Название:
Анатомия и физиология человека с возрастными особенностями детского организма.
Сапин М.Р., Сивоглазов В.И.
Год издания:
2002
Размер:
3.89 МБ
Формат:
pdf
Язык:
Русский
В представленном пособии "Анатомия и физиология человека с возрастными особенностями детского организма" рассмотрены основные этапы развития человека, структура человеческого тела: освещены клетки, ткани, органы и системы органов человека - остеоартрология, спланхнология, система органов дыхания, мочевыделительная и половая системы, эндокринный аппарат, нервная система.
Название:
Анатомия опорно-двигательного аппарата
Пивченко П.Г., Трушель Н.А.
Год издания:
2014
Размер:
55.34 МБ
Формат:
pdf
Язык:
Русский
Описание:
Книга "Анатомия опорно-двигательного аппарата" под ред., Пивченко П.Г., и соавт., рассматривает общую остеологию: функцию и строение костей, их развитие, классификацию, а также возрастные особенности... Скачать книгу бесплатно
Название:
Большой атлас анатомии человека
Винсент Перез
Год издания:
2015
Размер:
25.64 МБ
Формат:
pdf
Язык:
Русский
Описание:
"Большой атлас анатомии человека" Висенте Переза представляет собой компактные иллюстрации всех разделов по нормальной анатомии человека. Атлас содержит рисунки, схемы, фотограммы освещающих костно-мы... Скачать книгу бесплатно
Название:
Остеология. 5-е издание.
Год издания:
2010
Размер:
31.85 МБ
Формат:
pdf
Язык:
Русский
Описание:
Представленное Вашему вниманию учебное пособие по анатомии "Остеология", где довольно емко, в то же время, кратко и доступно освещены вопросы остеологии - начального раздела анатомии человека, изучающ... Скачать книгу бесплатно
Название:
Анатомия мышечной системы. Мышцы, фасции и топография.
Гайворонский И.В., Ничипорук Г.И.
Год издания:
2005
Размер:
9.95 МБ
Формат:
pdf
Язык:
Русский
Описание:
Учебное пособие "Анатомия мышечной системы. Мышцы, фасции и топография" как всегда на высоком уровне рассматривает с присущей доступностью описания материала основные вопросы миологии, где отражены по... Скачать книгу бесплатно
Название:
Анатомія людини.
Кравчук С.Ю.
Год издания:
2007
Размер:
143.36 МБ
Формат:
pdf
Язык:
Украинский
Описание:
Представленная книга "Анатомія людини" Кравчука С.Ю. любезно предоставлена нам непосредственно ее автором для популяризации и облегчения изучения базовой для всей медицинской науки и одной из наиболее... Скачать книгу бесплатно
Название:
Функциональная анатомия органов чувств
Год издания:
2011
Размер:
87.69 МБ
Формат:
pdf
Язык:
Русский
Описание:
Представленная книга "Функциональная анатомия органов чувств" под ред., Гайворонского И.В., и соавт., рассматривает анатомию органа зрения, равновесия и слуха. Представлены особенности их иннервации и... Скачать книгу бесплатно
Название:
Функциональная анатомия эндокринной системы
Гайворонский И.В., Нечипорук Г.И.
Год издания:
2010
Размер:
70.88 МБ
Формат:
pdf
Язык:
Русский
Описание:
Учебное пособие "Функциональная анатомия эндокринной системы" под ред., Гайворонского И.В., и соавт., рассматривает нормальную анатомию желез внутренней секреции, их иннервацию и кровоснабжение. Описа... Скачать книгу бесплатно
Название:
Иллюстрированный атлас анатомии человека
МакМиллан Б.
Год издания:
2010
Размер:
148.57 МБ
Формат:
pdf
Язык:
Русский
Описание:
Практическое руководство "Иллюстрированный атлас анатомии человека" под ред., МакМиллана Б., является прекрасно иллюстрированным атласом по нормальной анатомии человека. Атлас рассматривает строение...
В пособии изложены основные сведения по анатомии и физиологии человека с позиций современной медицинской науки. Особо выделены возрастные изменения, происходящие в организме ребенка. Книга написана в доступной форме. Тексты снабжены рисунками, схемами, таблицами, способствующими легкому усвоению материала. Учебным пособием могут пользоваться и студенты педВУЗов.
Эпителиальная ткань.
Эпителий эпителиальной ткани образует поверхностные слои кожи, покрывает слизистую оболочку полых внутренних органов, поверхности серозных оболочек, а также образует железы. В связи с этим выделяют покровный эпителий и железистый эпителий.
Покровный эпителий занимает в организме пограничное положение, отделяя внутреннюю среду от внешней, защищает организм от внешних воздействий, выполняет функции обмена веществ между организмом и внешней средой.
Железистый эпителий образует железы, различные по форме, расположению и функциям. Эпителиальные клетки (гландулоциты) желез синтезируют и выделяют вещества - секреты, участвующие в различных функциях организма. Поэтому железистый эпителий называют также секреторным эпителием.
Покровный эпителий образует сплошной пласт, состоящий из плотно расположенных клеток, соединенных друг с другом с помощью различных видов контактов. Эпителиоциты всегда лежат на базальной мембране, богатой углеводно-белково-липидными комплексами, от которых зависит ее избирательная проницаемость. Базальная мембрана отделяет эпителиальные клетки от подлежащей соединительной ткани. Эпителии обильно снабжены нервными волокнами и рецепторными окончаниями, передающими в центральную нервную систему сигналы о различных внешних воздействиях. Питание клеток покровного эпителия осуществляется путем диффузии тканевой жидкости из подлежащей соединительной ткани.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение 3
Основные этапы развития человека 6
Строение тела человека 17
Клетки 17
Деление клеток (клеточный цикл) 24
Ткани 27
Эпителиальная ткань 27
Соединительные ткани 30
Собственно соединительная ткань 30
Скелетные ткани 33
Кровь и ее функции 37
Мышечные ткани 43
Нервная ткань 47
Органы, системы и аппараты органов 50
Опорно-двигательный аппарат 52
Учение о костях и их соединениях (остеоартрология) 52
Общая анатомия скелета 52
Общая анатомия соединения костей. 60
Строение скелета 65
Позвоночный столб 66
Грудная клетка 74
Череп 76
Скелет конечностей 94
Мышечная система 110
Строение и функции скелетных мышц 110
Мышцы и фасции частей тела 117
Мышцы туловища 118
Мышцы и фасции головы 129
Мышцы и фасции шеи 133
Мышцы и фасции конечностей 135
Учение о внутренностях (спланхнология) 149
Пищеварительная система 151
Полость рта 152
Глотка и пищевод 158
Желудок 162
Тонкая кишка 165
Толстая кишка 168
Печень. 172
Желчный пузырь 174
Поджелудочная железа 175
Брюшинная полость. Брюшина 177
Пищеварение. Питательные вещества 179
Пищеварение в полости рта 182
Пищеварение в желудке 184
Пищеварение в тонкой кишке 186
Пищеварение в толстой кишке 189
Всасывание 189
Система органов дыхания 191
Воздухоносные пути 191
Полость носа 191
Гортань 194
Трахея и бронхи 199
Легкие 200
Плевра 203
Средостение 205
Дыхание 205
Механизм вдоха и выдоха 207
Газообмен в легких 208
Транспорт газов кровью 210
Мочевыделительная система 212
Мочевые органы 212
Почки 212
Почечные чашки. Лоханка. Мочеточники 217
Мочевой пузырь 218
Механизмы образования и выведения мочи 220
Половая система 224
Мужские половые органы 224
Внутренние мужские половые органы 224
Наружные мужские половые органы 228
Женские половые органы 232
Внутренние женские половые органы 235
Наружные женские половые органы 239
Половые клетки. Сперматогенез и овогенез 242
Железы, не имеющие протоков (эндокринные железы) 249
Классификация и строение желез внутренней секреции 253
Гипофиз 253
Щитовидная железа 258
Паращитовидные железы 260
Надпочечники 261
Эндокринная часть половых желез 264
Эндокринная часть поджелудочной железы 265
Шишковидное тело 266
Одиночные гормонообразующие клетки 267
Учение о сосудах (ангиология) 268
Сердце и кровеносные сосуды 268
Сердце 277
Перикард 281
Работа сердца 285
Кровеносные сосуды 290
Сосуды малого круга кровообращения 290
Артерии большого круга кровообращения 291
Вены большого круга кровообращения 306
Нижняя полая вена и ее притоки 309
Воротная вена и ее притоки 310
Органы кроветворения и иммунной системы 316
Центральные органы иммунной системы 324
Периферические органы иммунной системы 325
Лимфатическая система 331
Нервная система 336
Центральная нервная система 340
Спинной мозг 340
Головной мозг 346
Оболочки спинного и головного мозга 371
Проводящие пути головного и спинного мозга 375
Локализация функций в коре полушарий
большого мозга 381
Высшая нервная деятельность. 387
Периферическая нервная система 391
Черепные нервы 391
Спинномозговые нервы 397
Автономная (вегетативная) нервная система 402
Органы чувств 407
Орган зрения 407
Оптическая система и аккомодационный аппарат глаза 413
Проводящий путь зрительного анализатора 414
Орган слуха и равновесия (преддверно-улитковый орган) 416
Орган равновесия (вестибулярный аппарат
внутреннего уха) 420
Орган слуха (звуковоспринимающий аппарат внутреннего уха) 422
Органы вкуса и обоняния 426
Орган вкуса 426
Орган обоняния 427
Кожа и ее производные 428.
Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Анатомия и физиология человека, Сапин М.Р., Сивоглазов В.И., 2002 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.
-- [ Страница 1 ] --
ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
М. Р. САПИН, В. И. СИВОГЛАЗОВ
АНАТОМИЯ
И ФИЗИОЛОГИЯ
ЧЕЛОВЕКА
(С ВОЗРАСТНЫМИ ОСОБЕННОСТЯМИ
Министерством образования Российской Федерации
в качестве учебного пособия для студентов
средних педагогических учебных заведений
3-е издание, стереотипное
2002 УДК611/612(075.32) ББК28.86я722 С 19 Издательская программа «Учебники и учебные пособия для педагогических училищ и колледжей»
Руководитель программы З.А.Нефедова Рецензенты:
зав. кафедрой анатомии и спортивной морфологии Академии физической культуры, член-корреспондент РАМН, профессор Б.А.Никитюк;
зав. кафедрой анатомии человека Московского медицинского стоматологического института, доктор медицинских наук, профессор Л. Л. Колесников Сапин М.Р., Сивоглазов В. И.
С19 Анатомия и физиология человека (с возрастны ми особенностями детского организма): Учеб. посо бие для студ. сред. пед. учеб. заведений. - 3-е изд., стереотип. - М.: Издательский центр «Академия», 2002. - 448 с, 8 л. ил.: ил.
ISBN 5-7695-0904-Х В пособии изложены основные сведения по анатомии и фи зиологии человека с позиций современной медицинской науки.
Особо выделены возрастные изменения, происходящие в орга низме ребенка.
Книга написана в доступной форме. Тексты снабжены ри сунками, схемами, таблицами, способствующими легкому ус воению материала.
Учебным пособием могут пользоваться и студенты педвузов.
УДК 611/612(075.32) ББК28.86я © Сапин М.Р., Сивоглазов В.И., ISBN 5-7695-0904-Х © Издательский центр «Академия», ВВЕДЕНИЕ Анатомия и физиология - это важнейшие науки о стро ении и функциях человеческого организма. Знать, как ус троен человек, как «работают» его органы, должен каж дый медик, каждый биолог, тем более что и анатомия и физиология относятся к биологическим наукам.
Человек, как представитель животного мира, подчиня ется биологическим закономерностям, присущим всем живым существам. В то же время человек отличается от животных не только своим строением. Он отличается раз витым мышлением, интеллектом, наличием членораздель ной речи, социальными условиями жизни и обществен ными взаимоотношениями. Труд и социальная среда ока зали большое влияние на биологические особенности че ловека, существенно изменили их.
Знание особенностей строения и функций человече ского организма полезно любому человеку, тем более что иногда, при непредвиденных обстоятельствах, может воз никнуть потребность оказать помощь пострадавшему: оста новить кровотечение, сделать искусственное дыхание. Зна ние анатомии и физиологии дает возможность разрабаты вать гигиенические нормы, необходимые в быту и на про изводстве для сохранения здоровья человека.
Анатомия человека (от греч. anatome - рассечение, рас членение) - это наука о формах и строении, происхожде нии и развитии человеческого организма, его систем и ор ганов. Анатомия изучает внешние формы тела человека, его органы, их микроскопическое и ультрамикроскопиче ское строение. Анатомия изучает человеческий организм в различные периоды жизни, начиная от зарождения и фор мирования органов и систем у зародыша и плода и до стар ческого возраста, изучает человека в условиях влияния внешней среды.
Физиология (от греч. physis - природа, logos - наука) изучает функции, процессы жизнедеятельности всего ор ганизма, его органов, клеток, взаимосвязей и взаимодей ствия в теле человека в различные возрастные периоды и в условиях изменяющейся внешней среды.
Большое внимание в анатомии и физиологии уделяется детскому возрасту, в период быстрого роста и развития человеческого организма, а также пожилому и старческо му возрасту, когда проявляются инволютивные процессы, нередко способствующие различным заболеваниям.
Знание основ анатомии и физиологии позволяет не толь ко понять самого себя. Детальные знания этих предметов формируют у специалистов биологическое и медицинское мышление, дают возможность понять механизмы процес сов, происходящих в организме, изучить взаимосвязи че ловека с внешней средой, происхождение вариантов те лосложения, аномалий и пороков развития.
Анатомия изучает строение, а физиология - функции практически здорового, «нормального» человека. В то же время среди медицинских наук имеются патологическая анатомия и патологическая физиология (от греч. pathia - болезнь, страдание), которые исследуют измененные бо лезнями органы и нарушенные при этом физиологические процессы.
Нормальным можно считать такое строение тела чело века, его органов, когда функции их не нарушены. Однако имеется понятие об индивидуальной изменчивости (вари антах нормы), когда масса тела, рост, телосложение, ин тенсивность обмена веществ отклоняются в ту или иную сторону от наиболее часто встречающихся показателей.
Сильно выраженные отклонения от нормального строения называются аномалиями (от греч. anomalia - неправиль ность, ненормальность). Если аномалия имеет внешнее проявление, искажающее вид человека, то тогда говорят о пороках развития, об уродствах, происхождение и строе ние которых изучает наука тератология (от греч. teras - урод).
Анатомия и физиология постоянно пополняются новы ми научными фактами, выявляют новые закономерности.
Прогресс этих наук связан с совершенствованием методов исследования, широким использованием электронного микроскопа, научными достижениями в области молеку лярной биологии, биофизики, генетики, биохимии.
Анатомия человека, в свою очередь, служит основой для ряда других биологических наук. Это антропология (от греч. anthropos - человек) - наука о человеке, его проис хождении, человеческих расах, их расселении по террито риям Земли;
гистология (от греч. histos - ткань) - учение о тканях человеческого организма, из которых построены органы;
цитология (от греч. kytus- клетка) - наука о стро ении и жизнедеятельности различных видов клеток;
эм бриология (от греч. embryon - зародыш) - наука, исследу ющая развитие человека (и животных) во внутриутробном периоде жизни, образование, формирование отдельных органов и организма в целом. Все эти науки являются час тью общего учения о человеке. Однако, появившись в не драх анатомии, они в разное время отделились от нее бла годаря появлению новых методов исследования, развитию новых научных направлений.
Изучению человека, его внешних форм и пропорций его тела способствует пластическая анатомия. Рентгенанатомия, благодаря проникающей способности рентгенов-ских лучей, исследует строение и взаимоположение костей скелета и других органов, имеющих различную плотность тканей.
Метод эндоскопии (от греч. endo - внутри, scopia - в конце слова - исследование зеркалами) дает возможность с по мощью трубок и оптических систем рассмотреть изнутри полые внутренние органы. Анатомия и физиология пользу ются различными экспериментальными методами, что дает возможность исследовать и понять механизмы изменений и приспособительных процессов в органах и тканях, изучить резервные возможности их жизнедеятельности.
Анатомия и физиология изучают строение и функции тела человека по частям, вначале - отдельные его органы, системы и аппараты органов. Анализируя полученные ре зультаты, анатомия и физиология изучают в конечном итоге целостный человеческий организм.
ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЧЕЛОВЕКА Каждый человек имеет свои индивидуальные особен ности, наличие которых определяется двумя факторами. Это наследственность - черты, унаследованные от родителей, а также результат влияния внешней среды, в которой че ловек растет, развивается, учится, работает.
Индивидуальное развитие, или развитие в онтогенезе, происходит во все периоды жизни - от зачатия до смерти.
В онтогенезе человека (от греч. on, род. падеж ontos - суще ствующее) выделяют два периода: до рождения (внутриут робный) и после рождения (внеутробный). Во внутриут робном периоде, от зачатия и до рождения, зародыш (эм брион) развивается в теле матери. В течение первых недель происходят основные процессы формирования ор ганов, частей тела. Этот период получил название эмбрио нального, а организм будущего человека - эмбрион (заро дыш). Начиная с 9-й недели развития, когда уже начали обозначаться основные внешние человеческие черты, орга низм называют плодом, а период - плодным.
После оплодотворения (слияния сперматозоида и яйце клетки), которое происходит обычно в маточной трубе, об разуется одноклеточный зародыш - зигота. В течение 3- дней зигота дробится (делится). В результате образуется многоклеточный пузырек - бластула с полостью внутри.
Стенки этого пузырька образованы клетками двух видов:
крупных и мелких. Из мелких клеток формируются стенки пузырька - трофобласт, из которого в дальнейшем созда ется внешний слой оболочек зародыша. Более крупные клет ки (бластомеры) образуют скопления - эмбриобласт (за чаток зародыша), который располагается внутри трофо бласта (рис. 1). Из этого скопления («узелка») развиваются зародыш и прилежащие к нему внезародышевые структу ры (кроме трофобласта). Зародыш, имеющий вид пузырь ка, на 6-7-й день беременности внедряется (имплантиру ется) в слизистую оболочку матки. На второй неделе раз вития зародыш (эмбриобласт) разделяется на две пластин Рис. 1. Положение эмбриона и зародышевых оболочек на разных стадиях развития человека:
А - 2-3 нед.;
1 - полость амниона, 2 - тело эмбриона, 3 - желточный мешок, 4 - трофобласт;
Г - плод 4-5 мес:
1 - тело эмбриона (плода), 2 - амнион, 3 - желточный мешок, 4 - хорион, 5 - пупочный канатик ки. Одна пластинка, прилежащая к трофобласту, получила название наружного зародышевого листка (эктодермы).
Внутренняя пластинка, обращенная в полость пузырька, составляет внутренний зародышевый листок (энтодерму).
Края внутреннего зародышевого листка разрастаются в сто роны, изгибаются и образуют желточный пузырек. Наруж ный зародышевый листок (эктодерма) формирует амнио тический пузырек. В полости трофобласта вокруг желточного и амниотического пузырьков рыхло располагаются клетки внезародышевой мезодермы - эмбриональной соедини тельной ткани. В месте соприкосновения желточного и ам ниотического пузырьков образуется двухслойная пластин ка - зародышевый щиток. Та пластинка, которая прилежит к амниотическому пузырьку, образует наружную часть за родышевого щитка (эктодерму). Пластинка зародышевого щитка, которая прилежит к желточному пузырьку, явля ется зародышевой (кишечной) энтодермой. Из нее разви ваются эпителиальный покров слизистой оболочки органов пищеварения (пищеварительного тракта) и дыхательных путей, а также пищеварительные и некоторые другие же лезы, включая печень и поджелудочную железу.
Трофобласт вместе с внезародышевой мезодермой об разуют ворсинчатую оболочку зародыша - хорион, учас твующий в образовании плаценты («детского места»), че рез которую зародыш получает питание от организма матери.
