Организм человека как биологическая система

Строение и функции организма изучают такие разделы биологии, как анатомия, физиология и гигиена.

Анатомия человека - наука, изучающая строение тела человека, его органов и систем.

Физиология человека - наука о процессах жизнедеятельности (функциях) и механизмах их регулирования в клетках, тканях, органах, системах органов и целостном организме. Билич Г.Л., Назарова Л.В. Основы валеологии. СПб., 1997.

Гигиена человека - наука о влиянии физических, химических, биологических и социальных факторов окружающей среды на здоровье человека, его работоспособность и продолжительность жизни.

Эти науки тесно взаимосвязаны и составляют основу современной медицины, педагогики, психологии и валеологии.

Строение и жизнедеятельность различных органов и всего организма не отделимы друг от друга (единство строения и функции). Знание строения и функций человеческого организма позволяет каждому сознательно соблюдать научно-обоснованные правила личной и общественной гигиены, избегать различных заболеваний и быть здоровым, физически развитым.

Организм - самостоятельно существующая единица органического мира, представляющая собой саморегулирующуюся систему, реагирующую как единое целое на различные изменения внешней среды.

Каждый организм обладает совокупностью признаков и свойств, отличающих его от неживой природы: обмен веществ и энергии, самовоспроизведение, наследственность, изменчивость, рост и развитие, раздражимость, само регуляция.

Человек с его сложным анатомическим строением, физиологическими и психическими особенностями представляет собой высший этап эволюции органического мира.

1.1 Уровни организации человеческого организма

Для каждого организма характерна определенная организация его структур. Выделяют шесть уровней организации человеческого организма: 1) молекулярный; 2) клеточный; 3) тканевой; 4) органный; 5) системный; 6) организменный.

Молекулярный уровень организации. Любая живая система, как бы сложно она ни была организована, проявляется на уровне функционирования биологических макромолекул (биополимеров): нуклеиновых кислот, белков, жиров (липидов), полисахаридов, витаминов, ферментов и других органических веществ. Молекулы белка, в свою очередь, расщепляются в организме на молекулы мономеры - аминокислоты, жиры - на молекулы глицерина и жирных кислот, углеводы - на молекулы глюкозы и т.д. С молекулярного уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности организма. Петленко В.П. Валеология человека: Здоровье - любовь - красота. В 2-х книгах, 5 томах. 2-е изд. СПб., 1998.

Клеточный уровень организации. Клетка - элементарная структурная, функциональная и генетическая единица многоклеточного организма. В теле человека насчитывают приблизительно 1014 клеток. Клетки сложного организма специализированы.

Каждая клетка имеет клеточную мембрану, цитоплазму и ядро. Мембрана ограничивает внутреннюю среду клетки, защищает ее от повреждений, регулирует обмен веществ между клеткой и средой, обеспечивает взаимосвязь с другими клетками. Цитоплазма - внутренняя полужидкая среда клетки, в которой находятся органоиды клетки, в том числе и ядро, которое выполняет функции хранения и передачи наследственной информации, регуляции синтеза белка; деление ядра лежит в основе размножения клеток.

Тканевой уровень организации. Ткани - это группы клеток и межклеточного вещества, объединенные общим строением, функцией и происхождением. Различают четыре основные группы тканей: эпителиальная, соединительная, мышечная и нервная.

Эпителиальная (пограничная) ткань находится на поверхностях, граничащих с внешней средой, и выстилает изнутри стенки полых органов, кровеносных сосудов, входит в состав желез организма. Эпителий обладает высокой способностью к восстановлению (регенерации), служит материалом для волос, ногтей, эмали зубов.

Соединительные ткани (ткани внутренней среды) выполняют питательную, транспортную и защитную (кровь, лимфа), а также опорную (сухожилия, хрящи, костная ткань) функции. Разновидностью соединительной ткани является жировая.

Мышечная ткань делится на три вида:

- поперечнополосатую (скелетные мышцы, мышцы языка, глотки, гортани);

- гладкую (образует стенки внутренних органов);

- сердечную (как и скелетная она имеет поперечнополосатое строение, но подобно гладкой мускулатуре сокращается непроизвольно).

Нервная ткань, состоящая из нервных клеток (нейронов), участвует в проведении нервного импульса от различных органов и тканей в центральную нервную систему и обратно. Байер К., Шейнберг Л. Здоровый образ жизни. М., 1997.

Органный уровень организации. Различные ткани, соединяясь между собой, образуют органы: сердце, почки, легкие, головной мозг, спинной мозг, мышца, мочевой пузырь, матка, грудная железа, желудок, глаз, ухо и т.д. Орган занимает постоянное положение, имеет определенное строение, форму и функции. Органы, сходные по своему строению, функции и развитию, объединяются в системы органов.

Системный уровень организации. Совокупность органов, участвующих в выполнении какого-либо сложного акта деятельности, образующих анатомические и функциональные объединения - системы органов. Различают девять основных систем организма.

