Анатомия и физиология. Гайворонский, Ничипорук. Учебник допущено Министерством образования Российской Федерации в качестве учебника для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования
 Скачать 12.08 Mb.
|
|
Контрольные вопросы. Какие методы исследования применяют в анатомии. Назовите объект анатомического исследования. Какие плоскости и оси используют в анатомии в качестве ориентиров. Какие методы исследования применяют в физиологии Глава ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ОРГАНИЗМ КАК ЕДИНОЕ ЦЕЛОЕ. ОСНОВЫ ЦИТОЛОГИИ И ГИСТОЛОГИИ. Структурно-функциональная организация человеческого тела Человек занимает в ряду позвоночных высшее место, относится к типу хордовых, chordata; подтипу позвоночных, vertebrata; классу млекопитающих, mammalia, для которых характерно живорождение и питание новорожденных молоком матери. В классе млекопитающих человек относится к подклассу рождающих, theria, имеющих плаценту и молочные железы отряду приматов, primates; подотряду обезьян и человекообразных обезьян, anthropoidea; надсемейству человекоподобных, hominoidea; семейству человека, hominide, и виду человек разумный, homo В строении тела человека условно можно выделить следующие уровни организации) организменный (организм человека как единое целое) системоорганный (системы органов) органный (органы) тканевой (ткани) клеточный (клетки) субклеточный (клеточные органеллы и корпускулярно-фибрил- лярно-мембранные структуры). Следует отметить, что в представленной структурной организации тела человека прослеживается четкая соподчиненность. Организменный, системоорганный и органный уровни строения тела человека являются анатомическими объектами исследования, тканевой, клеточный и субклеточный — объектами гистологических, цитологических и ультраструктурных исследований. Изучение структурной организации тела человека целесообразно начинать с простейшего морфологического уровня — клеточного, основным элементом которого является клетка. Тело взрослого человека состоит из огромного количества клеток (примерно 10 12 —10 14 ). 3.2. Клетка Строение и функции. Клетка — это элементарная структурная, Функциональная и генетическая единица всех живых организмов Рис. 3.1. Схема микроскопического строения животной клетки — ядро 2 — плазмолемма; 3 — микроворсинки; 4 — эндоцитозные вакуоли 5 — гранулярная эндоплазматическая сеть 6 — митохондрия 7 — лизосомы 8 — рибосомы 9 — микрофиламенты; 10— агранулярная эндоплазматическая сеть 11 — комплекс Гольджи; 12 — центриоль и микротрубочки 13 — выделение гранул секрета Она была открыта в 1665 г. Р. Гуком. Форма и размеры клеток варьируют, однако существуют общие принципы их строения (рис. 3.1). Любая клетка имеет клеточную мембрану — плазмолемму (цитолем му), которая отделяет ее от внеклеточной среды или окружающих клеток. Молекулярную основу плазмолеммы составляют два слоя фосфолипидов со встроенными в них белками, которые выполняют роль белковых каналов или пор. Важнейшие функции плазмолеммы — пограничная, биотранс формирующая, транспортная и рецепторная. Пограничная функция заключается в отграничении цитоплазмы от окружающей среды и взаимодействии с ней. Биотрансформирующая функция — это обеспечение биохимических превращений поступающих в клетку веществ, в том числе и лекарственных. Транспортная функция — это перенос через мембрану веществ, необходимых для поддержания постоянства внутренней среды. Транспорт может быть пассивным фильтрация, диффузия, осмос) и активным (белковые насосы. Рецепторная функция — это способность клетки к избирательному взаимодействию с определенными химически активными веществами гормонами, медиаторами и др.). Кроме оболочки (плазмолеммы) каждая клетка состоит из двухосновных компонентов — ядра и цитоплазмы. Ядро окружено ядерной оболочкой — кариолеммой (нуклеолем- мой. Она отделяет ядро от цитоплазмы, выполняя формообразующую и транспортную функции. Ядро заполнено ядерным соком — кариоплазмой, в состав которой входят белки, необходимые для синтеза нуклеиновых кислот. В ядре осуществляется хранение, передача и реализация генетической информации, регуляция жизнедеятельности клетки. Основной единицей хранения генетической информации служит хроматин, состоящий из комплекса ДНК и соответствующий хромосомам, которые неразличимы как индивидуальные структуры вин терфазном ядре. Цитоплазма участвует в процессах метаболизма и поддержания постоянства внутренней среды клетки. Она содержит постоянно присутствующие структуры, специализированные на выполнении определенных функций, которые называют органеллами (органоидами) и временными компонентами — включениями, образованными в результате накопления продуктов метаболизма. Выделяют