На 3-й неделе беременности (с 15-17-го дня эмбриоге неза) зародыш приобретает трехслойное строение, разви ваются его осевые органы. Клетки наружной (эктодермаль ной) пластинки зародышевого щитка смещаются к задне му его концу. В результате у эктодермальной пластинки об разуется утолщение - первичная полоска, ориентирован ная кпереди. Передняя (краниальная) часть первичной по лоски имеет небольшое возвышение - первичный (гензе новский) узелок. Клетки наружного узелка (эктодермы), лежащие впереди первичного пузырька, погружаются в промежуток между наружной (эктодермальной) и внут ренней (энтодермальной) пластинками и образуют хор дальный (головной) отросток, из которого формируется спинная струна - хорда. Клетки первичной полоски, про растая в обе стороны между наружной и внутренней пла стинками зародышевого щитка и по бокам от хорды, об разуют средний зародышевый листок - мезодерму. Заро дыш становится трехслойным. На 3-й неделе развития из эктодермы начинает формироваться нервная трубка.
От задней части энтодермальной пластинки во внезаро дышевую мезодерму (так называемую амниотическую нож ку) выпячивается аллантоис. По ходу аллантоиса от зароды ша через амниотическую ножку к ворсинкам хориона про растают также кровеносные (пупочные) сосуды, которые в дальнейшем образуют основу пупочного канатика.
На 3-4-й неделе развития тело зародыша (зародышевый щиток) постепенно обособляется от внезародышевых ор ганов (желточного мешка, аллантоиса, амниотической ножки). Зародышевый щиток изгибается, по его сторонам формируется глубокая борозда - туловищная складка. Эта складка отграничивает края зародышевого листка от амни она. Тело зародыша из плоского щитка превращается в объемное, эктодерма покрывает зародыш со всех сторон.
Энтодерма, оказавшаяся внутри тела зародыша, свер тывается в трубочку и образует зачаток будущей кишки.
Узкое отверстие, сообщающее эмбриональную кишку с желточным мешком, в дальнейшем превращается в пупоч ное кольцо. Из энтодермы формируются эпителий и желе зы желудочно-кишечного тракта и дыхательных путей. Из эктодермы образуются нервная система, эпидермис кожи и ее производные, эпителиальная выстилка ротовой поло сти, анального отдела прямой кишки, влагалища и другие органы.
Эмбриональная (первичная) кишка вначале замкнута спереди и сзади. В переднем и заднем концах тела зародыша появляются впячивания эктодермы - ротовая ямка (буду щая ротовая полость) и анальная (заднепроходная) ямка.
Между полостью первичной кишки и ротовой ямкой спе реди имеется двухслойная (эктодерма и энтодерма) перед няя (глоточная) мембрана. Между кишкой и заднепроход ной ямкой имеется заднепроходная мембрана, также двух слойная. Передняя (глоточная) мембрана прорывается на 3- 4-й неделях развития. На 3-м месяце прорывается задняя (заднепроходная) мембрана. Амнион, заполненный амни отической жидкостью, окружает зародыш, предохраняя его от различных повреждений, сотрясений. Рост желточного мешка постепенно замедляется, и он редуцируется.
В конце 3-й недели развития начинается дифференци ровка мезодермы. Из мезодермы возникает мезенхима. Дор сальная часть мезодермы, расположенная по бокам от хор ды, подразделяется на 43-44 пары сегментов тела - соми тов. В сомитах различают три части. Переднемедиальная - склеротом, из которого развиваются кости и хрящи скеле та. Латеральнее склеротома находится миотом, из которого формируется поперечно-полосатая скелетная мускулатура.
Кнаружи лежит дерматом, из которого возникает собствен но кожа.
Из передней (вентральной) несегментированной части мезодермы (спланхнотома) образуются две пластинки. Одна из них (медиальная, висцеральная) прилежит к первич ной кишке и называется спланхноплеврой. Другая (латераль ная, наружная) прилежит к стенке тела зародыша, к экто дерме и называется соматоплеврой. Из этих пластинок раз виваются брюшина, плевра (серозные оболочки), а про странство между пластинками превращается в брюшинную, плевральную и перикардиальную полости. Из мезенхимы вентральной несегментированной мезодермы (спланхното ма) образуются неисчерченная гладкая мышечная ткань, соединительная ткань, кровеносные и лимфатические со суды, клетки крови. Из мезенхимы спланхнотомов разви ваются также сердце, почки, корковое вещество надпо чечника, половые железы и другие структуры.
К концу первого месяца внутриутробного развития за канчивается закладка основных органов зародыша, кото рый имеет длину 6,5 мм.
На 5-8-й неделе у зародыша появляются плавникопо добные зачатки вначале верхних, а затем нижних конеч ностей в виде кожных складок, в которые позднее враста ют закладки костей, мышц, сосудов и нервов.
На 6-й неделе появляются закладки наружного уха, на 6- 7-й неделе начинают формироваться пальцы рук, а затем ног. На 8-й неделе закладка органов заканчивается. Начиная с 3-го месяца развития зародыш принимает вид человека и называется плодом. На 10-м месяце плод рождается.
В течение всего плодного периода происходит рост и дальнейшее развитие уже образовавшихся органов и тка ней. Начинается дифференцировка наружных половых ор ганов. Закладываются ногти на пальцах. В конце 5-го месяца появляются брови и ресницы. На 7-м месяце открываются веки, начинает накапливаться жир в подкожной клетчатке.
После рождения ребенок быстро растет, увеличивается масса и длина его тела, площадь поверхности тела (табл. 1).
Рост человека продолжается в течение первых 20 лет его жизни. У мужчин увеличение длины тела заканчивается, как правило, в 20-22 года, у женщин - в 18-20 лет. Затем до 60-65 лет длина тела почти не изменяется. Однако в пожилом и старческом возрасте (после 60-70 лет) в связи с увеличением изгибов позвоночного столба и изменени ем осанки тела, истончением межпозвоночных дисков, уплощением сводов стопы длина тела ежегодно уменьша ется на 1-1,5 мм.
В течение первого года жизни после рождения рост ре бенка увеличивается на 21-25 см.
В периоды раннего и первого детства (1 год - 7 лет) скорость роста быстро уменьшается, в начале периода вто рого детства (8-12 лет) скорость роста составляет 4,5-5, см в год, а затем возрастает. В подростковом возрасте (12- 16 лет) годичная прибавка длины тела у мальчиков состав ляет в среднем 5,8 см, у девочек - около 5,7 см.
Таблица Длина, масса тела и площадь поверхности тела в различные возрастные периоды постнатального онтогенеза Показатели Новорожденный Возрастные периоды/ пол (м-мужской, ж-женский) 10 лет 8 лет 12 лет 14 лет м ж м ж м ж м ж м ж Длина тела, см 50,8 55,0 126,3 126,4 136,3 137,3 143,9 147,8 157,0 157, 3,5 3,4 26,1 25,6 32,9 31,8 35,8 38,5 46,1 49, Масса тела, кг 2200 2200 8690 9610 Площадь поверх- ности тела, см Показатели Возрастные периоды 18 лет 20 лет 16 лет 22 года 24 года 24-60 лет м ж м ж м ж м ж м ж м ж 174,7 162, Длина тела, см 169,8 160,2 172,3 161,8 173,6 162,8 174,7 162,8 174,5 162, Масса тела, кг 59,1 56,8 67,6 56,8 70,2 57,1 71,8 57,3 71,9 57,5 71,7 56, 14300 15850 Площадь поверх- 17255 17535 18000 ности тела, см П р и м е ч а н и е: цифровые данные взяты из книг «Человек. Морфобиологические данные» (1977), «Морфология челове ка» под ред. Б.А. Никитюка, В.П. Чтецова (1990).
При этом у девочек наиболее интенсивный рост наблю дается в возрасте от 10 до 13 лет, а у мальчиков - в под ростковом возрасте. Затем рост замедляется.
Масса тела к 5-6 месяцам после рождения удваивается.
Утраивается масса тела к году и увеличивается примерно в 4 раза к двум годам. Увеличение длины и массы тела идет примерно с одинаковой скоростью. Максимальное годич ное увеличение массы тела наблюдается у подростков: у девочек на 13-м, а у мальчиков - на 15-м году жизни. Масса тела увеличивается до 20-25 лет, а затем стабилизируется.
Стабильная масса тела обычно сохраняется до 40-46 лет.
Считается важным и физиологически оправданным сохра нять массу тела до конца жизни в пределах цифр 19-20 летнего возраста.
За последние 100-150 лет наблюдается ускорение мор фофункционального развития и созревания всего организ ма у детей и подростков (акселерация), которая в большей степени проявляется в экономически развитых странах. Так, масса тела у новорожденных детей за столетие возросла в среднем на 100-300 г, у годовалых - на 1500-2000 г. Длина тела также возросла на 5 см. Длина тела детей в периоды второго детства и у подростков увеличилась на 10-15 см, а у взрослых мужчин - на 6-8 см. Уменьшилось время, в течение которого возрастает длина тела человека. В конце XIX века рост продолжался до 23-26 лет. В конце XX века у мужчин рост тела в длину происходит до 20-22 лет, а у женщин до 18-20 лет. Ускорилось прорезывание молочных и постоянных зубов. Быстрее идет психическое развитие, половое созревание. В конце XX века по сравнению с его началом средний возраст прихода менструаций у девочек снизился с 16,5 до 12-13 лет, а время наступления мено паузы возросло с 43-45 до 48-50 лет.
После рождении, в период продолжающегося роста че ловека, у каждого возраста имеются свои морфофункцио нальные особенности.
У новорожденного ребенка голова округлая, большая, шея и грудь короткие, живот длинный, ноги короткие, руки длинные (рис. 2). Окружность головы на 1-2 см боль ше окружности груди, мозговой отдел черепа относитель но больше лицевого. Форма грудной клетки бочкообразная.
Позвоночник лишен изгибов, лишь незначительно выра жен мыс. Кости, образующие тазовую кость, не сращены между собой. Внутренние органы относительно крупнее, чем у взрослого человека. Так, например, масса печени Рис. 2. Изменения пропорций отделов тела в процессе роста.
КМ - средняя линия. Цифры вверху показывают, какую часть тела составляет голова. Деления, отмеченные цифрами справа, - соответствие отделов тела детей и взрослых;
цифры внизу - возраст новорожденного ребенка составляет "/20 массы тела, в то время как у взрослого человека - "/50. Длина кишечника в 2 раза больше длины тела, у взрослого человека - в 4-4, раза. Масса мозга новорожденного составляет 13-14% массы тела, а у взрослого человека лишь около 2%. Большими размерами отличаются надпочечники и тимус.
В грудном возрасте (10 дней - 1 год) тело ребенка ра стет наиболее быстро. Примерно с 6-ти месяцев начинает ся прорезывание молочных зубов. За первый год жизни раз меры ряда органов и систем достигают размеров, харак терных для взрослого (глаз, внутреннее ухо, центральная нервная система). В течение первых лет жизни быстро рас тут и развиваются опорно-двигательный аппарат, пищева рительная, дыхательная системы.
В период раннего детства (1-3 года) прорезываются все молочные зубы и происходит первое «округление», т.е. уве личение массы тела опережает рост тела в длину. Быстро прогрессирует психическое развитие ребенка, речь, память.
Ребенок начинает ориентироваться в пространстве. В тече ние 2-3-го годов жизни рост в длину преобладает над уве личением массы тела. В конце периода начинается проре зывание постоянных зубов. В связи с быстрым развитием мозга, масса которого к концу периода достигает уже 1100- 1200 г, быстро развиваются умственные способности, кау зальное мышление, длительно сохраняется способность уз навания, ориентация во времени, в днях недели.
В раннем и в первом детстве (4-7 лет) половые отличия (кро ме первичных половых признаков) почти не выражены, В период второго детства (8-12 лет) вновь преобладает рост в ширину, однако в это время начинается половое созревание, а к концу периода усиливается рост тела в дли ну, темпы которого больше у девочек.
Прогрессирует психическое развитие детей. Развивается ориентация в отношении месяцев и календарных дней.
Начинается половое созревание, более раннее у девочек, что связано с усилением секреции женских половых гор монов. У девочек в 8-9 лет начинает расширяться таз и округляться бедра, увеличивается секреция сальных желез, происходит оволосение лобка. У мальчиков в 10-11 лет начинается рост гортани, яичек и полового члена, кото рый к 12 годам увеличивается на 0,5-0,7 см.
В подростковом возрасте (12-16 лет) быстро растут и развиваются половые органы, усиливаются вторичные по ловые признаки. У девочек увеличивается количество во лос на коже лобковой области, появляются волосы в под мышечных впадинах, увеличиваются размеры половых ор ганов, молочных желез, щелочная реакция влагалищного секрета становится кислой, появляются менструации, уве личиваются размеры таза. У мальчиков быстро увеличива ются яички и половой член, вначале оволосение лобка раз вивается по женскому типу, набухают грудные железы. К концу подросткового периода (15-16 лет) начинается рост волос на лице, теле, в подмышечных впадинах, а на лоб ке - по мужскому типу, пигментируется кожа мошонки, еще больше увеличиваются половые органы, возникают первые эякуляции (непроизвольные семяизвержения).
В подростковом возрасте развивается механическая и сло весно-логическая память.
Юношеский возраст (16-21 год) совпадает с периодом созревания. В этом возрасте рост и развитие организма в основном завершается, все аппараты и системы органов практически достигают морфофункциональной зрелости.
Строение тела в зрелом возрасте (22-60 лет) изменяет ся мало, а в пожилом (61-74 года) и старческом (75- лет) прослеживаются характерные для этих возрастов пе рестройки, которые изучает специальная наука - герон тология (от греч.geron - старик). Временные границы ста рения варьируют в широких пределах у различных индиви дуумов. В старческом возрасте происходит снижение адап тивных возможностей организма, изменение морфофунк циональных показателей всех аппаратов и систем органов, среди которых важнейшая роль принадлежит иммунной, нервной и кровеносной системам.
Активный образ жизни, регулярные занятия физичес кой культурой замедляют процесс старения. Однако это возможно в пределах, обусловленных наследственными факторами.
Мужчину от женщины отличают половые признаки (табл.
2). Они делятся на первичные (половые органы) и вторич ные (развитие волос на лобке, развитие молочных желез, изменения голоса и др.).
В анатомии имеются понятия о типах телосложения. Те лосложение определяется генетическими (наследственны ми) факторами, влиянием внешней среды, социальными условиями. Выделяют три типа телосложения человека: ме зоморфный, брахиморфный и долихоморфный. При мезомор фном (от греч. mesos - средний, morphe - форма, вид) типе телосложения (нормостеники) анатомические особенности Таблица Некоторые половые отличия мужчин (м) и женщин (ж) Показатели Пол ж м Длила тела Больше Меньше Масса тела Больше Меньше Туловище (относительные Короче Длиннее размеры) Конечности {%%) Длиннее Короче Плечи Шире Уже Таз Уже Шире Грудная клетка Длиннее, шире Короче, уже Живот Короче Длиннее Масса мышц Больше Меньше Подкожная жировая Меньше Больше клетчатка Кожа Тоньше Толще Волосы Меньше, на Больше на лице, туловище, конеч- животе отсут ностях, обильные ствуют на лобке и животе до пупка строения тела приближаются к усредненным показателям нормы (с учетом возраста, пола). Лица брахиморфного (от греч. brachys - короткий) типа телосложения (гиперстени ки) имеют низкий рост, широкое туловище, склонны к полноте. Диафрагма у них расположена высоко, сердце ле жит на ней почти поперечно, легкие короткие, мышцы развиты хорошо. У лиц долихоморфного типа телосложения (от греч. dolichos - длинный) высокий рост, длинные ко нечности. Мускулатура развита слабо. Диафрагма располо жена низко, легкие длинные, сердце расположено почти вертикально.
Анатомия человека изучает строение нормального (ус редненного) человека, поэтому такую анатомию называ ют нормальной. Для удобства изучения положения орга нов, частей тела используют три взаимно перпендикуляр ные плоскости. Сагиттальная плоскость (от греч. sagitta - стрела) вертикально рассекает тело спереди назад. Фрон тальная плоскость (от лат. from - лоб) располагается пер пендикулярно сагиттальной, ориентирована справа налево.
Горизонтальная плоскость занимает перпендикулярное по ложение по отношению к первым двум, она отделяет вер хнюю часть тела от нижней.
Через тело человека можно провести большое число та ких плоскостей. Сагиттальную плоскость, отделяющую пра вую половину тела от левой, называют срединной плоско стью. Фронтальная плоскость отделяет переднюю часть тела от задней.
В анатомии выделяют термины средний (медиальный, лежащий ближе к срединной плоскости) и боковой (лате ральный, расположенный на удалении от срединной плос кости). Для обозначения частей верхних и нижних конеч ностей применяются понятия проксимальный - находящий ся ближе к началу конечности, и дистальный - располо женный дальше от туловища.
При изучении анатомии употребляют такие термины, как правый и левый, большой и малый, поверхностный и глубокий.
При определении у живого человека положения орга нов, проекции их границ на поверхности тела используют вертикальные линии, проведенные через определенные точки. Передняя срединная линия проводится по середине передней поверхности тела. Задняя срединная линия прохо дит вдоль остистых отростков позвонков. Обе эти линии соединяют правую половину тела с левой. Правая и левая грудинные (окблогрудинные) линии проходят вдоль соответ ствующих краев грудины. Среднеключичная линия проходит вертикально через середину ключицы. Подмышечные (пере дняя, средняя и задняя) линии проводятся через середину и соответствующие края подмышечной ямки. Лопаточная ли ния проходит через нижний угол лопатки. Околопозвоноч ная линия проводится рядом с позвоночником через ребер но-поперечные суставы.
1. Что такое зигота? Из чего и где она образуется?
2. Из каких эмбриональных структур образуются эктодерма и энто дерма? Какие органы из них развиваются в дальнейшем?
3. Когда и из чего образуется средний зародышевый листок?
4. Какие части выделяют у сомитов и у спланхнотома?
5. Какие факторы влияют на развитие зародыша?
6. Какие анатомические признаки характерны для новорожденного?
7. Какие системы и аппараты органов быстрее растут и развиваются у детей, подростков, в юношеском возрасте?
8. Назовите известные вам типы телосложения и их отличительные особенности.
СТРОЕНИЕ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА Человеческий организм, представляющий собой еди ную, целостную, сложно устроенную систему, состоит из органов и тканей. Органы, которые построены из тканей, объединены в системы и аппараты. Ткани, в свою оче редь, состоят из различных видов клеток и межклеточного вещества.
КЛЕТКИ Клетка - это элементарная, универсальная единица живой материи. Клетка имеет упорядоченное строение, спо собна получать энергию извне и использовать ее для вы полнения присущих каждой клетке функций. Клетки актив но реагируют на внешние воздействия (раздражения), уча ствуют в обмене веществ, обладают способностью к росту, регенерации, размножению, передаче генетической инфор мации, приспособлению к условиям внешней среды.
Клетки в организме человека разнообразны по форме, они могут быть плоскими, круглыми, овоидными, верете нообразными, кубическими, отростчатыми. Форма клеток обусловливается их положением в организме и функцией.
Размеры клеток варьируют от нескольких микрометров (на пример, малый лимфоцит) до 200 мкм (яйцеклетка).
Межклеточное вещество представляет собой продукт жизнедеятельности клеток и состоит из основного вещест ва и расположенных в нем различных волокон соедини тельной ткани.
Несмотря на большое многообразие, все клетки имеют общие признаки строения и состоят из ядра и цитоплаз мы, заключенных в клеточную оболочку - цитолемму (рис. 3). Оболочка клетки, или клеточная мембрана (цито лемма, плазмалемма), отграничивает клетку от внешней среды. Толщина цитолеммы равна 9-10 нм (1 нанометр равен 10~8 м или 0,002 мкм). Построена цитолемма из бел ковых и липидных молекул и представляет собой трех слойную структуру, наружная поверхность которой по крыта тонкофибриллярным гликокаликсом. В состав гли кокаликса входят различные углеводы, которые образуют длинные ветвящиеся цепочки полисахаридов. Эти поли сахариды связаны с белковыми молекулами, которые вхо дят в состав цитолеммы. У цитолеммы наружный и внут ренний электронно-плотные липидные слои (пластинки) имеют толщину около 2,5 нм, а средний - электронно прозрачный слой (гидрофобная зона липидных моле кул) - около 3 нм. В билипидном слое цитолеммы нахо дятся молекулы белка, некоторые из них проходят через всю толщу клеточной оболочки.