1. Система органов движения или опорно-двигательный аппарат объединяет все кости (скелет), их соединения (суставы, связки) и скелетные мышцы. Благодаря этой системе организм передвигается во внешней среде; кости скелета защищают внутренние органы от механических повреждений (череп - защищает мозг, грудная клетка - сердце и легкие). Брехман И.И. Валеология - наука о здоровье. М., 1990.

2. Пищеварительная система объединяет органы, выполняющие функции приема пищи, ее механической и химической переработки, всасывания питательных веществ в кровь и лимфу и выведения не переваренных частей пищи. Пищеварительная система состоит из ротовой полости, глотки, пищевода, желудка, тонкого и толстого кишечника. К пищеварительной системе относятся слюнные железы, печень и поджелудочная железа.

3. Дыхательная система осуществляет потребление организмом кислорода и выделение углекислого газа, т.е. функцию газообмена между организмом и внешней средой. К системе органов дыхания относятся носовая полость, гортань, трахея, бронхи и легкие.

4. Мочевыделительная система выполняет функцию выделения из организма конечных продуктов обмена и функцию поддержания постоянства внутренней среды организма (гомеостаза), в частности водно-солевого баланса. К мочевыделительной системе относятся почки, мочевой пузырь, мочеточники и мочеиспускательный канал.

5. Половая система объединяет органы размножения и выполняет функцию продления рода человеческого. Различают мужскую и женскую половые системы, которые включают наружные и внутренние половые органы (гонады).

К мужским половым органам относятся наружные (половой член, мошонка) и внутренние (яички с придатками, семявыносящие и семявыбрасывающие протоки, семенные пузырьки, предстательная и куперовы железы). Яички - парные мужские половые железы, вырабатывающие мужские половые клетки (сперматозоиды) и выделяющие в кровь мужские половые гормоны - андрогены. Процесс роста и развития мужских половых клеток называется сперматогенезом.

К женским половым органам относятся наружные (большие и малые половые губы, клитор) и внутренние (яичники, маточные трубы, матка, влагалище). Матка полый мышечный орган, предназначенный для вынашивания плода. Ее внутренний слой (эндометрий) выстлан слизистым эпителием, который обновляется в каждом менструальном цикле. Яичник - парная женская половая железа, в которой происходит развитие и созревание женских половых клеток (яйцеклеток), а также образование женских половых гормонов - эстрогенов и прогестерона. Процесс выхода созревшей яйцеклетки из яичника называется овуляцией. Делль Р.А., Афанасьева Р.Ф., Чубарова З.С. Гигиена одежды. М.,1991.

6. Эндокринная система состоит из желез внутренней секреции, к которым относятся гипофиз, эпифиз, вилочковая железа, щитовидная, поджелудочная, паращитовидная, половые железы, надпочечники. Они вырабатывают особые активные вещества (гормоны), которые непосредственно всасываются в кровь. Гормоны разносятся кровью по всему организму и оказывают регулирующее влияние на различные функции, прежде всего на обмен веществ, активность генов, процессы онтогенетического развития, дифференцировку тканей, формирование пола, размножение, тонус коры головного мозга и т.д..

7. Сердечнососудистая система (ССС) обеспечивает непрерывное движение крови в организме (кровообращение), благодаря чему осуществляются транспортные функции крови: доставка тканям кислорода, питательных веществ и гормонов и удаление из тканей веществ, образующихся в результате процессов обмена. ССС включает сердце, кровеносные (артерии, вены и капилляры) и лимфатические сосуды. ССС играет важную роль в интеграции организма в единое целое. Через кровь и лимфу осуществляется связь между органами.

8. Система органов чувств объединяет органы зрения, слуха, обоняния, вкуса и осязания. Они воспринимают информацию внешней среды, играют важную роль в обмене информацией между организмом и средой.

9. Нервная система играет ведущую роль в объединении организма в единое целое, регулирует деятельность всех внутренних органов и систем органов. Она осуществляет связь организма с окружающей внешней средой на основе условных и безусловных рефлексов, обеспечивая приспособление к изменяющимся условиям жизни, а также осуществляет психическую деятельность человека, возникающую на основе физиологических процессов ощущения, восприятия и мышления. Кавриго Н.М. Валеология: системный подход. Ижевск, 1998.

Нервная система включает головной и спинной мозг, отходящие от них нервы и все их разветвления. Головной и спинной мозг образуют центральную нервную систему (ЦНС). Высшим отделом ЦНС является кора головного мозга. Все нервы, отходящие от головного и спинного мозга, составляют периферическую нервную систему. Деятельность спинного мозга и периферической нервной системы регулируется вышележащими отделами ЦНС, т.е. головным мозгом.

Головной мозг расположен в черепе. В нем находятся нервные центры, обеспечивающие важнейшие функции организма и психическую деятельность человека. Масса головного мозга мужчин в среднем составляет 1400 г, а женщин - 1300 г. Эти различия отражают не умственную способность, а соотношение массы мозга к массе тела.