органеллы общего назначения и специализированные. В свою очередь органеллы общего назначения по наличию мембраны классифицируют на мембранные и немембранные. К мембранным органеллам относят эндоплазматическую сеть, комплекс Гольджи, лизосомы и пе- роксисомы, вакуоли, митохондрии немембранными являются рибосомы, клеточный центр, микротрубочки и микрофиламенты, реснички (табл. Эндоплазматическая сеть (ЭПС) обеспечивает синтез липидов, углеводов и белков, служит главным депо ионов Са 2+ , обеспечивает Т а блица. Классификация органелл Органеллы общего назначения Специализированные органеллы мембранные немембранные Эндоплазматическая сеть Комплекс Гольджи Лизосомы и перокси- сомы Вакуоли Митохондрии Рибосомы Клеточный центр Микротрубочки и микрофиламенты Реснички Акросома спермато зоида Микроворсинки эпителия тонкой кишки Микротрубочки вкусовых луковиц Мерцательные реснички клеток эпителия дыхательных путей транспорт веществ внутри клетки. Выделяют две разновидности ЭПС: гранулярную (шероховатую) и агранулярную (гладкую). На наружной поверхности мембраны агранулярной сети отсутствуют рибосомы, поэтому она имеет гладкую форму. Пластинчатый комплекс (комплекс Гольджи) синтезирует полисахариды и гликопротеины, обеспечивает химическую доработку секрета и его транспорт за пределы клетки, а также обеспечивает усложнение структуры белка, синтезированного ЭПС. Лизосомы и пероксисомы осуществляют переваривание поглощенных клетками вещества также расщепление биогенных макромолекул. Они содержат ферменты, обеспечивающие метаболизм различных веществ, в том числе чужеродных (включая лекарственные, и обезвреживание токсичных продуктов обмена. Вакуоли обеспечивают хранение различных веществ, в том числе продуктов обмена. Митохондрии участвуют в генерации и аккумуляции энергии. Рибосомы синтезируют белки. Клеточный центр принимает участие в. делении клеток. Микротрубочки обеспечивают поддерживающую функцию мик рофиламенты выполняют сократительную функцию, принимают участие в образовании межклеточных контактов. Кроме органелл общего значения существуют специализированные. Например, акросома сперматозоида играет важную роль в механизме оплодотворения микроворсинки клеток эпителия тонкой кишки способствуют процессам всасывания микротрубочки рецепторных клеток вкусовых луковиц языка участвуют в кодировании информации о свойствах пищевых веществ мерцательные реснички клеток эпителия трахеи и бронхиального дерева обеспечивают дренажную функцию дыхательных путей. Кроме того, в клетке имеются необязательные элементы — включения, которые подразделяют на трофические — питательные капли жира, гликоген секреторные гормоны, биологически активные вещества экскреторные — подлежащие удалению мочевина пигментные — эндогенные (внутренние) — меланин, и экзогенные — поступившие снаружи пыль, красители (например, в тату ировках). Одно из важных свойств клетки — размножение. Соматические клетки делятся путем митоза, половые — мейоза. В результате митоза клетка получает полный (диплоидный) набор хромосом — 23 пары. В результате мейоза в половых клетках остается половинный (гаплоидный) набор хромосом. Время существования клетки от одного деления до другого или отделения до гибели называют клеточным циклом. Он состоит из нескольких периодов: 1-й — фаза деления (М); 2-й — пресинтетический период (G1) — период накопления различных веществ й — синтетический период (S) — происходит образование питательных веществ, удвоение генетического материала; 4-й — постсинтетический (G 2 ) — клетка готовится к делению. Химический состав клетки. В состав клетки входит около 70 химических элементов периодической системы Д. И. Менделеева. В животной клетке около 98 % массы составляют четыре элемента водород, кислород, углерод и азот, которые относят к макроэлементам. Ниже приведен химический состав животной клетки, % общей массы клетки: вода......................................................................................... неорганические ионы. белки. РНК и ДНК. липиды. полисахариды. низкомолекулярные продукты обмена веществ. Кроме макроэлементов в клетке присутствуют элементы в десятых и сотых долях процента натрий, калий, кальций, хлор, фосфор, сера, железо и магний — макро-микроэлементы. Каждый из них выполняет важную функцию в клетке. Например, ионы натрия, калия и хлора обеспечивают проницаемость клеточных мембран для различных веществ и проведение импульса по нервному волокну. Кальций и фосфор участвуют в формировании костной ткани, кроме того, кальций принимает участие в свертывании крови. Железо входит в состав гемоглобина эритроцитов, магний содержится в ряде ферментов. Остальные элементы (цинк, медь, йод, фтор и др) содержатся