Цитолемма не только отделяет клетку от внешней сре ды. Она защищает клетку, выполняет рецепторные функ ции (воспринимает воздействия внешней для клетки сре ды), транспортную функцию. Через цитолемму происхо дит перенос различных веществ (воды, низкомолекуляр ных соединений, ионов) как внутрь клетки, так и из клет ки. При затрате энергии (расщеплении АТФ) через цито лемму активно транспортируются различные органические вещества (аминокислоты, сахара и др.).
Цитолемма образует также межклеточные соединения (контакты) с соседними клетками. Контакты могут быть простыми и сложными. Простые соединения бывают в виде зубчатого шва, когда выросты (зубцы) цитолеммы одной клетки внедряются между выростами соседней клетки. Меж ду цитолеммами соседних клеток имеется межклеточная щель шириной 15-20 нм. Сложные контакты образованы Рис. 3. Схема ультрамикроскопического строения клетки: 1 - цито лемма (плазматическая мембрана), 2 - пиноцитозные пузырьки, 3 - центросома (клеточный центр, цитоцентр), 4 - гиалоплазма, 5 - эн доплазматическая сеть (а - мембраны эндоплазматической сети, б - рибосомы), 6 - ядро, 7 - связь перинуклеарного пространства с поло стями эндоплазматической сети, 8 - ядерные поры, 9 - ядрышко, 10 - внутриклеточный сетчатый аппарат (комплекс Гольджи), 11 - секре торные вакуоли, 12 - митохондрии, 13 - лизосомы, 14 - три последо вательные стадии фагоцитоза, 15 - связь клеточной оболочки (цито леммы) с мембранами эндоплазматической сети или плотно прилежащими друг к другу клеточными оболоч ками соседних клеток (плотные контакты), или наличием между соседними клетками тонкофибриллярного вещества (десмосомы). К проводящим контактам относятся синапсы и щелевидные контакты - нексусы. У синапсов между ци толеммой соседних клеток имеется щель, через которую происходит транспорт (передача возбуждения или торможе ния) только в одном направлении. У нексусов щелевидное пространство между соседними цитолеммами разделено на отдельные короткие участки специальными белковыми структурами.
Цитоплазма неоднородна по своему составу, она вклю чает в себя гиалоплазму и находящиеся в ней органеллы и включения.
Гиалоплазма (от греч. hyalinos - прозрачный) образует матрикс цитоплазмы, ее внутреннюю среду. Снаружи она отграничена клеточной мембраной - цитолеммой. Гиало плазма имеет вид гомогенного вещества, представляет со бой сложную коллоидную систему, состоящую из белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, ферментов и других веществ.
Важнейшая роль гиалоплазмы состоит в объединении всех внутриклеточных структур и в обеспечении их хими ческого взаимодействия друг с другом. В гиалоплазме син тезируются белки, необходимые для жизнедеятельности и функций клетки. В гиалоплазме откладываются гликоген, жировые включения, содержится энергетический запас - молекулы аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ).
В гиалоплазме располагаются органеллы общего назна чения, которые имеются во всех клетках, а также непо стоянные структуры - цитоплазматические включения.
В число органелл входят митохондрии, внутренний сетча тый аппарат (комплекс Гольджи), цитоцентр (клеточный ценр), зернистая и незернистая эндоплазматическая сети, рибосомы, лизосомы. К включениям относятся гликоген, белки, жиры, витамины, пигментные вещества и другие структуры.
Органеллами называют структуры цитоплазмы, посто янно встречающиеся в клетках и выполняющие опреде ленные жизненно важные функции. Различают органеллы мембранные и немембранные. В клетках определенных тка ней встречаются специальные органеллы, например мио фибриллы в структурах мышечной ткани.
Мембранные органеллы - это замкнутые одиночные или связанные друг с другом микроскопической величины по лости, отграниченные мембраной от окружающей их гиа лоплазмы. Мембранными органеллами являются митохон дрии, внутренний сетчатый аппарат (комплекс Гольджи), эндоплазматическая сеть, лизосомы, пероксисомы. Эндоп лазматическая сеть подразделяется на зернистую и незер нистую. Обе они образованы цистернами, пузырьками и каналами, которые ограничены мембраной толщиной око ло 6-7 нм. Эндоплазматическую сеть, к мембранам кото рой прикреплены рибосомы, называют зернистой (шеро ховатой) эндоплазматической сетью. Если нет рибосом на поверхности мембран - это гладкая эндоплазматиче ская сеть.
Мембраны эндоплазматической сети участвуют в транс порте веществ в клетке. На рибосомах зернистой эндо плазматической сети осуществляется синтез белков, на мембранах гладкой эндоплазматической сети синтезиру ются гликоген и липиды.
Внутренний сетчатый аппарат (комплекс Гольджи) об разован мембранами плотно лежащих плоских цистерн и расположенных по их периферии многочисленных мелких пузырьков (везикул). Места скопления этих мембран полу чили название диктиосом. В одну диктиосому входит 5- плоских мембранных цистерн, разделенных прослойками гиалоплазмы. Мембраны внутреннего сетчатого аппарата выполняют функции накопления, химической перестрой ки веществ, которые синтезирует эндоплазматическая сеть.
В цистернах комплекса Гольджи синтезируются полисаха риды, которые образуют комплекс с белками. Комплекс Гольджи участвует в выведении синтезированных веществ за пределы клетки и является источником формирования клеточных лизосом.
Митохондрии имеют гладкую внешнюю мембрану и внутреннюю мембрану с выпячиваниями в виде гребней (крист) внутрь митохондрии. Складчатость внутренней ми тохондриальной мембраны существенно увеличивает ее внутреннюю поверхность. Внешняя мембрана митохонд рии отделена от внутренней узким межмембранным про странством. Полость митохондрии между кристами запол няет матрикс, имеющий тонкозернистое строение. В его состав входят молекулы ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) и митохондриальные рибосомы. Поперечник ми тохондрий составляет в среднем 0,5 мкм, а длина достига ет 7-10 мкм. Основной функцией митохондрий является окисление органических соединений и использование ос вобождающейся при этом энергии для синтеза молекул АТФ.
Лизосомы - это шаровидные структуры размерами 0,2- 0,4 мкм, ограниченные мембраной. Наличие в лизосомах гидролитических ферментов (гидролаз), расщепляющих раз личные биополимеры, свидетельствует об участии их в процессах внутриклеточного переваривания.
Пероксисомы (микротельца) представляют собой неболь шие вакуоли размерами 0,3-1,5 мкм, ограниченные мем браной и содержащие зернистый матрикс. В этом матриксе присутствует каталаза, разрушающая перекись водорода, образующуюся при действии ферментов окислительного дезаминирования аминокислот.
К немембранным органеллам относятся рибосомы, мик ротрубочки, центриоли, микрофиламенты и другие обра зования. Рибосомы являются элементарными аппаратами синтеза белковых, полипептидных молекул. Состоят рибо сомы из гранул рибонуклеопротеида (диаметром 20-25 нм), в образовании которых участвуют белки и молекулы РНК.
Наряду с одиночными рибосомами в клетках имеются груп пы рибосом (полисомы, полирибосомы).
Микротрубочки располагаются в цитоплазме клеток. Они представляют собой полые цилиндры диаметром около 24 нм. Образованы микротрубочки белками тубулинами.
В цитоплазме микротрубочки образуют цитоскелет и учас твуют в двигательных функциях клеток. Микротрубочки под держивают форму клеток, способствуют ориентированным их движениям. Микротрубочки входят в состав центрио лей, веретена деления клетки, базальных телец, жгутиков, ресничек.
Центриоли представляют собой полые цилиндры диа метром около 0,25 мкм и длиной до 0,5 мкм. Стенки цен триолей построены из микротрубочек, которые образуют девять триплетов (9*3), соединенных друг с другом. Две центриоли, лежащие под прямым углом друг к другу, об разуют диплосому. Вокруг центриолей (диплосомы) нахо дится центросфера в виде бесструктурного плотного обод ка с отходящими от него радиарно тонкими фибриллами.
Центриоли и центросфера вместе образуют клеточный центр. При подготовке к митотическому делению число центриолей в клетке удваивается.
Центриоли участвуют в формировании веретена деле ния клетки и аппаратов ее движения - ресничек и жгути ков. Реснички и жгутики являются цилиндрическими вы ростами цитоплазмы, в центре которых находится система микротрубочек.
Микрофиламенты представляют собой тонкие (5-7 нм) белковые нити, располагающиеся в виде пучков или слоев преимущественно в периферических отделах клетки. В со став микрофиламентов входят различные сократительные белки: актин, миозин, тропомиозин. Микрофиламенты выполняют опорно-двигательную функцию клеток. Проме жуточные филаменты, или микрофибриллы, толщиной около 10 нм имеют различный состав в разных клетках.
В эпителиальных клетках филаменты построены из белков кератинов, в мышечных клетках - из десмина, в нервных клетках - из белков нейрофибрилл. Промежуточные мик рофиламенты также являются опорно-каркасными струк турами клеток.
Включения цитоплазмы клеток служат временными структурами, они образуются в результате деятельности клетки. Различают включения трофические, секреторные и пигментные. Трофические включения бывают белковыми, жировыми и углеводными. Они служат запасами питатель ных веществ, накапливаются клеткой. Секреторные вклю чения являются продуктами функции железистых клеток, содержат биологически активные вещества, необходимые организму. Пигментные включения - это окрашенные вещества, необходимые организму, которые скапливаются в клетке. Пигмент может быть экзогенного происхождения (красители и др.) и эндогенного (меланин, гемоглобин, биллирубин, липофусцин).
Ядро клетки. Ядро является обязательным элементом клетки,оно содержит генетическую информацию и регу лирует белковый синтез. Генетическая информация зало жена в молекулах дезоксирибонуклеинозой кислоты (ДНК).
При делении клетки эта информация в равных количествах передается дочерним клеткам. В ядре имеется собственный аппарат белкового синтеза, контролирующий синтетичес кие процессы в цитоплазме. В ядре на молекулах ДНК вос производятся различные виды рибонуклеиновой кислоты (РНК) - информационной, транспортной, рибосомной.
Ядро неделящейся клетки (интерфазное) чаще имеет сферическую или овоидную форму и состоит из хромати на, ядрышка, кариоплазмы (нуклеоплазмы), отграничен ных от цитоплазмы ядерной оболочкой.
Хроматин интерфазного ядра представляет собой хро мосомный материал - это разрыхленные, деконденсиро ванные хромосомы. Деконденсированные хромосомы на зывают эухроматином. Таким образом, хромосомы в ядрах клеток могут находиться в двух структурно-функциональных состояниях. При деконденсированной форме хромосомы находятся в рабочем, активном состоянии. В это время они участвуют в процессах транскрипции (воспроизведения), репликации (от лат. replicatio - повторение) нуклеиновых кислот (РНК, ДНК). Хромосомы в конденсированном со стоянии (плотном) неактивны, они участвуют в распре делении и переносе генетической информации в дочерние клетки при клеточном делении. В начальных фазах мито тического деления клеток хроматин конденсируется, об разуя видимые хромосомы. У человека соматические клет ки содержат 46 хромосом - 22 пары гомологичных хромо сом и две половые хромосомы. У женщин половые хромо сомы парные (ХХ-хромосомы), у мужчин - непарные (XY хромосомы).
Ядрышко - это плотное, интенсивно окрашивающееся образование в ядре, округлой формы, размерами 1-5 мкм.
Состоит ядрышко из нитчатых структур - нуклеопротеи дов и переплетающихся нитей РНК, а также предшест венников рибосом. Ядрышко служит местом образования рибосом, на которых синтезируются полипептидные цепи в цитоплазме клеток.
Нуклеоплазма - электронно-прозрачная часть ядра, представляет собой коллоидный раствор белков, окружа ющий хроматин и ядрышко.
Ядерная оболочка (нуклеолемма) состоит из внешней ядерной мембраны и внутренней ядерной мембраны, раз деленных перинуклеарным пространством. В ядерной обо лочке имеются поры, в которых располагаются белковые гранулы и нити (поровый комплекс). Через ядерные поры происходит избирательный транспорт белков, обеспечи вающий прохождение макромолекул в цитоплазму, а так же обмен веществ между ядром и цитоплазмой.
Деление клеток (клеточный цикл) Рост организма, увеличение числа клеток, их размно жение происходят путем деления. Основным способом де ления клеток в человеческом организме являются митоз и мейоз. Процессы, происходящие при этих способах деле ния клеток, протекают одинаково, однако они приводят к разным результатам. Митотическое деление клеток приво дит к увеличению числа клеток, к росту организма. Таким способом обеспечивается обновление клеток при их изно се, гибели. (В настоящее время известно, что клетки эпи дермиса живут 3-7 дней, эритроциты - до 4 месяцев. Не рвные и мышечные клетки (волокна) живут в течение всей жизни человека.) Благодаря митотическому делению до черние клетки получают набор хромосом, идентичный ма теринскому.
При мейозе, который наблюдается у половых клеток, в результате их деления образуются новые клетки с одинар ным (гаплоидным) набором хромосом, что важно для пе редачи генетической информации. При слиянии одной по ловой клетки с клеткой противоположного пола (при опло дотворении) набор хромосом удваивается, становится пол ным, двойным (диплоидным).
Мейоз - представляет собой своеобразное деление, ког да из одного образуется четыре дочерних ядра, в каждом из которых содержится вдвое меньше хромосом, чем в материнском ядре. При мейозе происходит два последова тельных (мейотических) деления клеток. В результате из двойного (диплоидного) числа хромосом (2п) образу ется одинарный (гаплоидный) набор (In). Мейоз проис ходит только при делении половых клеток, при этом со храняется постоянное число хромосом, что обеспечивает передачу наследственной информации от одной клетки другой. У всех клеток при размножении (делении) наблю даются изменения, укладывающиеся в рамках клеточного цикла.
Клеточным циклом называют процессы, которые проис ходят в клетке при подготовке клетки к делению и во вре мя деления, в результате которого одна клетка (материнс кая) делится на две дочерние (рис. 4). В клеточном цикле выделяют подготовку клетки к делению (интерфазу) и митоз (процесс деления клетки).
В интерфазе, которая длится примерно 20-30 часов, удваивается масса клетки и всех ее структурных компо нентов, в том числе центриолей. Происходит репликация (повторение) молекул нуклеиновых кислот. Родительская цепь ДНК служит матрицей для синтеза дочерних дезо ксирибонуклеиновых кислот. В итоге репликации каждая из двух дочерних молекул ДНК состоит из одной старой и одной новой цепи. В период подготовки к митозу в клет ке синтезируются белки, необходимые для деления клет ки (митоза). К концу интерфазы хроматин в ядре конден сирован.
Митоз (от греч. mitos - нить) представляет собой пери од, когда материнская клетка разделяется на две дочерние.
Митотическое деление клеток обеспечивает равномерное распределение структур клетки, ее ядерного вещества - хроматина - между двумя дочерними клетками. Длитель Рис. 4. Стадии митоза. Показаны конденсация хрома тина с образовани ем хромосом, обра зование веретена де ления и равномер ное распределение хромосом и центри олей по двум дочер ним клеткам.
А - интерфаза, Б - профаза, В - ме тафаза, Г - анафаза, Д - телофаза, Е- поздняя телофаза.
1 - ядрышко, 2 - центриоли,3 - веретено деления, 4 - звезда, 5- ядерная оболочка, 6 - кинетохор, 7 - непрерывные мик ротрубочки, 8, 9 - хромосомы, 10 - хромосомные мик ротрубочки, 11 - формирование яд ра, 12 - борозда дробления, 13 - пучок актиновых нитей, 14 - оста точное (срединное) тельце ность митоза - от 30 минут до 3 часов. Митоз подразделя ют на профазу, метафазу, анафазу, телофазу.
В профазе постепенно распадается ядрышко, центрио ли расходятся к полюсам клеток.
В метафазе разрушается ядерная оболочка, хромосом ные нити направляются к полюсам, сохраняя связь с эква ториальной областью клетки. Структуры эндоплазматиче ской сети и комплекса Гольджи распадаются на мелкие пузырьки (везикулы), которые вместе с митохондриями распределяются в обе половины делящейся клетки. В конце метафазы каждая хромосома начинает расщепляться про дольной щелью на две новые дочерние хромосомы.
В анафазе хромосомы отделяются друг от друга и расхо дятся к полюсам клетки со скоростью до 0,5 мкм/мин.
В телофазе хромосомы, разошедшиеся к полюсам клет ки, деконденсируются, переходят в хроматин, и начина ется транскрипция (продукция) РНК. Образуется ядерная оболочка, ядрышко, быстро формируются мембранные структуры будущих дочерних клеток. На поверхности клет ки, по ее экватору, появляется перетяжка, которая углуб ляется, клетка разделяется на две дочерние клетки.
Вопросы для повторения и самоконтроля:
1. Назовите структурные элементы клетки.
2. Какие функции выполняет клетка?
3. Перечислите мембранные и немембранные органеллы клетки, назо вите их функции.
4. Из каких элементов состоит ядро клетки, какие функции оно вы полняет?
5. Какие существуют виды соединений клеток друг с другом?
6. Что такое клеточный цикл, какие периоды (фазы) в нем (в этом цикле) выделяют?
7. Что такое мейоз, чем он отличается от митоза?
ТКАНИ Клетки и их производные объединяются в ткани.
Ткань - это сложившаяся в процессе эволюции совокуп ность клеток и межклеточного вещества, имеющих общее происхождение, строение и функции. По морфологическим и физиологическим признакам в организме человека вы деляют четыре типа тканей: эпителиальную, соединитель ную, мышечную и нервную.
Эпителиальная ткань Эпителий эпителиальной ткани образует поверхностные слои кожи, покрывает слизистую оболочку полых внутрен них органов, поверхности серозных оболочек, а также об разует железы. В связи с этим выделяют покровный эпите лий и железистый эпителий.
Покровный эпителий занимает в организме погранич ное положение, отделяя внутреннюю среду от внешней, защищает организм от внешних воздействий, выполняет функции обмена веществ между организмом и внешней средой.
Железистый эпителий образует железы, различные по форме, расположению и функциям. Эпителиальные клет ки (гландулоциты) желез синтезируют и выделяют веще ства - секреты, участвующие в различных функциях орга низма. Поэтому железистый эпителий называют также сек реторным эпителием.
Покровный эпителий образует сплошной пласт, состо ящий из плотно расположенных клеток, соединенных друг с другом с помощью различных видов контактов. Эпите лиоциты всегда лежат на базальной мембране, богатой уг леводно-белково-липидными комплексами, от которых за висит ее избирательная проницаемость. Базальная мембра на отделяет эпителиальные клетки от подлежащей соеди нительной ткани. Эпителии обильно снабжены нервными волокнами и рецепторными окончаниями, передающими в центральную нервную систему сигналы о различных внеш них воздействиях. Питание клеток покровного эпителия осуществляется путем диффузии тканевой жидкости из подлежащей соединительной ткани.
Согласно отношению эпителиальных клеток к базаль ной мембране и их положению на свободной поверхности эпителиального пласта различают однослойный и многослой ный эпителий (рис. 5). У однослойного эпителия все клетки лежат на базальной мембране, у многослойных - к ба зальной мембране прилежит только самый глубокий слой.
Однослойный эпителий, в клетках которого ядра распола гаются на одном уровне, называют однорядным. Эпителий, ядра клеток которого лежат на разных уровнях, носит на звание многорядного. Многослойный эпителий бывает не ороговевающим (многослойный плоский неороговеваю щий), а также ороговевающим (многослойный плоский оро говевающий), у которого поверхностно расположенные клетки ороговевают, превращаются в роговые чешуйки. Пе реходный эпителий так назван потому, что его строение меняется в зависимости от растяжения стенок органа, ко торые этот эпителий покрывает (например, эпителиаль ный покров слизистой оболочки мочевого пузыря).
