Aнатомия физиология

Aнатомия физиология
Анатомия — наука о строении и форме, происхождении и развитии организма, его органов и систем. Истоки анатомии уходят в доисторические времена. Среди первых известных истории ученых следует назвать Гиппократа (ок. 460– 377 до н.э.), Аристотеля (384–322 до н.э.), Герофила (род. ок. 304 до н.э.). Выдающийся врач и энциклопедист древнего мира Клавдий Гален из Пергама (131–201) обобщил имеющиеся к тому времени анатомические знания, первым заинтересовался функцией органов. Ученый врач Востока Абу Али ибн Сина (Авиценна, 980– 1037) создал энциклопедический труд «Канон врачебной науки», в котором содержались многочисленные сведения по анатомии и физиологии. В эпоху Возрождения анатомия, как и другие науки, шагнула далеко вперед. Особенно большой вклад в анатомию внесли Леонардо да Винчи (1452–1519) и Андрей Везалий (1514–1564). В XVII–XIX вв. анатомия обогащается все новыми и новыми фактами. В анатомии возникает и успешно развивается функциональное направление. В XVII в. были опубликованы анатомические труды и атласы. В XIX в. анатомия из науки описательной превратилась в науку синтетическую, функциональную. Большой вклад в развитие анатомии внесли русские ученые — А.П. Протасов (1724– 1796), С.Г. Зыбелин (1735–1802), А.М. Шумлянский (1748–1795), П.А. Загорский (1764–1846), Н.И. Пирогов (1810–1881), П.Ф. Лесгафт (1837–1909). Физиология человека — наука о процессах жизнедеятельности и механизмах их регуляции на клеточном, тканевом, органном и организменном уровнях. Начало физиологии как науки было положено трудами английского врача У. Гарвея (1578–1657), создавшего учение о кровообращении. Первые работы по физиологии в России были предприняты в XVIII в. М.В. Ломоносовым, изучавшим особенности цветного зрения и давшим классификацию вкусовых ощущений. Неоценимый вклад в развитие физиологии внесли русские ученые И.М. Сеченов, И.П. Павлов, Н.Е. Введенский, В.М. Бехтерев, А.А. Ухтомский и др. Задача физиологии — это не только установление факта, показывающего, что происходит с той или иной функцией во время жизнедеятельности, но и выяснение того, с помощью каких механизмов реализуется функция, с какой целью она обеспечивается в той или иной системе, органе, ткани. Данный текст предназначен только для использования автором в личных целях и не может быть размещен в открытом доступе 7 Физиология изучает роль различных веществ в деятельности организма, способы регуляции отдельных функций, взаимосвязи клеток в процессе объединения ее в органы и ткани, изменения в организме при приспособлении к неблагоприятным условиям окружающей среды. Сегодня науку физиологию подразделяют на общую физиологию, изучающую природу процессов, единых для организмов различных видов, а также общие закономерности реакции организма на воздействие внешней среды, и частную физиологию, которая изучает физиологию отдельных органов (печени, почек, сердца) или систем (нервной, кровеносной, пищеварительной и т.д.). Специальными физиологическими дисциплинами являются патологическая физиология (изучает органы и процессы, отклоняющиеся от нормы) и прикладная физиология (рассматривает особенности жизнедеятельности человека в специфических условиях, например в космосе, под водой, высоко в горах). Человек, как все живые существа, состоит из клеток, связанных между собой соединительными структурами. Сами клетки ведут себя как живые существа, поскольку они выполняют такие же жизненные функции, как и многоклеточные организмы: питаются, чтобы обеспечивать свою жизнедеятельность, используют кислород для получения энергии, отвечают на определенные раздражители и обладают способностью к размножению. Клетки делятся на прокариотические и эукариотические (рис. 1). Первые — это водоросли и бактерии, которые содержат генетическую информацию в одной единственной органелле, хромосоме, а эукариотические клетки, составляющие более сложные организмы, такие как человеческое тело, имеют четко дифференцированное ядро, в котором находится несколько хромосом с генетическим материалом. Строение клетки представлено на рис. 2. а б Рис. 1. Виды клеток: а — прокариотическая; б — эукариотическая Данный текст предназначен только для использования автором в личных целях и не может быть размещен в открытом доступе 8 Рис. 2. Строение клетки 