в очень малых количествах — в общей сложности до 0,02 % — микроэлементы. В специализированных клетках они участвуют в образовании биологически активных веществ цинк входит в состав гормона поджелудочной железы — инсулина йод — компонент гормонов щитовидной железы. Большинство металлов-микроэлементов входят в состав различных ферментов. Все химические элементы находятся в организме в виде ионов или входят в состав различных неорганических и органических соединений. Более подробно о роли каждого из химических соединений будет сказано в главе Обмен веществ и энергии. Ткани Клетки в организме не могут существовать изолированно, в совокупности с межклеточным веществом они формируют ткани. Ткань — это интеграция клеток и межклеточного вещества, специализирующихся на выполнении определенных функций. В ряде Таблица. Основные виды тканей Эпителиальные (эпителии) Соединительные Мышечные Нервная 1. По функции: покровный железистый сенсорный. По количеству слоев: однослойный многослойный. По форме кле ток: плоский кубический цилиндрический призматический. Собственно соединительные ткани (волокнистые): рыхлая плотная. Скелетные соединительные ткани: хрящевые (гиалиновый, эластический и волокнистый хрящи) костные (грубово локнистая и пластинчатая. Ткани со специальными свойствами: жировая (белая и бурая) кровь, лимфа и кроветворные ткани миелоидная и лим фоидная) 1. Гладкая мышечная ткань. Поперечно полосатая мышечная ткань: скелетная сердечная. Собственно нервная ткань. Нейроглия случаев клетки, составляющие ткань, характеризуются общностью происхождения и строения. Межклеточное вещество — это совокупный продукт деятельности клеток, содержание, состав и физико-хи- мические свойства которого служат характерным признаком каждой ткани. Основным компонентом ткани являются клетки, но иногда межклеточное вещество может играть более важную роль, обеспечивая, например, механическую прочность кости или хряща. Различают четыре основные морфофункциональные группы тканей эпителиальные, соединительные, мышечные и нервную. Каждая группа тканей имеет несколько разновидностей. Основные из них представлены в табл. Эпителиальные ткани Эпителиальные ткани (эпителий) осуществляют преимущественно пограничную, или покровную, и секреторную функции. Находясь на границе между тканями тела и внешней средой, они выполняют защитную, или барьерную, функцию. Через них происходит обмен веществ между организмом и внешней средой. Эпителий покрывает поверхность тела и полые органы, являясь составной частью слизистой оболочки пищеварительного тракта, дыхательных путей, мочеполовой системы и т.д. Эпителиальные ткани образуют многочисленные железы, которые выделяют различные секреты. Основными морфологическими признаками эпителия являются следующие) пограничное положение между тканями внутренней и внешней сред) расположение клеток тесно сомкнутыми пластами) положение клеток в один или несколько слоев на базальной мембране (базальная мембрана — особое структурное образование между эпителием и подлежащей рыхлой соединительной тканью) минимальное количество межклеточного вещества) отсутствие сосудов, в результате чего питание осуществляется путем диффузии из подлежащих тканей) высокая способность к регенерации — восстановлению после повреждения. Эпителиальные ткани выполняют в организме человека многочисленные функции) разграничительная и барьерная — основная функция эпителия, заключающаяся в разделении внутренней и внешней сред организма) защитная — предупреждение повреждающего действия механических, физических (температура, лучевые воздействия, химических и микробных факторов как за счет механической прочности, таки секреции защитного слоя слизи, образования роговых чешуек, выработки веществ с антимикробным действием) транспортная — перенос через эпителий во внутренние среды различных питательных веществ или по их поверхности слизи с пылевыми частицами и т.д.; 4) всасывание — эпителии активно всасывают различные вещества, что особенно ярко выражено в кишечнике и почечных канальцах) секреторная — эпителий образует слизистые оболочки полых органов, которые выделяют различные соки, а также являются ведущими тканями крупных желез) экскреторная — участие в удалении из организма конечных продуктов обмена веществ (с мочой, потом, желчью) и различных соединений, например лекарственных веществ) сенсорная (рецепторная, чувствительная) — выполняя разграничительную функцию, эпителии за счет специализированных структур обеспечивают восприятие механических, химических и других видов сигналов, исходящих как из внешней, таки внутренней сред Эпителий по функции подразделяют на железистый, покровный и сенсорный. Железистый эпителий образует