В соответствии с формой эпителиоциты подразделяют ся на плоские, кубические и призматические. У эпителиаль ных клеток выделяют базальную часть, обращенную в сторо ну базальной мембраны, и апикальную, направленную к поверхности слоя покровного эпителия. В базальной части находится ядро, в апикальной располагаются органеллы клетки, включения, в том числе и секреторные гранулы у Рис. 5. Схема строения эпителиальной ткани:
А - простой сквамозный эпителий (мезотелий);
Б - простой куби ческий эпителий;
В - простой столбчатый эпителий;
Г - реснитчатый эпителий;
Д - переходный эпителий;
Е - неороговевающий много слойный (плоский) сквамозный эпителий железистого эпителия. На апикальной части могут быть микроворсинки - выросты цитоплазмы у специализиро ванных эпителиальных клеток (реснитчатый эпителий ды хательных путей).
Покровный эпителий при повреждениях способен быс тро восстанавливаться митотическим способом деления клеток. У однослойного эпителия все клетки имеют спо собность к делению, у многослойного - только базально расположенные клетки. Эпителиальные клетки, интенсив но размножаясь по краям повреждения, как бы наползают на раневую поверхность, восстанавливая целостность эпи телиального покрова.
Соединительные ткани Соединительная ткань образована клетками и межкле точным веществом, в котором всегда присутствует значи тельное количество соединительнотканных волокон. Соеди нительная ткань, имея различное строение, расположение, выполняет механические функции (опорные), трофичес кую - питания клеток, тканей (кровь), защитные (меха ническая защита и фагоцитоз).
В соответствии с особенностями строения и функций межклеточного вещества и клеток выделяют собственно соединительную ткань, а также скелетные ткани и кровь.
Собственно соединительная ткань Собственно соединительная ткань сопровождает крове носные сосуды вплоть до капилляров, заполняет проме жутки между органами и тканями в органах, подстилает эпителиальную ткань. Собственно соединительную ткань подразделяют на волокнистую соединительную ткань и соединительную ткань со специальными свойствами (ре тикулярную, жировую, пигментную).
Волокнистая соединительная ткань в свою очередь под разделяется на рыхлую и плотную, а последняя - на не оформленную и оформленную. В основу классификации волокнистой соединительной ткани положен принцип со отношения клеток и межклеточных, волоконных структур, а также расположение соединительнотканных волокон.
Рыхлая волокнистая соединительная ткань имеется во всех органах возле кровеносных и лимфатических сосудов, нер вов и образует строму многих органов (рис. 6). Основными клеточными элементами рыхлой волокнистой соединитель ной ткани являются фибробласты. Межклеточные структуры представлены основным веществом и расположенными в нем коллагеновыми (клейдающими) и эластическими во локнами. Основное вещество представляет собой гомоген ную коллоидную массу, которая состоит из кислых и нейт ральных полисахаридов в комплексе с белками. Эти поли сахариды получили название гликозаминогликанов, протео гликанов, в том числе гиалуроновая кислота. Жидкую часть основного вещества составляет тканевая жидкость.
Механические, прочностные качества соединительной ткани придают коллагеновые и эластические волокна. Ос нову коллагеновых волокон составляет белок коллаген. Каж дое коллагеновое волокно состоит из отдельных коллагено вых фибрилл толщиной около 7 нм. Коллагеновые волокна Рис. 6. Строение рыхлой волокнистой соединительной ткани:
1 - макрофаг, 2 - аморфное межклеточное (основное) вещество, 3 - плазмоцит (плазматическая клетка), 4 - липоцит (жировая клетка), 5 - кровеносный сосуд, 6 - миоцит, 7 - перицит, 8 - эндотелиоцит, 9 - фибробласт, 10 - эластическое волокно, 11 - тканевый базофил, 12 - коллагеновое волокно характеризуются большой механической прочностью на разрыв. Они объединяются в пучки различной толщины.
Эластические волокна определяют эластичность и растя жимость соединительной ткани. Они состоят из аморфного белка эластина и нитевидных, ветвящихся фибрилл.
Клетками соединительной ткани являются молодые фун кционально активные фибробласты и зрелые фиброциты.
Фибробласты принимают участие в образовании меж клеточного вещества и коллагеновых волокон. Фибробласты имеют веретенообразную форму, базофильную цитоплазму, они способны к размножению митотическим путем. Фиб роциты отличаются от фибробластов слабым развитием мем бранных органелл и низким уровнем метаболизма.
В соединительной ткани имеются специализированные клетки, в том числе клетки крови (лейкоциты) и иммун ной системы (лимфоциты, плазматические клетки). В рых лой соединительной ткани встречаются подвижные кле точные элементы - макрофаги и тучные клетки.
Макрофаги - это активно фагоцитирующие клетки, раз мерами 10-20 мкм, содержащие многочисленные органел лы для внутриклеточного переваривания и синтеза различ ных антибактериальных веществ, имеющие многочисленные ворсинки на поверхности клеточной мембраны.
Тучные клетки (тканевые базофилы) синтезируют и на капливают в цитоплазме биологически активные вещества (гепарин, серотонин, дофамин и др.). Они являются регу ляторами местного гомеостаза в соединительной ткани.
В рыхлой волокнистой соединительной ткани присутству ют также жировые клетки (адипоциты), пигментные клет ки (пигментоциты).
Плотная волокнистая соединительная ткань состоит пре имущественно из волокон, небольшого количества клеток и основного аморфного вещества. Выделяют плотную нео формленную и плотную оформленную волокнистую соеди нительную ткань. Первая из них (неоформленная) образо вана многочисленными волокнами различной ориентации и имеет сложные системы перекрещивающихся пучков (на пример, сетчатый слой кожи). У плотной оформленной волокнистой соединительной ткани волокна располагают ся в одном направлении, в соответствии с действием силы натяжения (сухожилия мышц, связки).
Соединительная ткань со специальными свойствами пред ставлена ретикулярной, жировой, слизистой и пигмент ной тканями.
Ретикулярная соединительная ткань состоит из ретику лярных клеток и ретикулярных волокон. Волокна и отрост чатые ретикулярные клетки образуют рыхлую сеть. Ретику лярная ткань образует строму кроветворных органов и ор ганов иммунной системы и создает микроокружение для развивающихся в них клеток крови и лимфоидного ряда.
Жировая ткань состоит преимущественно из жировых клеток. Она выполняет терморегулирующую, трофическую, формообразующую функции. Жир синтезируется самими клетками, поэтому специфической функцией жировой тка ни является накопление и обмен липидов. Жировая ткань располагается главным образом под кожей, в сальнике и в других жировых депо. Жировая ткань используется при го лодании для покрытия энергетических затрат организма.
Слизистая соединительная ткань в виде крупных отрост чатых клеток (мукоцитов) и межклеточного вещества, бо гатая гиалуроновой кислотой, присутствует в пупочнок канатике, предохраняя пупочные кровеносные сосуды от сдавления.
Пигментная соединительная ткань содержит большое количество пигментных клеток-меланоцитов (радужка глаза, пигментные пятна и др.), в цитоплазме которых находится пигмент меланин.
Скелетные ткани К скелетным тканям относят хрящевую и костную тка ни, выполняющие в организме главным образом опорную, механическую функции, а также принимающие участие в минеральном обмене.
Хрящевая ткань состоит из клеток (хондроцитов, хон дробластов) и межклеточного вещества. Межклеточное ве щество хряща, находящееся в состоянии геля, образовано главным образом гликозаминогликанами и протеоглика нами. В большом количестве в хряще содержатся фибрил лярные белки (в основном коллаген). Межклеточное ве щество обладает высокой гидрофильностью.
Хондроциты имеют округлую или овальную форму, они расположены в особых полостях (лакунах), вырабатывают все компоненты межклеточного вещества. Молодыми хря щевыми клетками являются хондробласты. Они активно синтезируют межклеточное вещество хряща, а также спо собны к размножению. За счет хондробластов происходит периферический (аппозиционный) рост хряща.
2 М. Р. Сапин Слой соединительной ткани, покрывающей поверхность хряща, называется надхрящницей. В надхрящнице выделяют наружный слой - фиброзный, состоящий из плотной во локнистой соединительной ткани и содержащий кровенос ные сосуды, нервы. Внутренний слой надхрящницы хонд рогенный, содержащий хондробласты и их предшественни ков - прехондробласты. Надхрящница обеспечивает аппо зиционный рост хряща, ее сосуды осуществляют диффуз ное питание хрящевой ткани и вывод продуктов обмена.
Соответственно особенностям строения межклеточного вещества выделяют гиалиновый, эластический и волокнис тый хрящ.
Гиалиновый хрящ отличается прозрачностью и голубова то-белым цветом. Этот хрящ встречается в местах соедине ния ребер с грудиной, на суставных поверхностях костей, в местах соединения эпифиза с диафизом у трубчатых кос тей, в скелете гортани, в стенках трахеи, бронхов.
Эластический хрящ в своем межклеточном веществе наряду с коллагеновыми волокнами содержит большое ко личество эластических волокон. Из эластического хряща построены ушная раковина, некоторые мелкие хрящи гортани, надгортанник.
Волокнистый хрящ в межклеточном веществе содержит большое количество коллагеновых волокон. Из волокнис того хряща построены фиброзные кольца межпозвоноч ных дисков, суставные диски и мениски.
Костная ткань построена из костных клеток и межкле точного вещества, содержащего различные соли и соеди нительнотканные волокна. Расположение костных клеток, ориентация волокон и распределение солей обеспечивают костной ткани твердость, прочность. Органические вещества кости получили название оссеин (от лат. os - кость). Неор ганическими веществами кости являются соли кальция, фосфора, магния и др. Сочетание органических и неорга нических веществ делает кость прочной и эластичной. В дет ском возрасте в костях больше, чем у взрослых, орга нических веществ, поэтому у детей переломы костей слу чаются редко. У пожилых, старых людей в костях количес тво органических веществ уменьшается, кости становятся более хрупкими, ломкими.
Клетками костной ткани являются остеоциты, остео бласты и остеокласты.
Остеоциты - это зрелые, неспособные к делению от ростчатые костные клетки длиной от 22 до 55 мкм, с круп ным овоидным ядром. Они имеют веретенообразную фор му и лежат в костных полостях (лакунах). От этих полостей отходят костные канальцы, содержащие отростки остео цитов.
Остеобласты являются молодыми клетками костной тка ни с округлым ядром. Остеобласты образуются за счет ро сткового (глубокого) слоя надкостницы.
Остеокласты - это крупные многоядерные клетки ди аметром до 90 мкм. Они участвуют в разрушении кости и обызвествлении хряща.
Различают два вида костной ткани - пластинчатую и грубоволокнистую.. Пластинчатая (тонковолокнистая) ко стная ткань состоит из костных пластинок, построен ных из минерализованного межклеточного вещества, расположенных в нем костных клеток и коллагеновых волокон. Волокна в соседних пластинках имеют различ ную ориентацию. Из пластинчатой костной ткани пост роены компактное (плотное) и губчатое вещества кос тей скелета Компактное вещество образует диафизы (среднюю часть) трубчатых костей и поверхностную пластинку их эпифизов (концов), а также наружный слой плоских и других костей. Губчатое вещество образует в эпифизах и других костях балки (перекладины), распо ложенные между пластинками компактного вещества.
Балки (перекладины) губчатого вещества располагают ся в различных направлениях, которые соответствуют направлению линий сжатия и растяжения костной тка ни (рис. 7).
Компактное вещество образовано концентрическими пластинками, которые в количестве от 4 до 20 окружа ют кровеносные сосуды, проходящие в кости. Толщина одной такой концентрической пластинки составляет от 4 до 15 мкм. Трубчатая полость, в которой проходят со суды диаметром до 100-110 мкм, называется каналом остеона. Всю конструкцию вокруг этого канала называ ют остеоном, или гаверсовой системой (структурно-функ циональной единицей кости). Различно расположенные костные пластинки между соседними остеонами носят название промежуточных, или вставочных, пластинок.
Внутренний слой компактного костного вещества обра зован внутренними окружающими пластинками. Эти пластинки являются продуктом костеобразующей функ ции эндоста - тонкой соединительнотканной оболоч ки, покрывающей внутреннюю поверхность кости (сте нок костномозговой полости и ячеек губчатого веще ства). Наружный слой компактного костного вещества образован наружными окружающими пластинками, об разованными внутренним костеобразующим слоем над костницы. Наружный слой надкостницы грубоволокнис тый, фиброзный. Этот слой богат нервными волокнами, кровеносными сосудами, которые не только питают над костницу, но и проникают в кость через питательные отверстия на поверхности кости. С поверхностью кости надкостница прочно сращена с помощью тонких соеди Рис. 7. Строение трубчатой кости.
1 - надкостница, 2 - компактное вещество кости, 3 - слой на ружных окружающих пластинок, 4 - остеоны, 5 - слой внутренних окружающих пластинок, 6 - костномозговая полость, 7 - костные пере кладины губчатой кости Рис. 8. Клетки крови:
1 - базофильный гранулоцит, 2 - ацидофильный гранулоцит, 3 - сегментоядерный нейтрофильный гранулоцит, 4 - эритроцит, 5 - мо ноцит, 6 - тромбоциты, 7 - лимфоцит нительнотканных волокон (шарпеевских), проникающих из надкостницы в кость.
Кровь и ее функции Кровь является разновидностью соединительной ткани, имеющей жидкое межклеточное вещество - плазму, в ко торой находятся клеточные элементы - эритроциты и дру гие клетки (рис. 8). Функция крови состоит в переносе кис лорода и питательных веществ к органам и тканям и выве дении из них продуктов обмена веществ.
Плазма крови представляет собой жидкость, остающу юся после удаления из нее форменных элементов. Плазма крови содержит 90-93% воды, 7-8% различных белковых веществ (альбуминов, глобулинов, липопротеидов), 0,9% солей, 0,1% глюкозы. Плазма крови содержит также фер менты, гормоны, витамины и другие необходимые орга низму вещества.
Белки плазмы крови участвуют в процессах свертывания крови, поддерживают постоянство ее реакции (рН), содер жат иммуноглобулины, участвующие в защитных реакциях организма, обеспечивают вязкость крови, постоянство ее давления в сосудах, препятствуют оседанию эритроцитов.
Содержание глюкозы в крови у здорового человека со ставляет 80-120 мг % (4,44-6,66 ммоль/л). Резкое уменьше ние количества глюкозы в крови (до 2,22 ммоль/л) приводит к резкому повышению возбудимости клеток мозга. У челове ка могут появиться судороги. Дальнейшее снижение содер жания глюкозы в крови ведет к нарушению дыхания, крово обращения, потере сознания и даже к гибели человека.
Минеральными веществами плазмы крови являются NaCl, KC1, СаС12, NaHCO2, NaH2PO4 и другие соли, а также + 2+ + ионы Na,Ca,K. Постоянство ионного состава крови обес печивает устойчивость осмотического давления и сохране ние объема жидкости в крови и клетках организма.
Кровотечения и потеря солей опасны для организма, для клеток. Поэтому в медицинской практике применяют изотонический солевой раствор, имеющий такое же осмо тическое давление, как и плазма крови (0,9% раствор NaCl).
Более сложные растворы, содержащие набор необходимых организму солей, называют не только изотоническими, но и изоионическими. Применяют кровезаменяющие раство ры, содержащие не только соли, но и белки, глюкозу.
Если эритроциты поместить в гипотонический раствор, с малой концентрацией солей, осмотическое давление в котором низкое, то вода проникает в эритроциты. Эритро циты набухают, цитолемма их разрывается, гемоглобин выходит в плазму крови и окрашивает ее. Такая окрашен ная в красный цвет плазма получила название лаковой крови.
В гипертоническом растворе с высокой концентрацией со лей и высоким осмотическим давлением вода выходит из эритроцитов, и они сморщиваются.
К форменным элементам (клеткам) крови относятся эрит роциты, лейкоциты, кровяные пластинки (тромбоциты).
Эритроциты (красные кровяные тельца) являются безъ ядерными клетками, не способными к делению. Количе ство эритроцитов в 1 мкл крови у взрослых мужчин со ставляет от 3,9 до 5,5 млн. (5,0*10 12 /л), у женщин - от 3, до 4,9 млн. (4,5 х 10"2/л). При некоторьк заболеваниях, а также при сильных кровопотерях количество эритроцитов умень шается. При этом в крови снижается содержание гемогло бина. Такое состояние называют анемией (малокровием).
У здорового человека продолжительность жизни эрит роцитов составляет до 120 дней, а затем они погибают, разрушаются в селезенке. В течение 1 секунды погибает при мерно 10-15 млн. эритроцитов. Вместо погибших эритро цитов появляются новые, молодые, которые образуются в красном костном мозге из его стволовых клеток.
Каждый эритроцит имеет форму вогнутого с обеих сто рон диска диаметром 7-8 мкм, толщиной 1-2 мкм. Сна ружи эритроциты покрыты оболочкой - плазмалеммой, через которую избирательно проникают газы, вода и дру гие элементы. В цитоплазме эритроцитов отсутствуют орга неллы, 34% ее объема составляет пигмент гемоглобин, функцией которого является перенос кислорода (О2) и уг лекислоты (СО2).
Гемоглобин состоит из белка глобина и небелковой груп пы гема, содержащего железо. В одном эритроците нахо дится до 400 млн. молекул гемоглобина. Гемоглобин пере носит кислород из легких к органам и тканям. Гемоглобин с присоединившимся к нему кислородом (О2) имеет ярко красный цвет и называется оксигемоглобином. Молекулы кислорода присоединяются к гемоглобину благодаря вы сокому парциальному давлению О2 в легких. При низком давлении кислорода в тканях кислород отсоединяется от гемоглобина и уходит из кровеносных капилляров в окру жающие их клетки, ткани. Отдав кислород, кровь насыща ется углекислым газом, давление которого в тканях выше, чем в крови. Гемоглобин в соединении с углекислым газом (СО2) называется карбогемоглобином. В легких углекислый газ покидает кровь, гемоглобин которой вновь насыщается кислородом.
Гемоглобин легко вступает в соединение с угарным га зом (СО), образуя при этом карбоксигемоглобин. Присо единение угарного газа к гемоглобину происходит в раз легче, быстрее, чем присоединение кислорода. По этому содержания в воздухе даже небольшого количества угарного газа вполне достаточно, чтобы он присоединил ся к гемоглобину крови и блокировал поступление в кровь кислорода. В результате недостатка кислорода в организме наступает кислородное голодание (отравление угарным га зом) и связанные с этим головная боль, рвота, головок ружение, потеря сознания и даже гибель человека.
Лейкоциты («белые клетки крови»), так же как и эри троциты, образуются в костном мозге из его стволовых клеток. Лейкоциты имеют размеры от 6 до 25 мкм, они отличаются разнообразием форм, своей подвижностью, функциями. Лейкоциты, способные выходить из кровенос ных сосудов в ткани и возвращаться обратно, участвуют в защитных реакциях организма, они способны захватывать и поглощать чужеродные частицы, продукты распада кле ток, микроорганизмы, переваривать их. У здорового чело века в 1 мкл крови насчитывают от 3500 до 9000 лейкоцитов (3,5-9)х109/л, Количество лейкоцитов колеблется в тече ние суток, их число увеличивается после еды, во время физической работы, при сильных эмоциях. В утренние часы число лейкоцитов в крови уменьшено.
По составу цитоплазмы, форме ядра выделяют зерни стые лейкоциты (гранулоциты) и незернистые лейкоциты (агранулоциты), Зернистые лейкоциты имеют в цитоплазме большое число мелких гранул, окрашивающихся различ ными красителями. По отношению гранул к красителям выделяют эозинофильные лейкоциты (эозинофилы) - гра нулы окрашиваются эозином в ярко-розовый цвет, базо фильные лейкоциты (базофилы) - гранулы окрашивают ся основными красителями (азуром) в темно-синий или фиолетовый цвет и нейтрофильные лейкоциты (нейтро филы), которые содержат зернистость фиолетово-розового цвета.
