ма — саморегуляцию всех его физиологические процессов. Только надежность процессов саморегуляции обеспечивает под­держание постоянства химического состава и физико-химических свойств клеток тела. Без этого невозможно нормальное существова­ние и даже жизнь организма.