слизистые оболочки внутренних органов и крупные железы покровный эпителий образует разнообразные выстилки, например входит в состав кожи сенсорный (чувствительный) эпителий входит в состав органов чувств. По форме клеток, образующих эпителиальные ткани, выделяют плоский, кубический, призматический и цилиндрический эпи телий. По количеству слоев эпителий классифицируют на однослойный и многослойный. Если все клетки прилежат к базальной мембране, то эпителий — однослойный. В свою очередь однослойный эпителий бывает однорядными многорядным. Многорядный эпителий отличается от многослойного тем, что у многорядного эпителия каждая клетка прилежит к базальной мембране, ау многослойного — каждый последующий слой контактирует только с эпителиальными клетками, а к базальной мембране не прилежит (рис. 3.2). Многослойный плоский эпителий в зависимости от наличия или отсутствия рогового Рис. 3.2. Основные виды эпителия: а — однослойный цилиндрический б — однослойный кубический в — однослойный плоский (мезотелий); г — однослойный многорядный д — многослойный плоский неороговевающий; е — многослойный плоский ороговевающий; ж — многослойный переходный (орган не наполнен з — многослойный переходный (орган наполнен Таблица. Локализация эпителия в организме человека Форма Локализация Однослойный эпителий плоский (мезотелий) кубический цилиндрический многорядный цилиндрический (призматический) мерцательный Многослойный эпителий: плоский ороговева ющий плоский неороговева ющий кубический цилиндрический переходный (форма клеток зависит от степени наполнения ор гана) Брюшина, плевра, перикард Канальцы почек, протоки желез, мелкие бронхи Слизистая оболочка желудка, кишечника, маточных труб, желчные пути, проток поджелудочной железы Полость носа, гортань, трахея, бронхи Эпидермис кожи Роговица и конъюнктива глазного яблока, слизистая оболочка полости рта, глотки, вла галище Стенка фолликулов яичника, протоки потовых и сальных желез Крупные выводные протоки слюнных и молочных желез Почечные чашки, лоханка, мочеточник, мочевой пузырь, часть мочеиспускательного канала слоя подразделяют на ороговевающий или неороговевающий. Общие сведения о локализации эпителиев различной формы в организме человека представлены в табл. Соединительные ткани Соединительные ткани широко распространены в организме человека. Они выполняют прежде всего механические связующие функции, соединяя друг с другом различные структуры, образуют внутреннюю среду организма и участвуют в поддержании ее постоянства Они характеризуются выраженным преобладанием межклеточного вещества над клетками. Соединительные ткани выполняют в организме человека многочисленные функции) трофическую — обеспечение других тканей питательными веществами) транспортную — перенос питательных веществ, газов, продуктов метаболизма) регуляторную — влияние на функции других тканей посредством гормонов и биологически активных веществ) защитную — обеспечение механической защиты, специфических и неспецифических иммунных реакций) дыхательную — соединительные ткани участвуют в процессах газообмена, протекающих в тканях и органах) опорную — соединительная ткань образует пассивную часть опорно-двигательной системы — кости и хрящи образует строму большинства внутренних органов и формирует тем самым их внутренний каркас соединительная ткань образует и внешний каркас органов — капсулы. К соединительным тканям относят собственно соединительную ткань, которая включает в себя рыхлую соединительную ткань и плотную соединительную ткань скелетные соединительные ткани — хрящевые и костную соединительную ткань со специальными свойствами — в эту группу включают жировую ткань, кровь, лимфу и кроветворные ткани. Собственно соединительная ткань. Она содержит ретикулярные, коллагеновые и эластические волокна. Рыхлая соединительная ткань (рис. 3.3) характеризуется сравнительно невысоким содержанием только ретикулярных волокон в межклеточном веществе, ко- Рис. 3.3. Собственно соединительная ткань а — рыхлая б — плотная Рис. 3.4. Виды хрящевых тканей а — гиалиновый хрящ б — эластический хрящ в — волокнистый хрящ торые формируют тонкие растяжимые трехмерные сети. Она покрывает снаружи мышцы и ряд внутренних органов. Коллагеновые волокна отличаются высокой механической прочностью и составляют основу плотной волокнистой соединительной ткани (сухожилия, связки и фасции. Эластические волокна по механическим свойствам менее прочные, они способны растягиваться, а после прекращения действия силы возвращаться к исходной длине и толщине. Плотная соединительная ткань отличается высоким содержанием волокон, преимущественно коллагеновых, формирующих толстые пучки, которые занимают основной объем ткани. |