К незернистым лейкоцитам относят моноциты, имею щие диаметр до 18-20 мкм. Это крупные клетки, содержа щие ядра различной формы: бобовидное, дольчатое, под ковообразное. Цитоплазма моноцитов окрашивается в го лубовато-серый цвет. Моноциты, имеющие костномозго вое происхождение, являются предшественниками ткане вых макрофагов. Время пребывания моноцитов в крови со ставляет от 36 до 104 часов.
К лейкоцитарной группе клеток крови относят также рабочие клетки иммунной системы - лимфоциты (см. «Им мунная система»).
У здорового человека в крови содержится 60-70% ней трофилов, 1-4% эозинофилов, 0-0,5% базофилов, 6-8% моноцитов. Число лимфоцитов составляет 25-30% всех «белых» клеток крови. При воспалительных заболеваниях количество лейкоцитов в крови (и лимфоцитов тоже) по вышается. Такое явление получило название - лейкоцитоз.
При аллергических заболеваниях увеличивается число эози нофилов, при некоторых других болезнях - нейтрофилов или базофилов. При угнетении функции костного мозга, например, при действии радиации, больших доз рентгено вских лучей или действии ядовитых веществ, количество лейкоцитов в крови уменьшается. Такое состояние называ ют лейкемией.
Тромбоциты (кровяные пластинки), имеющие размеры 2-3 мкм, присутствуют в 1 мкл крови в количестве 250 000-350 000 (300х109/л). Мышечная работа, прием пищи повышают количество тромбоцитов в крови. Тром боциты не имеют ядра. Это сферической формы пластин ки, способные прилипать к чужеродным поверхностям, склеивать их друг с другом. При этом тромбоциты выде ляют вещества, способствующие свертыванию крови. Про должительность жизни тромбоцитов до 5-8 дней.
Защитные функции крови Свертываемость крови. Кровь, текущая по неповрежден ным кровеносным сосудам, остается жидкой. При повре ждении сосуда вытекающая из него кровь довольно быстро свертывается (через 3-4 мин), а через 5-6 минут превра щается в плотный сгусток. Это важное свойство свертывае мости крови предохраняет организм от кровопотери. Свер тывание связано с превращением находящегося в плазме крови растворимого белка фибриногена в нерастворимый фибрин. Белок фибрин выпадает в виде сети из тонких ни тей, в петлях которой задерживаются клетки крови. Так образуется тромб.
Процесс свертывания крови протекает с участием ве ществ, освобождающихся при разрушении тромбоцитов и при повреждении тканей. Из поврежденных тромбоци тов и клеток тканей выделяется белок, который, взаимо действуя с белками плазмы крови, преобразуется в ак тивный тромбопластин. Для образования тромбопластина необходимо присутствие в крови, в частности, антигемо литического фактора. Если в крови антигемолитический фактор отсутствует или его мало, то свертываемость кро ви низкая, кровь не свертывается. Это состояние получи ло название гемофилии. Далее, с участием образовавшего ся тромбопластина, белок плазмы крови протромбин пре вращается в активный фермент тромбин. При воздействии образовавшегося тромбина растворенный в плазме белок фибриноген превращается в нерастворимый фибрин. В сети из этих волокон белка фибрина оседают клетки крови.
Для предупреждения свертывания в крови в кровеносных сосудах, в организме имеется противосвертывающая сис тема. В печени и в легких образуется вещество гепарин, препятствующий свертыванию крови путем превращения тромбина в неактивное состояние.
Группы крови. Переливание крови. При кровопотерях в результате травмы и при некоторых операциях практи куется переливание человеку (называемому реципиен том) крови другого человека (донорской крови). При этом важно, чтобы донорская кровь была совместима с кровью реципиента. Дело в том, что при смешивании крови от разных лиц эритроциты, оказавшиеся в плазме крови другого человека, могут склеиваться (агглютини роваться), а затем разрушаться (гемолизироваться). Ге молизом называют процесс разрушения цитолеммы эри троцитов и выхода из них гемоглобина в окружающую их плазму крови. Гемолиз эритроцитов (крови) может произойти при смешивании несовместимых групп кро ви или при введении в кровь гипотонического раствора, при действии химических ядовитых веществ - аммиа ка, бензина, хлороформа и других, а также в результате действия яда некоторых змей.
Дело в том, что в крови каждого человека имеются осо бые белки, которые способны взаимодействовать с такими же белками крови другого человека. У эритроцитов такие белковые вещества получили название агглютиногенов, обозначенных заглавными буквами А и В. В плазме крови также имеются белковые вещества, получившие название агглютининов а (альфа) и р (бета). Свертывание крови (аг глютинация и гемолиз эритроцитов) происходит в том слу чае, если встречаются одноименные агглютиноген и аг глютинин (А и а;
В и р). С учетом наличия агглютиногенов и агглютининов кровь людей подразделяют на четыре груп пы (табл. 3).
Таблица Классификация групп крови человека Как показано на таблице 3, в первой (I) группе крови, в ее плазме, содержатся оба агглютинина (а и --
ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ М. Р. САПИН, В. И. СИВОГЛАЗОВ АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА (С ВОЗРАСТНЫМИ ОСОБЕННОСТЯМИ ДЕТСКОГО ОРГАНИЗМА) Рекомендовано Министерством образования Российской Федерации в
качестве учебного пособия для студентов средних педагогических учебных заведений 3-е издание, стереотипное Москва ACADEMA 2002 УДК611/612(075.32) ББК28.86я722 19 Издательская программа «Учебники и учебные пособия для педагогических училищ и колледжей» Руководитель программы З.А.Нефедова Ре це нз е нт ы:
зав. кафедрой анатомии и спортивной морфологии Академии физической культуры, член-корреспондент РАМН, профессор Б.А.Никитюк;
зав. кафедрой анатомии человека Московского медицинского стоматологического института, доктор медицинских наук, профессор Л. Л. Колесников Сапин М.Р., Сивоглазов В. И.
С19 Анатомия и физиология человека (с возрастны ми особенностями детского организма): Учеб. посо бие для студ. сред. пед. учеб. заведений. - 3-е изд., стереотип. - М.: Издательский центр «Академия», 2002. - 448 с, 8 л. ил.: ил.
ISBN 5-7695-0904-Х В пособии изложены основные сведения по анатомии и фи зиологии человека с позиций современной медицинской науки.
Особо выделены возрастные изменения, происходящие в орга низме ребенка.
Книга написана в доступной форме. Тексты снабжены ри сунками, схемами, таблицами, способствующими легкому ус воению материала.
Учебным пособием могут пользоваться и студенты педвузов.
УДК 611/612(075.32) ББК28.86я © Сапин М.Р., Сивоглазов В.И., ISBN 5-7695-0904-Х © Издательский центр «Академия», ВВЕДЕНИЕ Анатомия и физиология - это важнейшие науки о стро ении и функциях человеческого организма. Знать, как ус троен человек, как «работают» его органы, должен каж дый медик, каждый биолог, тем более что и анатомия и физиология относятся к биологическим наукам.
Человек, как представитель животного мира, подчиня ется биологическим закономерностям, присущим всем живым существам. В то же время человек отличается от животных не только своим строением. Он отличается раз витым мышлением, интеллектом, наличием членораздель ной речи, социальными условиями жизни и обществен ными взаимоотношениями. Труд и социальная среда ока зали большое влияние на биологические особенности че ловека, существенно изменили их.
Знание особенностей строения и функций человече ского организма полезно любому человеку, тем более что иногда, при непредвиденных обстоятельствах, может воз никнуть потребность оказать помощь пострадавшему: оста новить кровотечение, сделать искусственное дыхание. Зна ние анатомии и физиологии дает возможность разрабаты вать гигиенические нормы, необходимые в быту и на про изводстве для сохранения здоровья человека.
Анатомия человека (от греч. anatome - рассечение, рас членение) - это наука о формах и строении, происхожде нии и развитии человеческого организма, его систем и ор ганов. Анатомия изучает внешние формы тела человека, его органы, их микроскопическое и ультрамикроскопиче ское строение. Анатомия изучает человеческий организм в различные периоды жизни, начиная от зарождения и фор мирования органов и систем у зародыша и плода и до стар ческого возраста, изучает человека в условиях влияния внешней среды.
Физиология (от греч. physis - природа, logos - наука) изучает функции, процессы жизнедеятельности всего ор ганизма, его органов, клеток, взаимосвязей и взаимодей ствия в теле человека в различные возрастные периоды и в условиях изменяющейся внешней среды.
Большое внимание в анатомии и физиологии уделяется детскому возрасту, в период быстрого роста и развития человеческого организма, а также пожилому и старческо му возрасту, когда проявляются инволютивные процессы, нередко способствующие различным заболеваниям.
Знание основ анатомии и физиологии позволяет не толь ко понять самого себя. Детальные знания этих предметов формируют у специалистов биологическое и медицинское мышление, дают возможность понять механизмы процес сов, происходящих в организме, изучить взаимосвязи че ловека с внешней средой, происхождение вариантов те лосложения, аномалий и пороков развития.
Анатомия изучает строение, а физиология - функции практически здорового, «нормального» человека. В то же время среди медицинских наук имеются патологическая анатомия и патологическая физиология (от греч. pathia - болезнь, страдание), которые исследуют измененные бо лезнями органы и нарушенные при этом физиологические процессы.
Нормальным можно считать такое строение тела чело века, его органов, когда функции их не нарушены. Однако имеется понятие об индивидуальной изменчивости (вари антах нормы), когда масса тела, рост, телосложение, ин тенсивность обмена веществ отклоняются в ту или иную сторону от наиболее часто встречающихся показателей.
Сильно выраженные отклонения от нормального строения называются аномалиями (от греч. anomalia - неправиль ность, ненормальность). Если аномалия имеет внешнее проявление, искажающее вид человека, то тогда говорят о пороках развития, об уродствах, происхождение и строе ние которых изучает наука тератология (от греч. teras - урод).
Анатомия и физиология постоянно пополняются новы ми научными фактами, выявляют новые закономерности.
Прогресс этих наук связан с совершенствованием методов исследования, широким использованием электронного микроскопа, научными достижениями в области молеку лярной биологии, биофизики, генетики, биохимии.
Анатомия человека, в свою очередь, служит основой для ряда других биологических наук. Это антропология (от греч. anthropos - человек) - наука о человеке, его проис хождении, человеческих расах, их расселении по террито риям Земли;
гистология (от греч. histos - ткань) - учение о тканях человеческого организма, из которых построены органы;
цитология (от греч. kytus- клетка) - наука о стро ении и жизнедеятельности различных видов клеток;
эм бриология (от греч. embryon - зародыш) - наука, исследу ющая развитие человека (и животных) во внутриутробном периоде жизни, образование, формирование отдельных органов и организма в целом. Все эти науки являются час тью общего учения о человеке. Однако, появившись в не драх анатомии, они в разное время отделились от нее бла годаря появлению новых методов исследования, развитию новых научных направлений.
Изучению человека, его внешних форм и пропорций его тела способствует пластическая анатомия. Рентгенанатомия, благодаря проникающей способности рентгенов-ских лучей, исследует строение и взаимоположение костей скелета и других органов, имеющих различную плотность тканей.
Метод эндоскопии (от греч. endo - внутри, scopia - в конце слова - исследование зеркалами) дает возможность с по мощью трубок и оптических систем рассмотреть изнутри полые внутренние Анатомия и физиология пользу ются различными экспериментальными методами, что дает возможность исследовать и понять механизмы изменений и приспособительных процессов в органах и тканях, изучить резервные возможности их жизнедеятельности.
Анатомия и физиология изучают строение и функции тела человека по частям, вначале - отдельные его органы, системы и аппараты органов. Анализируя полученные ре зультаты, анатомия и физиология изучают в конечном итоге целостный человеческий организм.
ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЧЕЛОВЕКА Каждый человек имеет свои индивидуальные особен ности, наличие которых определяется двумя факторами. Это наследственность - черты, унаследованные от родителей, а также результат влияния внешней среды, в которой че ловек растет, развивается, учится, работает.
Индивидуальное развитие, или развитие в онтогенезе, происходит во все периоды жизни - от зачатия до смерти.
В онтогенезе человека (от греч. on, род. падеж ontos - суще ствующее) выделяют два периода: до рождения (внутриут робный) и после рождения (внеутробный). Во внутриут робном периоде, от зачатия и до рождения, зародыш (эм брион) развивается в теле матери. В течение первых недель происходят основные процессы формирования ор ганов, частей тела. Этот период получил название эмбрио нального, а организм будущего человека - эмбрион (заро дыш). Начиная с 9-й недели развития, когда уже начали обозначаться основные внешние человеческие черты, орга низм называют плодом, а период - плодным.
После оплодотворения (слияния сперматозоида и яйце клетки), которое происходит обычно в маточной трубе, об разуется одноклеточный зародыш - зигота. В течение 3- дней зигота дробится (делится). В результате образуется многоклеточный пузырек - бластула с полостью внутри.
Стенки этого пузырька образованы клетками двух видов:
крупных и мелких. Из мелких клеток формируются стенки пузырька - трофобласт, из которого в дальнейшем созда ется внешний слой оболочек зародыша. Более крупные клет ки (бластомеры) образуют скопления - эмбриобласт (за чаток зародыша), который располагается внутри трофо бласта (рис. 1). Из этого скопления («узелка») развиваются зародыш и прилежащие к нему внезародышевые структу ры (кроме трофобласта). Зародыш, имеющий вид ка, на 6-7-й день беременности внедряется (имплантиру ется) в слизистую оболочку матки. На второй неделе раз вития зародыш (эмбриобласт) разделяется на две пластин Рис. 1. Положение эмбриона и зародышевых оболочек на разных стадиях развития человека:
А - 2-3 нед.;
1 - полость амниона, 2 - тело эмбриона, 3 - желточный мешок, 4 - трофобласт;
Г - плод 4-5 мес:
1 - тело эмбриона (плода), 2 - амнион, 3 - желточный мешок, 4 - хорион, 5 - пупочный канатик ки. Одна пластинка, прилежащая к трофобласту, получила название наружного зародышевого листка (эктодермы).
Внутренняя пластинка, обращенная в полость пузырька, составляет внутренний зародышевый листок (энтодерму).
Края внутреннего зародышевого листка разрастаются в сто роны, изгибаются и образуют желточный пузырек. Наруж ный зародышевый листок (эктодерма) формирует амнио тический пузырек. В полости трофобласта вокруг желточного и амниотического пузырьков рыхло располагаются клетки внезародышевой мезодермы - эмбриональной соедини тельной ткани. В месте соприкосновения желточного и ам ниотического пузырьков образуется двухслойная пластин ка - зародышевый щиток. Та пластинка, которая прилежит к амниотическому пузырьку, образует наружную часть за родышевого щитка (эктодерму). Пластинка зародышевого щитка, которая прилежит к желточному пузырьку, явля ется зародышевой (кишечной) энтодермой. Из нее разви ваются эпителиальный покров слизистой оболочки органов пищеварения (пищеварительного тракта) и дыхательных путей, а также пищеварительные и некоторые другие же лезы, включая печень и поджелудочную железу.
Трофобласт вместе с внезародышевой мезодермой об разуют ворсинчатую оболочку зародыша - хорион, учас твующий в образовании плаценты («детского места»), че рез которую зародыш получает питание от организма матери.
На 3-й неделе беременности (с 15-17-го дня эмбриоге неза) зародыш приобретает трехслойное строение, разви ваются его осевые органы. Клетки наружной (эктодермаль ной) пластинки зародышевого щитка смещаются к задне му его концу. В результате у эктодермальной пластинки об разуется утолщение - первичная полоска, ориентирован ная кпереди. Передняя (краниальная) часть первичной по лоски имеет небольшое возвышение - первичный (гензе новский) узелок. Клетки наружного узелка (эктодермы), лежащие впереди первичного пузырька, погружаются в промежуток между наружной (эктодермальной) и внут ренней (энтодермальной) пластинками и образуют хор дальный (головной) отросток, из которого формируется спинная струна - хорда. Клетки первичной полоски, про растая в обе стороны между наружной и внутренней пла стинками зародышевого щитка и по бокам от хорды, об разуют средний зародышевый листок - мезодерму. Заро дыш становится трехслойным. На 3-й неделе развития из эктодермы начинает формироваться нервная трубка.
От задней части энтодермальной пластинки во внезаро дышевую мезодерму (так называемую амниотическую нож ку) выпячивается аллантоис. По ходу аллантоиса от зароды ша через амниотическую ножку к ворсинкам хориона про растают также кровеносные (пупочные) сосуды, которые в дальнейшем образуют основу пупочного канатика.
На 3-4-й неделе развития тело зародыша (зародышевый щиток) постепенно обособляется от внезародышевых ор ганов (желточного мешка, аллантоиса, амниотической ножки). Зародышевый щиток изгибается, по его сторонам формируется глубокая борозда - туловищная складка. Эта складка отграничивает края зародышевого листка от амни она. Тело зародыша из плоского щитка превращается в объемное, эктодерма покрывает зародыш со всех сторон.
Энтодерма, оказавшаяся внутри тела зародыша, свер тывается в трубочку и образует зачаток будущей кишки.
Узкое отверстие, сообщающее эмбриональную кишку с желточным мешком, в дальнейшем превращается в пупоч ное кольцо. Из энтодермы формируются эпителий и желе зы желудочно-кишечного тракта и дыхательных путей. Из эктодермы образуются нервная система, эпидермис кожи и ее производные, эпителиальная выстилка ротовой поло сти, анального отдела прямой кишки, влагалища и другие органы.
Эмбриональная (первичная) кишка вначале замкнута спереди и сзади. В переднем и заднем концах тела зародыша появляются впячивания эктодермы - ротовая ямка (буду щая ротовая полость) и анальная (заднепроходная) ямка.
Между полостью первичной кишки и ротовой ямкой спе реди имеется двухслойная (эктодерма и энтодерма) перед няя (глоточная) мембрана. Между кишкой и заднепроход ной ямкой имеется заднепроходная мембрана, также двух слойная. Передняя (глоточная) мембрана прорывается на 3- 4-й неделях развития. На 3-м месяце прорывается задняя (заднепроходная) мембрана. Амнион, заполненный амни отической жидкостью, окружает зародыш, предохраняя его от различных повреждений, сотрясений. Рост желточного мешка постепенно замедляется, и он редуцируется.
В конце 3-й недели развития начинается дифференци ровка мезодермы. Из мезодермы возникает мезенхима. Дор сальная часть мезодермы, расположенная по бокам от хор ды, подразделяется на 43-44 пары сегментов тела - соми тов. В сомитах различают три части. Переднемедиальная - склеротом, из которого развиваются кости и хрящи скеле та. Латеральнее склеротома находится миотом, из которого формируется поперечно-полосатая скелетная мускулатура.
Кнаружи лежит дерматом, из которого возникает собствен но кожа.
Из передней (вентральной) несегментированной части мезодермы (спланхнотома) образуются две пластинки. Одна из них (медиальная, висцеральная) прилежит к ной кишке и называется спланхноплеврой. Другая (латераль ная, наружная) прилежит к стенке тела зародыша, к экто дерме и называется соматоплеврой. Из этих пластинок раз виваются брюшина, плевра (серозные оболочки), а про странство между пластинками превращается в брюшинную, плевральную и перикардиальную полости. Из мезенхимы вентральной несегментированной мезодермы (спланхното ма) образуются неисчерченная гладкая мышечная ткань, соединительная ткань, кровеносные и лимфатические со суды, клетки крови. Из мезенхимы спланхнотомов разви ваются также сердце, почки, корковое вещество надпо чечника, половые железы и другие структуры.
К концу первого месяца внутриутробного развития за канчивается закладка основных органов зародыша, кото рый имеет длину 6,5 мм.
На 5-8-й неделе у зародыша появляются плавникопо добные зачатки вначале верхних, а затем нижних конеч ностей в виде кожных складок, в которые позднее враста ют закладки костей, мышц, сосудов и нервов.
На 6-й неделе появляются закладки наружного уха, на 6- 7-й неделе начинают формироваться пальцы рук, а затем ног. На 8-й неделе закладка органов заканчивается. Начиная с 3-го месяца развития зародыш принимает вид человека и называется плодом. На 10-м месяце плод рождается.