В головном мозгу различают большие полушария и ствол мозга. В стволе мозга находятся центры дыхания, сердечной деятельности, пищеварения, рвоты, координации движений и регуляции тонуса мышц, регуляции ощущений органами чувств и т.д. Это центры безусловных рефлексов - врожденных ответных реакций организма, обеспечивающих важные жизненные функции организма: дыхание, сердцебиение, пищеварение, терморегуляция, поддержание тонуса мышц.

Большие полушария (левое и правое) состоят из серого и белого вещества. Серое вещество, состоящее из тел нервных клеток, образует кору головного мозга толщиной около 3-4 мм. Белое вещество, образованное отростками нервных клеток, расположено под корой. Между правым и левым полушариями головного мозга существует межполушарная асимметрия. Это означает, что функции обоих полушарий не совсем одинаковы. Например, у правшей (люди, у которых главная действующая рука правая) центр речи находится в левом полушарии. Левое полушарие у правшей является главным нервным субстратом человеческого сознания и называется доминантным. Самойлов Н.Н., Стратиенко Е.Н. Особенности строения и функций мужских и женских половых органов. Брянск, 1998.

Лобные доли больших полушарий у человека - самые большие по площади участки коры (у животных они отсутствуют, кроме шимпанзе). Одна из функций лобной доли состоит в управлении врожденными поведенческими реакциями при помощи накопленного опыта. Для больных с пораженными лобными долями коры характерна импульсивность, несдержанность, раздражительность и другие проявления психической неустойчивости. Такие больные часто становятся грубыми, нетактичными, хотя интеллект у них сохраняется, они часто вступают в конфликт с другими людьми.

Кора головного мозга оказывает влияние на все функции организма и обеспечивает связь организма с внешней средой, обусловливая высшую нервную деятельность организма (психическую деятельность, мышление, память, речь и т.д.). В коре больших полушарий находятся центры условных рефлексов. Условные рефлексы - это приобретенные в процессе обучения знания, в течение жизни - навыки и умения. Если при повреждающих воздействиях погибают клетки коры головного мозга, то человек полностью или частично лишается знаний, умений и навыков, полученных им ранее. Такое воздействие возможно при клинической смерти, когда клетки коры головного мозга погибают от недостатка кислорода. Память имеет огромное значение в жизни человека. Можно лишь приблизительно оценить информационную емкость человеческого мозга. Общая информационная емкость головного мозга человека равна примерно 3х108 бит (бит - единица информации). Из всей информации, окружающей человека, в долговременную память поступает лишь 1%.

Уровень целостного организма. Организм человека функционирует как единое целое и представляет собой саморегулирующуюся систему. Взаимосвязанная, согласованная работа всех органов и физиологических систем обеспечивается гуморальной и нервной регуляцией. Семенов Э.А. Анатомия и физиология человека. М., 1997.

1.2 Основные функции обеспечения жизнедеятельности организма

Гуморальная (химическая) регуляция функций осуществляется за счет переноса током крови или лимфы гормонов, неорганических веществ, газов, продуктов обмена и других активных веществ. Этот вид регуляции с точки зрения эволюционного развития является более древним, чем нервная регуляция. Однако за счет гуморальной регуляции невозможна быстрая перестройка деятельности организма, т.к. этот вид регуляции ограничен скоростью движения крови по сосудам.

Нервная регуляция обеспечивает быструю перестройку функций органов и организма в целом в соответствии с условиями существования. Это возможно потому, что скорость распространения нервных импульсов по нервным проводникам значительно превышает скорость движения крови по сосудам, нервные импульсы всегда имеют точную направленность к определенным клеткам, тканям, органам. Примером нервной регуляции могут служить различные рефлексы: коленный, зрачковый, чихательный, глотательный, ориентировочный и другие.

В целостном организме существует единая нейрогуморальная регуляция функций. Например, дыхание регулируется дыхательным центром, расположенным в продолговатом мозге. При возбуждении дыхательного центра происходит вдох, при торможении - выдох. Возбуждение дыхательного центра происходит как нервным (рефлекторным), так и гуморальным путем. Специфическим химическим раздражителем дыхательного центра является СО2. Повышение содержания СО2 в крови сопровождается возбуждением дыхательного центра (наступает вдох), понижение - его торможением (наступает выдох).

Постоянство химического состава и физико-химических свойств внутренней среды называют гомеостазом. Оно поддерживается непрерывной работой систем органов кровообращения, дыхания, пищеварения, выделения и др. Благодаря этому в организме происходит само регуляция физиологических функций, включающаяся всякий раз, когда происходит отклонение от определенного постоянного уровня какого-либо жизненно важного фактора внешней или внутренней среды. Например, благодаря механизмам гомеостаза в крови человека непрерывно поддерживается постоянство уровня глюкозы, хлорида натрия, кислотно-щелочного баланса и т.д.

Взаимосвязь организма с окружающей средой осуществляется через обмен веществ и энергии. Обмен веществ (метаболизм) - главная функция живой материи и представляет собой совокупность физических, химических и физиологических процессов превращения веществ и энергии в организме человека. К основным видам обмена относятся: белковый, липидный, углеводный, минеральный и водный. Татарникова Л.Г. и др. Валеология подростка. СПб., 1996.

Дата добавления: 2015-05-10