В течение всего плодного периода происходит рост и дальнейшее развитие уже образовавшихся органов и тка ней. Начинается дифференцировка наружных половых ор ганов. Закладываются ногти на пальцах. В конце 5-го месяца появляются брови и ресницы. На 7-м месяце открываются веки, начинает накапливаться жир в подкожной клетчатке.
После рождения ребенок быстро растет, увеличивается масса и длина его тела, площадь поверхности тела (табл. 1).
Рост человека продолжается в течение первых 20 лет его жизни. У мужчин увеличение длины тела заканчивается, как правило, в 20-22 года, у женщин - в 18-20 лет. Затем до 60-65 лет длина тела почти не изменяется. Однако в пожилом и старческом возрасте (после 60-70 лет) в связи с увеличением изгибов позвоночного столба и изменени ем осанки тела, истончением межпозвоночных дисков, уплощением сводов стопы длина тела ежегодно уменьша ется на 1-1,5 мм.
В течение первого года жизни после рождения рост ре бенка увеличивается на 21-25 см.
В периоды раннего и первого детства (1 год - 7 лет) скорость роста быстро уменьшается, в начале периода вто рого детства (8-12 лет) скорость роста составляет 4,5-5, см в год, а затем возрастает. В подростковом возрасте (12- 16 лет) годичная прибавка длины тела у мальчиков состав ляет в среднем 5,8 см, у девочек - около 5,7 см.
Длина, масса тела и площадь поверхности тела в различные возрастные периоды постнатального онтогенеза Показатели Новорожденный Возрастные периоды/ пол (м-мужской, ж-женский) 8 лет 10 лет 12 лет 14 лет м ж м ж м ж м ж м ж Длина тела, см 50,8 55,0 126,3 126,4 136,3 137,3 143,9 147,8 157,0 157, 3,5 3,4 26,1 25,6 32,9 31,8 35,8 38,5 46,1 49, Масса тела, кг Площадь поверх- 2200 2200 8690 9610 10750 ности тела, см Показатели Возрастные периоды 16 лет 18 лет 20 лет 22 года 24 24-60 лет м ж м ж м ж м ж м ж м ж Длина тела, см 169,8 160,2 161,8 173,6 162,8 174,7 162,7 174,7 162,8 174,5 162, Масса тела, кг 59,1 56,8 67,6 70,2 57,1 57,3 71,9 57,5 71,7 56, Площадь поверх- 14300 15850 17255 17535 18000 ности тела, см Пр име ч а ние: цифровые данные взяты из книг «Человек. Морфобиологические данные» (1977), «Морфология челове ка» под ред. Никитюка, Чтецова (1990).
При этом у девочек наиболее интенсивный рост наблю дается в возрасте от 10 до 13 лет, а у мальчиков - в под ростковом возрасте. Затем рост замедляется.
Масса тела к 5-6 месяцам после рождения удваивается.
Утраивается масса тела к году и увеличивается примерно в 4 раза к двум годам. Увеличение длины и массы тела идет примерно с одинаковой скоростью. Максимальное годич ное увеличение массы тела наблюдается у подростков: у девочек на 13-м, а у мальчиков - на 15-м году жизни. Масса тела увеличивается до 20-25 лет, а затем стабилизируется.
Стабильная масса тела обычно сохраняется до 40-46 лет.
Считается важным и физиологически оправданным сохра нять массу тела до конца жизни в пределах цифр 19-20 летнего возраста.
За последние 100-150 лет наблюдается ускорение мор фофункционального развития и созревания всего организ ма у детей и подростков (акселерация), которая в большей степени проявляется в экономически развитых странах. Так, масса тела у новорожденных детей за столетие возросла в среднем на 100-300 г, у годовалых - на 1500-2000 г. Длина тела также возросла на 5 см. Длина тела детей в периоды второго детства и у подростков увеличилась на 10-15 см, а у взрослых мужчин - на 6-8 см. Уменьшилось время, в течение которого возрастает длина тела человека. В конце XIX века рост продолжался до 23-26 лет. В конце XX века у мужчин рост тела в длину происходит до 20-22 лет, а у женщин до 18-20 лет. Ускорилось прорезывание молочных и постоянных зубов. Быстрее идет психическое развитие, половое созревание. В конце XX века по сравнению с его началом средний возраст прихода менструаций у девочек снизился с 16,5 до 12-13 лет, а время наступления мено паузы возросло с 43-45 до 48-50 лет.
После рождении, в период продолжающегося роста че ловека, у каждого возраста имеются свои морфофункцио нальные особенности.
У новорожденного ребенка голова округлая, большая, шея и грудь короткие, живот длинный, ноги короткие, руки длинные (рис. 2). Окружность головы на 1-2 см боль ше окружности груди, мозговой отдел черепа относитель но больше лицевого. Форма грудной клетки бочкообразная.
Позвоночник лишен изгибов, лишь незначительно выра жен мыс. Кости, образующие тазовую кость, не сращены между собой. Внутренние органы относительно крупнее, чем у взрослого человека. Так, например, масса печени Рис. 2. Изменения пропорций отделов тела в процессе роста.
КМ - средняя линия. Цифры вверху показывают, какую часть тела составляет голова. Деления, отмеченные цифрами справа, - соответствие отделов тела детей и взрослых;
цифры внизу - возраст новорожденного ребенка составляет "/20 массы тела, в то время как у взрослого человека - "/50. Длина кишечника в 2 раза больше длины тела, у взрослого человека - в 4-4, раза. Масса мозга новорожденного составляет 13-14% массы тела, а у взрослого человека лишь около 2%. Большими размерами отличаются надпочечники и тимус.
В грудном возрасте (10 дней - 1 год) тело ребенка ра стет наиболее быстро. Примерно с 6-ти месяцев начинает ся прорезывание молочных зубов. За первый год жизни раз меры ряда органов и систем достигают размеров, харак терных для взрослого (глаз, внутреннее ухо, центральная нервная система). В течение первых лет жизни быстро рас тут и развиваются опорно-двигательный аппарат, пищева рительная, дыхательная системы.
В период раннего детства (1-3 года) прорезываются все молочные зубы и происходит первое «округление», т.е. уве личение массы тела опережает рост тела в длину. Быстро прогрессирует психическое развитие ребенка, речь, память.
Ребенок начинает ориентироваться в пространстве. В тече ние 2-3-го годов жизни рост в длину преобладает над уве личением массы тела. В конце периода начинается проре зывание постоянных зубов. В связи с быстрым развитием мозга, масса которого к концу периода достигает уже 1100- 1200 г, быстро развиваются умственные способности, зальное мышление, длительно сохраняется способность уз навания, ориентация во времени, в днях недели.
В раннем и в первом детстве (4-7 лет) половые отличия (кро ме первичных половых признаков) почти не выражены, В период второго детства (8-12 лет) вновь преобладает рост в ширину, однако в это время начинается половое созревание, а к концу периода усиливается рост тела в дли ну, темпы которого больше у девочек.
Прогрессирует психическое развитие детей. Развивается ориентация в отношении месяцев и календарных дней.
Начинается половое созревание, более раннее у девочек, что связано с усилением секреции женских половых гор монов. У девочек в 8-9 лет начинает расширяться таз и округляться бедра, увеличивается секреция сальных желез, происходит оволосение лобка. У мальчиков в 10-11 лет начинается рост гортани, яичек и полового члена, кото рый к 12 годам увеличивается на 0,5-0,7 см.
В подростковом возрасте (12-16 лет) быстро растут и развиваются половые органы, усиливаются вторичные по ловые признаки. У девочек увеличивается количество во лос на коже лобковой области, появляются волосы в под мышечных впадинах, увеличиваются размеры половых ор ганов, молочных желез, щелочная реакция влагалищного секрета становится кислой, появляются менструации, уве личиваются размеры таза. У мальчиков быстро увеличива ются яички и половой член, вначале оволосение лобка раз вивается по женскому типу, набухают грудные железы. К концу подросткового периода (15-16 лет) начинается рост волос на лице, теле, в подмышечных впадинах, а на лоб ке - по мужскому типу, пигментируется кожа мошонки, еще больше увеличиваются половые органы, возникают первые эякуляции (непроизвольные семяизвержения).
В подростковом возрасте развивается механическая и сло весно-логическая память.
Юношеский возраст (16-21 год) совпадает с периодом созревания. В этом возрасте рост и развитие организма в основном завершается, все аппараты и системы органов практически достигают морфофункциональной зрелости.
Строение тела в зрелом возрасте (22-60 лет) изменяет ся мало, а в пожилом (61-74 года) и старческом (75- лет) прослеживаются характерные для этих возрастов пе рестройки, которые изучает специальная наука - герон тология (от греч.geron - старик). Временные границы ста рения варьируют в широких пределах у различных индиви дуумов. В старческом возрасте происходит снижение адап тивных возможностей организма, изменение морфофунк циональных показателей всех аппаратов и систем органов, среди которых важнейшая роль принадлежит иммунной, нервной и кровеносной системам.
Активный образ жизни, регулярные занятия физичес кой культурой замедляют процесс старения. Однако это возможно в пределах, обусловленных наследственными факторами.
Мужчину от женщины отличают половые признаки (табл.
2). Они делятся на первичные (половые органы) и вторич ные (развитие волос на лобке, развитие молочных желез, изменения голоса и др.).
В анатомии имеются понятия о типах телосложения. Те лосложение определяется генетическими (наследственны ми) факторами, влиянием внешней среды, социальными условиями. Выделяют три типа телосложения человека: ме зоморфный, брахиморфный и долихоморфный. При мезомор фном (от греч. mesos - средний, morphe - форма, вид) типе телосложения (нормостеники) анатомические особенности Таблица Некоторые половые отличия мужчин (м) и женщин (ж) Показатели Пол м ж Длила тела Больше Меньше Масса тела Больше Меньше Туловище (относительные Короче Длиннее размеры) Конечности {%%) Длиннее Короче Плечи Шире Уже Таз Уже Шире Грудная клетка Длиннее, шире Короче, уже Живот Короче Длиннее Масса мышц Больше Меньше Подкожная жировая Меньше Больше клетчатка Кожа Толще Тоньше Волосы Больше на лице, Меньше, на туловище, конеч- животе отсут ностях, обильные ствуют на лобке и животе до пупка строения тела приближаются к усредненным показателям нормы (с учетом возраста, пола). Лица брахиморфного (от греч. brachys - короткий) типа телосложения (гиперстени ки) имеют низкий рост, широкое туловище, склонны к полноте. Диафрагма у них расположена высоко, сердце ле жит на ней почти поперечно, легкие короткие, мышцы развиты хорошо. У лиц долихоморфного типа телосложения (от греч. dolichos - длинный) высокий рост, длинные ко нечности. Мускулатура развита слабо. Диафрагма располо жена низко, легкие длинные, сердце расположено почти вертикально.
Анатомия человека изучает строение нормального (ус редненного) человека, поэтому такую анатомию называ ют нормальной. Для удобства изучения положения орга нов, частей тела используют три взаимно перпендикуляр ные плоскости. Сагиттальная плоскость (от греч. sagitta - стрела) вертикально рассекает тело спереди назад. Фрон тальная плоскость (от лат. from - лоб) располагается пер пендикулярно сагиттальной, ориентирована справа налево.
Горизонтальная плоскость занимает перпендикулярное по ложение по отношению к первым двум, она отделяет вер хнюю часть тела от нижней.
Через тело человека можно провести большое число та ких плоскостей. Сагиттальную плоскость, отделяющую пра вую половину тела от левой, называют срединной плоско стью. Фронтальная плоскость отделяет переднюю часть тела от задней.
В анатомии выделяют термины средний (медиальный, лежащий ближе к срединной плоскости) и боковой (лате ральный, расположенный на удалении от срединной плос кости). Для обозначения частей верхних и нижних конеч ностей применяются понятия проксимальный - находящий ся ближе к началу конечности, и дистальный - располо женный дальше от туловища.
При изучении анатомии употребляют такие термины, как правый и левый, большой и малый, поверхностный и глубокий.
При определении у живого человека положения орга нов, проекции их границ на поверхности тела используют вертикальные линии, проведенные через определенные точки. Передняя срединная линия проводится по середине передней поверхности тела. Задняя срединная линия прохо дит вдоль остистых отростков позвонков. Обе эти линии соединяют правую половину тела с левой. Правая и левая грудинные (окблогрудинные) линии проходят вдоль соответ ствующих краев грудины. Среднеключичная линия проходит вертикально через середину ключицы. Подмышечные (пере дняя, средняя и задняя) линии проводятся через середину и соответствующие края подмышечной ямки. Лопаточная ли ния проходит через нижний угол лопатки. Околопозвоноч ная линия проводится рядом с позвоночником через ребер но-поперечные суставы.
Вопросы для пов т оре ния и с а мо ко нт р о л я:
1. Что такое зигота? Из чего и где она образуется?
2. Из каких эмбриональных структур образуются эктодерма и энто дерма? Какие органы из них развиваются в дальнейшем?
3. Когда и из чего образуется средний зародышевый листок?
4. Какие части выделяют у сомитов и у спланхнотома?
5. Какие факторы влияют на развитие зародыша?
6. Какие анатомические признаки характерны для новорожденного?
7. Какие системы и аппараты органов быстрее растут и развиваются у детей, подростков, в юношеском возрасте?
8. Назовите известные вам типы телосложения и их отличительные особенности.
СТРОЕНИЕ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА Человеческий организм, представляющий собой еди ную, целостную, сложно устроенную систему, состоит из органов и тканей. Органы, которые построены из тканей, объединены в системы и аппараты. Ткани, в свою оче редь, состоят из различных видов клеток и межклеточного вещества.
КЛЕТКИ Клетка - это элементарная, универсальная единица живой материи. Клетка имеет упорядоченное строение, спо собна получать энергию извне и использовать ее для вы полнения присущих каждой клетке функций. Клетки актив но реагируют на внешние воздействия (раздражения), уча ствуют в обмене веществ, обладают способностью к росту, регенерации, размножению, передаче генетической инфор мации, приспособлению к условиям внешней среды.
Клетки в организме человека разнообразны по форме, они могут быть плоскими, круглыми, овоидными, верете нообразными, кубическими, отростчатыми. Форма клеток обусловливается их положением в организме и функцией.
Размеры клеток варьируют от нескольких микрометров (на пример, малый лимфоцит) до 200 мкм (яйцеклетка).
Межклеточное вещество представляет собой продукт жизнедеятельности клеток и состоит из основного вещест ва и расположенных в нем различных волокон соедини тельной ткани.
Несмотря на большое многообразие, все клетки имеют общие признаки строения и состоят из ядра и цитоплаз мы, заключенных в клеточную оболочку - цитолемму (рис. 3). Оболочка клетки, или клеточная мембрана лемма, плазмалемма), отграничивает клетку от внешней среды. Толщина цитолеммы равна 9-10 нм (1 нанометр равен м или 0,002 мкм). Построена цитолемма из бел ковых и липидных молекул и представляет собой трех слойную структуру, наружная поверхность которой по крыта тонкофибриллярным гликокаликсом. В состав гли кокаликса входят различные углеводы, которые образуют длинные ветвящиеся цепочки полисахаридов. Эти поли сахариды связаны с белковыми молекулами, которые вхо дят в состав цитолеммы. У цитолеммы наружный и внут ренний электронно-плотные липидные слои (пластинки) имеют толщину около 2,5 нм, а средний - электронно прозрачный слой (гидрофобная зона липидных моле кул) - около 3 нм. В билипидном слое цитолеммы нахо дятся молекулы белка, некоторые из них проходят через всю толщу клеточной оболочки.
Цитолемма не только отделяет клетку от внешней сре ды. Она защищает клетку, выполняет рецепторные функ ции (воспринимает воздействия внешней для клетки сре ды), транспортную функцию. Через цитолемму происхо дит перенос различных веществ (воды, низкомолекуляр ных соединений, ионов) как внутрь клетки, так и из клет ки. При затрате энергии (расщеплении АТФ) через цито лемму активно транспортируются различные органические вещества (аминокислоты, сахара и др.).
Цитолемма образует также межклеточные соединения (контакты) с соседними клетками. Контакты могут быть простыми и сложными. Простые соединения бывают в виде зубчатого шва, когда выросты (зубцы) цитолеммы одной клетки внедряются между выростами соседней клетки. Меж ду цитолеммами соседних клеток имеется межклеточная щель шириной 15-20 нм. Сложные контакты образованы Рис. 3. Схема ультрамикроскопического строения клетки: 1 - цито лемма (плазматическая мембрана), 2 - пиноцитозные пузырьки, 3 - центросома (клеточный центр, цитоцентр), 4 - гиалоплазма, 5 - эн доплазматическая сеть (а - мембраны эндоплазматической сети, б - рибосомы), 6 - ядро, 7 - связь перинуклеарного пространства с поло стями эндоплазматической сети, 8 - ядерные поры, 9 - ядрышко, 10 - внутриклеточный сетчатый аппарат (комплекс Гольджи), 11 - секре торные вакуоли, 12 - митохондрии, 13 - лизосомы, 14 - три последо вательные стадии фагоцитоза, 15 - связь клеточной оболочки (цито леммы) с мембранами эндоплазматической сети или плотно прилежащими друг к другу клеточными оболоч ками соседних клеток (плотные контакты), или наличием между соседними клетками тонкофибриллярного вещества (десмосомы). К проводящим контактам относятся синапсы и щелевидные контакты - нексусы. У синапсов между ци толеммой соседних клеток имеется щель, через которую происходит транспорт (передача возбуждения или торможе ния) только в одном направлении. У нексусов щелевидное пространство между соседними цитолеммами разделено на отдельные короткие участки специальными белковыми структурами.
Цитоплазма неоднородна по своему составу, она вклю чает в себя гиалоплазму и находящиеся в ней органеллы и включения.
Гиалоплазма (от греч. hyalinos - прозрачный) образует матрикс цитоплазмы, ее внутреннюю среду. Снаружи она отграничена клеточной мембраной - цитолеммой. Гиало плазма имеет вид гомогенного вещества, представляет со бой сложную коллоидную систему, состоящую из белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, ферментов и других веществ.
Важнейшая роль гиалоплазмы состоит в объединении всех внутриклеточных структур и в обеспечении их хими ческого взаимодействия друг с другом. В гиалоплазме син тезируются белки, необходимые для жизнедеятельности и функций клетки. В гиалоплазме откладываются гликоген, жировые включения, содержится энергетический запас - молекулы аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ).
В гиалоплазме располагаются органеллы общего назна чения, которые имеются во всех клетках, а также непо стоянные структуры - цитоплазматические включения.
В число органелл входят митохондрии, внутренний сетча тый аппарат (комплекс Гольджи), цитоцентр (клеточный ценр), зернистая и незернистая эндоплазматическая сети, рибосомы, лизосомы. К включениям относятся гликоген, белки, жиры, витамины, пигментные вещества и другие структуры.
Органеллами называют структуры цитоплазмы, посто янно встречающиеся в клетках и выполняющие опреде ленные жизненно важные функции. Различают органеллы мембранные и немембранные. В клетках определенных тка ней встречаются специальные органеллы, например фибриллы в структурах мышечной ткани.
Мембранные органеллы - это замкнутые одиночные или связанные друг с другом микроскопической величины по лости, отграниченные мембраной от окружающей их гиа лоплазмы. Мембранными органеллами являются митохон дрии, внутренний сетчатый аппарат (комплекс Гольджи), эндоплазматическая сеть, лизосомы, пероксисомы. Эндоп лазматическая сеть подразделяется на зернистую и незер нистую. Обе они образованы цистернами, пузырьками и каналами, которые ограничены мембраной толщиной око ло 6-7 нм. Эндоплазматическую сеть, к мембранам кото рой прикреплены рибосомы, называют зернистой (шеро ховатой) эндоплазматической сетью. Если нет рибосом на поверхности мембран - это гладкая эндоплазматиче ская сеть.
Мембраны эндоплазматической сети участвуют в транс порте веществ в клетке. На рибосомах зернистой эндо плазматической сети осуществляется синтез белков, на мембранах гладкой эндоплазматической сети синтезиру ются гликоген и липиды.
Внутренний сетчатый аппарат (комплекс Гольджи) об разован мембранами плотно лежащих плоских цистерн и расположенных по их периферии многочисленных мелких пузырьков (везикул). Места скопления этих мембран полу чили название диктиосом. В одну диктиосому входит 5- плоских мембранных цистерн, разделенных прослойками гиалоплазмы. Мембраны внутреннего сетчатого аппарата выполняют функции накопления, химической перестрой ки веществ, которые синтезирует эндоплазматическая сеть.
В цистернах комплекса Гольджи синтезируются полисаха риды, которые образуют комплекс с белками. Комплекс Гольджи участвует в выведении синтезированных веществ за пределы клетки и является источником формирования клеточных лизосом.
Митохондрии имеют гладкую внешнюю мембрану и внутреннюю мембрану с выпячиваниями в виде гребней (крист) внутрь митохондрии. Складчатость внутренней ми тохондриальной мембраны существенно увеличивает ее внутреннюю поверхность. Внешняя мембрана митохонд рии отделена от внутренней узким межмембранным про странством. Полость митохондрии между кристами запол няет матрикс, имеющий тонкозернистое строение. В его состав входят молекулы ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) и митохондриальные рибосомы. Поперечник ми тохондрий составляет в среднем 0,5 мкм, а длина достига ет 7-10 мкм. Основной функцией митохондрий является окисление органических соединений и использование ос вобождающейся при этом энергии для синтеза молекул АТФ.
Лизосомы - это шаровидные структуры размерами 0,2- 0,4 мкм, ограниченные мембраной. Наличие в лизосомах гидролитических ферментов (гидролаз), расщепляющих раз личные биополимеры, свидетельствует об участии их в процессах внутриклеточного переваривания.
Пероксисомы (микротельца) представляют собой неболь шие вакуоли размерами 0,3-1,5 мкм, ограниченные мем браной и содержащие зернистый матрикс. В этом матриксе присутствует каталаза, разрушающая перекись водорода, образующуюся при действии ферментов окислительного дезаминирования аминокислот.
К немембранным органеллам относятся рибосомы, мик ротрубочки, центриоли, микрофиламенты и другие обра зования. Рибосомы являются элементарными аппаратами синтеза белковых, полипептидных молекул. Состоят рибо сомы из гранул рибонуклеопротеида (диаметром 20-25 нм), в образовании которых участвуют белки и молекулы РНК.
Наряду с одиночными рибосомами в клетках имеются груп пы рибосом (полисомы, полирибосомы).
Микротрубочки располагаются в цитоплазме клеток. Они представляют собой полые цилиндры диаметром около 24 нм. Образованы микротрубочки белками тубулинами.
В цитоплазме микротрубочки образуют цитоскелет и учас твуют в двигательных функциях клеток. Микротрубочки под держивают форму клеток, способствуют ориентированным их движениям. Микротрубочки входят в состав центрио лей, веретена деления клетки, базальных телец, жгутиков, ресничек.
Центриоли представляют собой полые цилиндры диа метром около 0,25 мкм и длиной до 0,5 мкм. Стенки цен триолей построены из микротрубочек, которые образуют девять триплетов (9*3), соединенных друг с другом. Две центриоли, лежащие под прямым углом друг к другу, об разуют диплосому. Вокруг центриолей (диплосомы) нахо дится центросфера в виде бесструктурного плотного обод ка с отходящими от него радиарно тонкими фибриллами.
Центриоли и центросфера вместе образуют клеточный центр. При подготовке к митотическому делению число центриолей в клетке удваивается.
Центриоли участвуют в формировании веретена деле ния клетки и аппаратов ее движения - ресничек и жгути ков. Реснички и жгутики являются цилиндрическими вы ростами цитоплазмы, в центре которых находится система микротрубочек.
Микрофиламенты представляют собой тонкие (5-7 нм) белковые нити, располагающиеся в виде пучков или слоев преимущественно в периферических отделах клетки. В со став микрофиламентов входят различные сократительные белки: актин, миозин, тропомиозин. Микрофиламенты выполняют опорно-двигательную функцию клеток. Проме жуточные филаменты, или микрофибриллы, толщиной около 10 нм имеют различный состав в разных клетках.
В эпителиальных клетках филаменты построены из белков кератинов, в мышечных клетках - из десмина, в нервных клетках - из белков нейрофибрилл. Промежуточные мик рофиламенты также являются опорно-каркасными струк турами клеток.
Включения цитоплазмы клеток служат временными структурами, они образуются в результате деятельности клетки. Различают включения трофические, секреторные и пигментные. Трофические включения бывают белковыми, жировыми и углеводными. Они служат запасами питатель ных веществ, накапливаются клеткой. Секреторные вклю чения являются продуктами функции железистых клеток, содержат биологически активные вещества, необходимые организму. Пигментные включения - это окрашенные вещества, необходимые организму, которые скапливаются в клетке. Пигмент может быть экзогенного происхождения (красители и др.) и эндогенного (меланин, гемоглобин, биллирубин, липофусцин).
Ядро клетки. Ядро является обязательным элементом клетки,оно содержит генетическую информацию и регу лирует белковый синтез. Генетическая информация зало жена в молекулах дезоксирибонуклеинозой кислоты (ДНК).
При делении клетки эта информация в равных количествах передается дочерним клеткам. В ядре имеется собственный аппарат белкового синтеза, контролирующий синтетичес кие процессы в цитоплазме. В ядре на молекулах ДНК вос производятся различные виды рибонуклеиновой кислоты (РНК) - информационной, транспортной, рибосомной.
Ядро неделящейся клетки (интерфазное) чаще имеет сферическую или овоидную форму и состоит из хромати на, ядрышка, кариоплазмы (нуклеоплазмы), отграничен ных от цитоплазмы ядерной оболочкой.
Хроматин интерфазного ядра представляет собой хро мосомный материал - это разрыхленные, деконденсиро ванные хромосомы. Деконденсированные хромосомы на зывают эухроматином. Таким образом, хромосомы в ядрах клеток могут находиться в двух структурно-функциональных состояниях. При деконденсированной форме хромосомы находятся в рабочем, активном состоянии. В это время они участвуют в процессах транскрипции (воспроизведения), репликации (от лат. - повторение) нуклеиновых кислот (РНК, ДНК). Хромосомы в конденсированном со стоянии (плотном) неактивны, они участвуют в распре делении и переносе генетической информации в дочерние клетки при клеточном делении. В начальных фазах мито тического деления клеток хроматин конденсируется, об разуя видимые хромосомы. У человека соматические клет ки содержат 46 хромосом - 22 пары гомологичных хромо сом и две половые хромосомы. У женщин половые хромо сомы парные (ХХ-хромосомы), у мужчин - непарные (XY хромосомы).
Ядрышко - это плотное, интенсивно окрашивающееся образование в ядре, округлой формы, размерами 1-5 мкм.
Состоит ядрышко из нитчатых структур - нуклеопротеи дов и переплетающихся нитей РНК, а также предшест венников рибосом. Ядрышко служит местом образования рибосом, на которых синтезируются полипептидные цепи в цитоплазме клеток.
Нуклеоплазма - электронно-прозрачная часть ядра, представляет собой коллоидный раствор белков, окружа ющий хроматин и ядрышко.
Ядерная оболочка (нуклеолемма) состоит из внешней ядерной мембраны и внутренней ядерной мембраны, раз деленных перинуклеарным пространством. В ядерной обо лочке имеются поры, в которых располагаются белковые гранулы и нити (поровый комплекс). Через ядерные поры происходит избирательный транспорт белков, обеспечи вающий прохождение макромолекул в цитоплазму, а так же обмен веществ между ядром и цитоплазмой.
Деление клеток (клеточный цикл) Рост организма, увеличение числа клеток, их размно жение происходят путем деления. Основным способом де ления клеток в человеческом организме являются митоз и мейоз. Процессы, происходящие при этих способах деле ния клеток, протекают одинаково, однако они приводят к разным результатам. Митотическое деление клеток приво дит к увеличению числа клеток, к росту организма. Таким способом обеспечивается обновление клеток при их изно се, гибели. (В настоящее время известно, что клетки эпи дермиса живут 3-7 дней, эритроциты - до 4 месяцев. Не рвные и мышечные клетки (волокна) живут в течение всей жизни человека.) Благодаря митотическому делению до черние клетки получают набор хромосом, идентичный ма теринскому.
При мейозе, который наблюдается у половых клеток, в результате их деления образуются новые клетки с одинар ным (гаплоидным) набором хромосом, что важно для пе редачи генетической информации. При слиянии одной по ловой клетки с клеткой противоположного пола (при опло дотворении) набор хромосом удваивается, становится пол ным, двойным (диплоидным).
Мейоз - представляет собой своеобразное деление, ког да из одного образуется четыре дочерних ядра, в каждом из которых содержится вдвое меньше хромосом, чем в материнском ядре. При мейозе происходит два последова тельных (мейотических) деления клеток. В результате из двойного (диплоидного) числа хромосом (2п) образу ется одинарный (гаплоидный) набор (In). Мейоз проис ходит только при делении половых клеток, при этом со храняется постоянное число хромосом, что обеспечивает передачу наследственной информации от одной клетки другой. У всех клеток при размножении (делении) наблю даются изменения, укладывающиеся в рамках клеточного цикла.
Клеточным циклом называют процессы, которые проис ходят в клетке при подготовке клетки к делению и во вре мя деления, в результате которого одна клетка (материнс кая) делится на две дочерние (рис. 4). В клеточном цикле выделяют подготовку клетки к делению (интерфазу) и митоз (процесс деления клетки).
В интерфазе, которая длится примерно 20-30 часов, удваивается масса клетки и всех ее структурных компо нентов, в том числе центриолей. Происходит репликация (повторение) молекул нуклеиновых кислот. Родительская цепь ДНК служит матрицей для синтеза дочерних дезо ксирибонуклеиновых кислот. В итоге репликации каждая из двух дочерних молекул ДНК состоит из одной старой и одной новой цепи. В период подготовки к митозу в клет ке синтезируются белки, необходимые для деления клет ки (митоза). К концу интерфазы хроматин в ядре конден сирован.
Митоз (от греч. mitos - нить) представляет собой пери од, когда материнская клетка разделяется на две дочерние.
Митотическое деление клеток обеспечивает равномерное распределение структур клетки, ее ядерного вещества - хроматина - между двумя дочерними клетками. Длитель 4. Стадии митоза. Показаны конденсация хрома тина с образовани ем хромосом, обра зование веретена де ления и равномер ное распределение хромосом и центри олей по двум дочер ним клеткам.
А - интерфаза, - профаза, В - ме тафаза, Г - анафаза, Д - телофаза, Е- поздняя телофаза.
1 - ядрышко, 2 - - веретено деления, 4 - звезда, ядерная оболочка, 6 - 7 - непрерывные мик ротрубочки, 8, 9 - хромосомы, - хромосомные мик ротрубочки, - формирование яд ра, 12 - борозда дробления, 13 - пучок актиновых нитей, 14 - оста точное (срединное) тельце ность митоза - от 30 минут до 3 часов. Митоз подразделя ют на профазу, метафазу, анафазу, телофазу.
В профазе постепенно распадается ядрышко, центрио ли расходятся к полюсам клеток.
В метафазе разрушается ядерная оболочка, хромосом ные нити направляются к полюсам, сохраняя связь с эква ториальной областью клетки. Структуры эндоплазматиче ской сети и комплекса Гольджи распадаются на мелкие пузырьки (везикулы), которые вместе с митохондриями распределяются в обе половины делящейся клетки. В конце метафазы каждая хромосома начинает расщепляться про дольной щелью на две новые дочерние хромосомы.
В анафазе хромосомы отделяются друг от друга и расхо дятся к полюсам клетки со скоростью до 0,5 мкм/мин.
В телофазе хромосомы, разошедшиеся к полюсам клет ки, деконденсируются, переходят в хроматин, и начина ется транскрипция (продукция) РНК. Образуется ядерная оболочка, ядрышко, быстро формируются мембранные структуры будущих дочерних клеток. На поверхности клет ки, по ее экватору, появляется перетяжка, которая углуб ляется, клетка разделяется на две дочерние клетки.
Вопросы для пов т оре ния и с а моконт рол я:
1. Назовите структурные элементы клетки.
2. Какие функции выполняет клетка?
3. Перечислите мембранные и немембранные органеллы клетки, назо вите их функции.
4. Из каких элементов состоит ядро клетки, какие функции оно вы полняет?
5. Какие существуют виды соединений клеток друг с другом?
6. Что такое клеточный цикл, какие периоды (фазы) в нем (в этом цикле) выделяют?
7. Что такое мейоз, чем он отличается от митоза?
ТКАНИ Клетки и их производные объединяются в ткани.
Ткань - это сложившаяся в процессе эволюции совокуп ность клеток и межклеточного вещества, имеющих общее происхождение, строение и функции. По морфологическим и физиологическим признакам в организме человека вы деляют четыре типа тканей: эпителиальную, соединитель ную, мышечную и нервную.
Эпителиальная ткань Эпителий эпителиальной ткани образует поверхностные слои кожи, покрывает слизистую оболочку полых внутрен них органов, поверхности серозных оболочек, а также об разует железы. В связи с этим выделяют покровный эпите лий и железистый эпителий.
Покровный эпителий занимает в организме погранич ное положение, отделяя внутреннюю среду от внешней, защищает организм от внешних воздействий, выполняет функции обмена веществ между организмом и внешней средой.
Железистый эпителий образует железы, различные по форме, расположению и функциям. Эпителиальные клет ки (гландулоциты) желез синтезируют и выделяют веще ства - секреты, участвующие в различных функциях орга низма. Поэтому железистый эпителий называют также сек реторным эпителием.
Покровный эпителий образует сплошной пласт, состо ящий из плотно расположенных клеток, соединенных друг с другом с помощью различных видов контактов. Эпите лиоциты всегда лежат на базальной мембране, богатой уг леводно-белково-липидными комплексами, от которых за висит ее избирательная проницаемость. Базальная мембра на отделяет эпителиальные клетки от подлежащей соеди нительной ткани. Эпителии обильно снабжены нервными волокнами и рецепторными окончаниями, передающими в центральную нервную систему сигналы о различных внеш них воздействиях. Питание клеток покровного эпителия осуществляется путем диффузии тканевой жидкости из подлежащей соединительной ткани.
Согласно отношению эпителиальных клеток к базаль ной мембране и их положению на свободной поверхности эпителиального пласта различают однослойный и многослой ный эпителий (рис. 5). У однослойного эпителия все клетки лежат на базальной мембране, у многослойных - к ба зальной мембране прилежит только самый глубокий слой.
Однослойный эпителий, в клетках которого ядра распола гаются на одном уровне, называют однорядным. Эпителий, ядра клеток которого лежат на разных уровнях, носит на звание многорядного. Многослойный эпителий бывает не ороговевающим (многослойный плоский неороговеваю щий), а также ороговевающим (многослойный плоский оро говевающий), у которого поверхностно расположенные клетки ороговевают, превращаются в роговые чешуйки. Пе реходный эпителий так назван потому, что его строение меняется в зависимости от растяжения стенок органа, ко торые этот эпителий покрывает (например, эпителиаль ный покров слизистой оболочки мочевого пузыря).
В соответствии с формой эпителиоциты подразделяют ся на плоские, кубические и призматические. У эпителиаль ных клеток выделяют базальную часть, обращенную в сторо ну базальной мембраны, и апикальную, направленную к поверхности слоя покровного эпителия. В базальной части находится ядро, в апикальной располагаются органеллы клетки, включения, в том числе и секреторные гранулы у Рис. 5. Схема строения эпителиальной ткани:
А - простой сквамозный эпителий (мезотелий);
Б - простой куби ческий эпителий;
В - простой столбчатый эпителий;
Г - реснитчатый эпителий;
Д - переходный эпителий;
Е - неороговевающий много слойный (плоский) сквамозный эпителий железистого эпителия. На апикальной части могут быть микроворсинки - выросты цитоплазмы у специализиро ванных эпителиальных клеток (реснитчатый эпителий ды хательных путей).
Покровный эпителий при повреждениях способен быс тро восстанавливаться митотическим способом деления клеток. У однослойного эпителия все клетки имеют спо собность к делению, у многослойного - только базально расположенные клетки. Эпителиальные клетки, интенсив но размножаясь по краям повреждения, как бы наползают на раневую поверхность, восстанавливая целостность эпи телиального покрова.
Соединительные ткани Соединительная ткань образована клетками и межкле точным веществом, в котором всегда присутствует значи тельное количество соединительнотканных волокон. Соеди нительная ткань, имея различное строение, расположение, выполняет механические функции (опорные), трофичес кую - питания клеток, тканей (кровь), защитные (меха ническая защита и фагоцитоз).
В соответствии с особенностями строения и функций межклеточного вещества и клеток выделяют собственно соединительную ткань, а также скелетные ткани и кровь.
Собственно соединительная ткань Собственно соединительная ткань сопровождает крове носные сосуды вплоть до капилляров, заполняет проме жутки между органами и тканями в органах, подстилает эпителиальную ткань. Собственно соединительную ткань подразделяют на волокнистую соединительную ткань и соединительную ткань со специальными свойствами (ре тикулярную, жировую, пигментную).
Волокнистая соединительная ткань в свою очередь под разделяется на рыхлую и плотную, а последняя - на не оформленную и оформленную. В основу классификации волокнистой соединительной ткани положен принцип со отношения клеток и межклеточных, волоконных структур, а также расположение соединительнотканных волокон.
Рыхлая волокнистая соединительная ткань имеется во всех органах возле кровеносных и лимфатических сосудов, нер вов и образует строму многих органов (рис. 6). Основными клеточными элементами рыхлой волокнистой соединитель ной ткани являются фибробласты. Межклеточные структуры представлены основным веществом и расположенными в нем коллагеновыми (клейдающими) и эластическими во локнами. Основное вещество представляет собой гомоген ную коллоидную массу, которая состоит из кислых и нейт ральных полисахаридов в комплексе с белками. Эти поли сахариды получили название гликозаминогликанов, протео гликанов, в том числе гиалуроновая кислота. Жидкую часть основного вещества составляет тканевая жидкость.
Механические, прочностные качества соединительной ткани придают коллагеновые и эластические волокна. Ос нову коллагеновых волокон составляет белок коллаген. Каж дое коллагеновое волокно состоит из отдельных коллагено вых фибрилл толщиной около 7 нм. Коллагеновые волокна 6. Строение рыхлой волокнистой соединительной ткани:
1 - макрофаг, 2 - аморфное межклеточное (основное) вещество, 3 - плазмоцит (плазматическая клетка), 4 - липоцит (жировая клетка), 5 - кровеносный сосуд, 6 - миоцит, 7 - перицит, 8 - эндотелиоцит, 9 - фибробласт, 10 - эластическое волокно, 11 - тканевый базофил, 12 - коллагеновое волокно характеризуются большой механической прочностью на разрыв. Они объединяются в пучки различной толщины.
Эластические волокна определяют эластичность и растя жимость соединительной ткани. Они состоят из аморфного белка эластина и нитевидных, ветвящихся фибрилл.
Клетками соединительной ткани являются молодые фун кционально активные фибробласты и зрелые фиброциты.
Фибробласты принимают участие в образовании меж клеточного вещества и коллагеновых волокон. Фибробласты имеют веретенообразную форму, базофильную цитоплазму, они способны к размножению митотическим путем. Фиб роциты отличаются от фибробластов слабым развитием мем бранных органелл и низким уровнем метаболизма.
В соединительной ткани имеются специализированные клетки, в том числе клетки крови (лейкоциты) и иммун ной системы (лимфоциты, плазматические клетки). В рых лой соединительной ткани встречаются подвижные кле точные элементы - макрофаги и тучные клетки.
Макрофаги - это активно фагоцитирующие клетки, раз мерами 10-20 мкм, содержащие многочисленные органел лы для внутриклеточного переваривания и синтеза различ ных антибактериальных веществ, имеющие многочисленные ворсинки на поверхности клеточной мембраны.
Тучные клетки (тканевые базофилы) синтезируют и на капливают в цитоплазме биологически активные вещества (гепарин, серотонин, дофамин и др.). Они являются регу ляторами местного гомеостаза в соединительной ткани.
В рыхлой волокнистой соединительной ткани присутству ют также жировые клетки (адипоциты), пигментные клет ки (пигментоциты).
Плотная волокнистая соединительная ткань состоит пре имущественно из волокон, небольшого количества клеток и основного аморфного вещества. Выделяют плотную нео формленную и плотную оформленную волокнистую соеди нительную ткань. Первая из них (неоформленная) образо вана многочисленными волокнами различной ориентации и имеет сложные системы перекрещивающихся пучков (на пример, сетчатый слой кожи). У плотной оформленной волокнистой соединительной ткани волокна располагают ся в одном направлении, в соответствии с действием силы натяжения (сухожилия мышц, связки).
Соединительная ткань со специальными свойствами пред ставлена ретикулярной, жировой, слизистой и пигмент ной тканями.
Ретикулярная соединительная ткань состоит из ретику лярных клеток и ретикулярных волокон. Волокна и отрост чатые ретикулярные клетки образуют рыхлую сеть. Ретику лярная ткань образует строму кроветворных органов и ор ганов иммунной системы и создает микроокружение для развивающихся в них клеток крови и лимфоидного ряда.
Жировая ткань состоит преимущественно из жировых клеток. Она выполняет терморегулирующую, трофическую, формообразующую функции. Жир синтезируется самими клетками, поэтому специфической функцией жировой тка ни является накопление и обмен липидов. Жировая ткань располагается главным образом под кожей, в сальнике и в других жировых депо. Жировая ткань используется при го лодании для покрытия энергетических затрат организма.
Слизистая соединительная ткань в виде крупных отрост чатых клеток (мукоцитов) и межклеточного вещества, бо гатая гиалуроновой кислотой, присутствует в пупочнок канатике, предохраняя пупочные кровеносные сосуды от сдавления.
Пигментная соединительная ткань содержит большое количество пигментных клеток-меланоцитов (радужка глаза, пигментные пятна и др.), в цитоплазме которых находится пигмент меланин.
Скелетные ткани К скелетным тканям относят хрящевую и костную тка ни, выполняющие в организме главным образом опорную, механическую функции, а также принимающие участие в минеральном обмене.
Хрящевая ткань состоит из клеток (хондроцитов, хон дробластов) и межклеточного вещества. Межклеточное ве щество хряща, находящееся в состоянии геля, образовано главным образом гликозаминогликанами и протеоглика нами. В большом количестве в хряще содержатся фибрил лярные белки (в основном коллаген). Межклеточное ве щество обладает высокой гидрофильностью.
Хондроциты имеют округлую или овальную форму, они расположены в особых полостях (лакунах), вырабатывают все компоненты межклеточного вещества. Молодыми хря щевыми клетками являются хондробласты. Они активно синтезируют межклеточное вещество хряща, а также спо собны к размножению. За счет хондробластов происходит периферический (аппозиционный) рост хряща.
2 Р. Слой соединительной ткани, покрывающей поверхность хряща, называется надхрящницей. В надхрящнице выделяют наружный слой - фиброзный, состоящий из плотной во локнистой соединительной ткани и содержащий кровенос ные сосуды, нервы. Внутренний слой надхрящницы хонд рогенный, содержащий хондробласты и их предшественни ков - прехондробласты. Надхрящница обеспечивает аппо зиционный рост хряща, ее сосуды осуществляют диффуз ное питание хрящевой ткани и вывод продуктов обмена.
Соответственно особенностям строения межклеточного вещества выделяют гиалиновый, эластический и волокнис тый хрящ.
Гиалиновый хрящ отличается прозрачностью и голубова то-белым цветом. Этот хрящ встречается в местах соедине ния ребер с грудиной, на суставных поверхностях костей, в местах соединения эпифиза с диафизом у трубчатых кос тей, в скелете гортани, в стенках трахеи, бронхов.
Эластический хрящ в своем межклеточном веществе наряду с коллагеновыми волокнами содержит большое ко личество эластических волокон. Из эластического хряща построены ушная раковина, некоторые мелкие хрящи гортани, надгортанник.
Волокнистый хрящ в межклеточном веществе содержит большое количество коллагеновых волокон. Из волокнис того хряща построены фиброзные кольца межпозвоноч ных дисков, суставные диски и мениски.
Костная ткань построена из костных клеток и межкле точного вещества, содержащего различные соли и соеди нительнотканные волокна. Расположение костных клеток, ориентация волокон и распределение солей обеспечивают костной ткани твердость, прочность. Органические вещества кости получили название оссеин (от лат. os - кость). Неор ганическими веществами кости являются соли кальция, фосфора, магния и др. Сочетание органических и неорга нических веществ делает кость прочной и эластичной. В дет ском возрасте в костях больше, чем у взрослых, орга нических веществ, поэтому у детей переломы костей слу чаются редко. У пожилых, старых людей в костях количес тво органических веществ уменьшается, кости становятся более хрупкими, ломкими.
Клетками костной ткани являются остеоциты, остео бласты и остеокласты.
Остеоциты - это зрелые, неспособные к делению от ростчатые костные клетки длиной от 22 до 55 мкм, с круп ным овоидным ядром. Они имеют веретенообразную фор му и лежат в костных полостях (лакунах). От этих полостей отходят костные канальцы, содержащие отростки остео цитов.
Остеобласты являются молодыми клетками костной тка ни с округлым ядром. Остеобласты образуются за счет ро сткового (глубокого) слоя надкостницы.
Остеокласты - это крупные многоядерные клетки ди аметром до 90 мкм. Они участвуют в разрушении кости и обызвествлении хряща.
Различают два вида костной ткани - пластинчатую и Пластинчатая (тонковолокнистая) ко стная ткань состоит из костных пластинок, построен ных из минерализованного межклеточного вещества, расположенных в нем костных клеток и коллагеновых волокон. Волокна в соседних пластинках имеют различ ную ориентацию. Из пластинчатой костной ткани пост роены компактное (плотное) и губчатое вещества кос тей скелета Компактное вещество образует диафизы (среднюю часть) трубчатых костей и поверхностную пластинку их эпифизов (концов), а также наружный слой плоских и других костей. Губчатое вещество образует в эпифизах и других костях балки (перекладины), распо ложенные между пластинками компактного вещества.
Балки (перекладины) губчатого вещества располагают ся в различных направлениях, которые соответствуют направлению линий сжатия и растяжения костной тка ни (рис. 7).
Компактное вещество образовано концентрическими пластинками, которые в количестве от 4 до 20 окружа ют кровеносные сосуды, проходящие в кости. Толщина одной такой концентрической пластинки составляет от 4 до 15 мкм. Трубчатая полость, в которой проходят со суды диаметром до 100-110 мкм, называется каналом остеона. Всю конструкцию вокруг этого канала называ ют остеоном, или гаверсовой системой (структурно-функ циональной единицей кости). Различно расположенные костные пластинки между соседними остеонами носят название промежуточных, или вставочных, пластинок.
Внутренний слой компактного костного вещества обра зован внутренними окружающими пластинками. Эти пластинки являются продуктом костеобразующей функ ции эндоста - тонкой соединительнотканной оболоч ки, покрывающей внутреннюю поверхность кости (сте нок костномозговой полости и ячеек губчатого веще ства). Наружный слой компактного костного вещества образован наружными окружающими пластинками, об разованными внутренним костеобразующим слоем над костницы. Наружный слой надкостницы грубоволокнис тый, фиброзный. Этот слой богат нервными волокнами, кровеносными сосудами, которые не только питают над костницу, но и проникают в кость через питательные отверстия на поверхности кости. С поверхностью кости надкостница прочно сращена с помощью тонких соеди 7. Строение трубчатой кости.
1 - надкостница, 2 - компактное вещество кости, 3 - слой на ружных окружающих пластинок, 4 - остеоны, 5 - слой внутренних окружающих пластинок, 6 - костномозговая полость, 7 - костные пере кладины губчатой кости Рис. 8. Клетки крови:
1 - базофильный гранулоцит, 2 - ацидофильный гранулоцит, 3 - сегментоядерный нейтрофильный гранулоцит, 4 - эритроцит, 5 - мо ноцит, 6 - тромбоциты, 7 - лимфоцит нительнотканных волокон (шарпеевских), проникающих из надкостницы в кость.
Кровь и ее функции Кровь является разновидностью соединительной ткани, имеющей жидкое межклеточное вещество - плазму, в ко торой находятся клеточные элементы - эритроциты и дру гие клетки (рис. 8). Функция крови состоит в переносе кис лорода и питательных веществ к органам и тканям и выве дении из них продуктов обмена веществ.
Плазма крови представляет собой жидкость, остающу юся после удаления из нее форменных элементов. Плазма крови содержит 90-93% воды, 7-8% различных белковых веществ (альбуминов, глобулинов, липопротеидов), 0,9% солей, 0,1% глюкозы. Плазма крови содержит также фер менты, гормоны, витамины и другие необходимые орга низму вещества.
Белки плазмы крови участвуют в процессах свертывания крови, поддерживают постоянство ее реакции (рН), содер жат иммуноглобулины, участвующие в защитных реакциях организма, обеспечивают вязкость крови, постоянство ее давления в сосудах, препятствуют оседанию эритроцитов.
Содержание глюкозы в крови у здорового человека со ставляет 80-120 мг % (4,44-6,66 ммоль/л). Резкое уменьше ние количества глюкозы в крови (до 2,22 ммоль/л) приводит к резкому повышению возбудимости клеток мозга. У челове ка могут появиться судороги. Дальнейшее снижение содер жания глюкозы в крови ведет к нарушению дыхания, крово обращения, потере сознания и даже к гибели человека.
Минеральными веществами плазмы крови являются NaCl, KC1, СаС12, NaHCO2, NaH2PO4 и другие соли, а также ионы Na+,Ca2+,K+. Постоянство ионного состава крови обес печивает устойчивость осмотического давления и сохране ние объема жидкости в крови и клетках организма.
Кровотечения и потеря солей опасны для организма, для клеток. Поэтому в медицинской практике применяют изотонический солевой раствор, имеющий такое же осмо тическое давление, как и плазма крови (0,9% раствор NaCl).
Более сложные растворы, содержащие набор необходимых организму солей, называют не только изотоническими, но и изоионическими. Применяют кровезаменяющие раство ры, содержащие не только соли, но и белки, глюкозу.
Если эритроциты поместить в гипотонический раствор, с малой концентрацией солей, осмотическое давление в котором низкое, то вода проникает в эритроциты. Эритро циты набухают, цитолемма их разрывается, гемоглобин выходит в плазму крови и окрашивает ее. Такая окрашен ная в красный цвет плазма получила название лаковой крови.
В гипертоническом растворе с высокой концентрацией со лей и высоким осмотическим давлением вода выходит из эритроцитов, и они сморщиваются.
К форменным элементам (клеткам) крови относятся эрит роциты, лейкоциты, кровяные пластинки (тромбоциты).
Эритроциты (красные кровяные тельца) являются безъ ядерными клетками, не способными к делению. Количе ство эритроцитов в 1 мкл крови у взрослых мужчин со ставляет от 3,9 до 5,5 млн. (5,0*1012/л), у женщин - от 3, до 4,9 млн. (4,5 х При некоторьк заболеваниях, а также при сильных кровопотерях количество эритроцитов умень шается. При этом в крови снижается содержание гемогло бина. Такое состояние называют анемией (малокровием).
У здорового человека продолжительность жизни эрит роцитов составляет до 120 дней, а затем они погибают, разрушаются в селезенке. В течение 1 секунды погибает при мерно 10-15 млн. эритроцитов. Вместо погибших эритро цитов появляются новые, молодые, которые образуются в красном костном мозге из его стволовых клеток.
Каждый эритроцит имеет форму вогнутого с обеих сто рон диска диаметром 7-8 мкм, толщиной 1-2 мкм. Сна ружи эритроциты покрыты оболочкой - плазмалеммой, через которую избирательно проникают газы, вода и дру гие элементы. В цитоплазме эритроцитов отсутствуют орга неллы, 34% ее объема составляет пигмент гемоглобин, функцией которого является перенос кислорода (О2) и уг лекислоты (СО2).
Гемоглобин состоит из белка глобина и небелковой груп пы гема, содержащего железо. В одном эритроците нахо дится до 400 млн. молекул гемоглобина. Гемоглобин пере носит кислород из легких к органам и тканям. Гемоглобин с присоединившимся к нему кислородом (О2) имеет ярко красный цвет и называется оксигемоглобином. Молекулы кислорода присоединяются к гемоглобину благодаря вы сокому парциальному давлению О2 в легких. При низком давлении кислорода в тканях кислород отсоединяется от гемоглобина и уходит из кровеносных капилляров в окру жающие их клетки, ткани. Отдав кислород, кровь насыща ется углекислым газом, давление которого в тканях выше, чем в крови. Гемоглобин в соединении с углекислым газом (СО2) называется карбогемоглобином. В легких углекислый газ покидает кровь, гемоглобин которой вновь насыщается кислородом.
Гемоглобин легко вступает в соединение с угарным га зом (СО), образуя при этом карбоксигемоглобин. Присо единение угарного газа к гемоглобину происходит в раз легче, быстрее, чем присоединение кислорода. По этому содержания в воздухе даже небольшого количества угарного газа вполне достаточно, чтобы он присоединил ся к гемоглобину крови и блокировал поступление в кровь кислорода. В результате недостатка кислорода в организме наступает кислородное голодание (отравление угарным га зом) и связанные с этим головная боль, рвота, головок ружение, потеря сознания и даже гибель человека.
Лейкоциты («белые клетки крови»), так же как и эри троциты, образуются в костном мозге из его стволовых клеток. Лейкоциты имеют размеры от 6 до 25 мкм, они отличаются разнообразием форм, своей подвижностью, функциями. Лейкоциты, способные выходить из кровенос ных сосудов в ткани и возвращаться обратно, участвуют в защитных реакциях организма, они способны захватывать и поглощать чужеродные частицы, продукты распада кле ток, микроорганизмы, переваривать их. У здорового чело века в 1 мкл крови насчитывают от 3500 до 9000 лейкоцитов (3,5-9)х109/л, Количество лейкоцитов колеблется в тече ние суток, их число увеличивается после еды, во время физической работы, при сильных эмоциях. В утренние часы число лейкоцитов в крови уменьшено.
По составу цитоплазмы, форме ядра выделяют зерни стые лейкоциты (гранулоциты) и незернистые лейкоциты (агранулоциты), Зернистые лейкоциты имеют в цитоплазме большое число мелких гранул, окрашивающихся различ ными красителями. По отношению гранул к красителям выделяют эозинофильные лейкоциты (эозинофилы) - гра нулы окрашиваются эозином в ярко-розовый цвет, базо фильные лейкоциты (базофилы) - гранулы окрашивают ся основными красителями (азуром) в темно-синий или фиолетовый цвет и нейтрофильные лейкоциты (нейтро филы), которые содержат зернистость фиолетово-розового цвета.
К незернистым лейкоцитам относят моноциты, имею щие диаметр до 18-20 мкм. Это крупные клетки, содержа щие ядра различной формы: бобовидное, дольчатое, под ковообразное. Цитоплазма моноцитов окрашивается в го лубовато-серый цвет. Моноциты, имеющие костномозго вое происхождение, являются предшественниками ткане вых макрофагов. Время пребывания моноцитов в крови со ставляет от 36 до 104 часов.
К лейкоцитарной группе клеток крови относят также рабочие клетки иммунной системы - лимфоциты (см. «Им мунная система»).
У здорового человека в крови содержится 60-70% ней трофилов, 1-4% эозинофилов, 0-0,5% базофилов, 6-8% моноцитов. Число лимфоцитов составляет 25-30% всех «белых» клеток крови. При воспалительных заболеваниях количество лейкоцитов в крови (и лимфоцитов тоже) по вышается. Такое явление получило название - лейкоцитоз.
При аллергических заболеваниях увеличивается число эози нофилов, при некоторых других болезнях - нейтрофилов или базофилов. При угнетении функции костного мозга, например, при действии радиации, больших доз рентгено вских лучей или действии ядовитых веществ, количество лейкоцитов в крови уменьшается. Такое состояние называ ют лейкемией.
Тромбоциты (кровяные пластинки), имеющие размеры 2-3 мкм, присутствуют в 1 мкл крови в количестве 250 000-350 000 (300х109/л). Мышечная работа, прием пищи повышают количество тромбоцитов в крови. Тром боциты не имеют ядра. Это сферической формы пластин ки, способные прилипать к чужеродным поверхностям, склеивать их друг с другом. При этом тромбоциты выде ляют вещества, способствующие свертыванию крови. Про должительность жизни тромбоцитов до 5-8 дней.
Защитные функции крови Свертываемость крови. Кровь, текущая по неповрежден ным кровеносным сосудам, остается жидкой. При повре ждении сосуда вытекающая из него кровь довольно быстро свертывается (через 3-4 мин), а через 5-6 минут превра щается в плотный сгусток. Это важное свойство свертывае мости крови предохраняет организм от кровопотери. Свер тывание связано с превращением находящегося в плазме крови растворимого белка фибриногена в нерастворимый фибрин. Белок фибрин выпадает в виде сети из тонких ни тей, в петлях которой задерживаются клетки крови. Так образуется тромб.
Процесс свертывания крови протекает с участием ве ществ, освобождающихся при разрушении тромбоцитов и при повреждении тканей. Из поврежденных тромбоци тов и клеток тканей выделяется белок, который, взаимо действуя с белками плазмы крови, преобразуется в ак тивный тромбопластин. Для образования тромбопластина необходимо присутствие в крови, в частности, антигемо литического фактора. Если в крови антигемолитический фактор отсутствует или его мало, то свертываемость кро ви низкая, кровь не свертывается. Это состояние получи ло название гемофилии. Далее, с участием образовавшего ся тромбопластина, белок плазмы крови протромбин пре вращается в активный фермент тромбин. При воздействии образовавшегося тромбина растворенный в плазме белок фибриноген превращается в нерастворимый фибрин. В сети из этих волокон белка фибрина оседают клетки крови.
Для предупреждения свертывания в крови в кровеносных сосудах, в организме имеется противосвертывающая сис тема. В печени и в легких образуется вещество гепарин, препятствующий свертыванию крови путем превращения тромбина в неактивное состояние.
Группы крови. Переливание крови. При кровопотерях в результате травмы и при некоторых операциях практи куется переливание человеку (называемому реципиен том) крови другого человека (донорской крови). При этом важно, чтобы донорская кровь была совместима с кровью реципиента. Дело в том, что при смешивании крови от разных лиц эритроциты, оказавшиеся в плазме крови другого человека, могут склеиваться (агглютини роваться), а затем разрушаться (гемолизироваться). Ге молизом называют процесс разрушения цитолеммы эри троцитов и выхода из них гемоглобина в окружающую их плазму крови. Гемолиз эритроцитов (крови) может произойти при смешивании несовместимых групп кро ви или при введении в кровь гипотонического раствора, при действии химических ядовитых веществ - аммиа ка, бензина, хлороформа и других, а также в результате действия яда некоторых змей.
Дело в том, что в крови каждого человека имеются осо бые белки, которые способны взаимодействовать с такими же белками крови другого человека. У эритроцитов такие белковые вещества получили название агглютиногенов, обозначенных заглавными буквами А и В. В плазме крови также имеются белковые вещества, получившие название агглютининов а (альфа) и р (бета). Свертывание крови (аг глютинация и гемолиз эритроцитов) происходит в том слу чае, если встречаются одноименные агглютиноген и аг глютинин (А и а;
В и р). С учетом наличия агглютиногенов и агглютининов кровь людей подразделяют на четыре груп пы (табл. 3).
Таблица Классификация групп крови человека Как показано на таблице 3, в первой (I) группе крови, в ее плазме, содержатся оба агглютинина (а и }