1.1. Опорно-двигательная система Человеческое тело представляет собой совокупность органов, систем и аппаратов, которые действуют слаженно, выполняя жизненно важные функции. Движение является необходимой частью функции связи и взаимодействия, и тело может осуществлять это движение благодаря опорно-двигательному аппарату. Опорно-двигательная система включает кости, мышцы и соединения костей. Кости — это твердые и прочные части, служащие опорой телу, мышцы — мягкие части, покрывающие кости, а соединения костей — это структуры, при помощи которых кости соединяются. Все кости, а их примерно 220, составляют систему костей, или скелет, который придает телу внешнюю конфигурацию, вид и обеспечивает ему жесткое и прочное устройство, защищает внутренние органы, накапливает минеральные соли и вырабатывает клетки крови. Кости состоят в основном из воды и минеральных веществ, образованных на основе кальция и фосфора, а также из вещества, именуемого остеином. Кость не является застывшим органом: она находится в постоянном процессе развития и разрушения. Для этого у кости имеются остеобласты (костеобразующие клетки) и остеокласты, клетки (разрушающие ее), чтобы не давать ей чрезмерно утолщаться. В случае перелома остеокласты разрушают осколки кости, а остеобласты вырабатывают новую костную ткань. Функции опорно-двигательной системы. Скелет и мышцы — опорные структуры и органы движения человека. Они выполняют защитную функцию, ограничивая полости, в которых расположены внутДанный текст предназначен только для использования автором в личных целях и не может быть размещен в открытом доступе 9 ренние органы. Так, сердце и легкие защищены грудной клеткой и мышцами груди и спины; органы брюшной полости (желудок, кишечник, почки) — нижним отделом позвоночника, костями таза, мышцами спины и живота; головной мозг расположен в полости черепа, а спинной мозг — в позвоночном канале. Костная ткань. Кости скелета человека образованы костной тканью — разновидностью соединительной ткани. Костная ткань снабжена нервами и кровеносными сосудами. Клетки ее имеют отростки. Межклеточное вещество составляет 2/3 костной ткани, оно твердое и плотное, по своим свойствам напоминает камень. Костные клетки и их отростки окружены мельчайшими «канальцами», заполненными межклеточной жидкостью. Через межклеточную жидкость канальцев происходит питание и дыхание костных клеток. Строение костей. Величина и форма костей скелета человека различны. Кости могут быть длинными и короткими. Длинные кости называют также трубчатыми. Они полые. Такое строение длинных костей обеспечивает одновременно их прочность и легкость. Известно, что металлическая или пластмассовая трубка почти так же прочна, как равный ей по длине и диаметру сплошной стержень из того же материала. В полостях трубчатых костей находится соединительная ткань, богатая жиром, — желтый костный мозг. Головки трубчатых костей образованы губчатым веществом. Пластинки костной ткани перекрещиваются в направлениях, по которым кости испытывают наибольшее растяжение или сжатие. Такое строение губчатого вещества также обеспечивает прочность и легкость костей. Промежутки между костными пластинками заполнены красным костным мозгом, который является кроветворным органом. Короткие кости образованы в основном губчатым веществом. Такое же строение имеют плоские кости, например лопатки, ребра. Поверхность костей покрыта надкостницей. Это тонкий, но плотный слой соединительной ткани, сросшейся с костью. В надкостнице проходят кровеносные сосуды и нервы. Концы костей, покрытые хрящом, не имеют надкостницы. Рост костей. В детстве и юности кости людей растут в длину и толщину. Формирование скелета заканчивается к 22–25 годам. Рост кости в толщину связан с тем, что клетки внутренней поверхности надкостницы делятся. При этом на поверхности кости образуются новые слои клеток, а вокруг этих клеток — межклеточное вещество. В длину кости растут за счет деления клеток хрящевой ткани, покрывающей концы костей. Рост костей регулируют биологически активные вещества, например гормон роста, выделяемый гипофизом. При недостаточном коДанный текст предназначен только для использования автором в личных целях и не может быть размещен в открытом доступе 10 личестве этого гормона ребенок растет очень медленно. Такие люди вырастают не выше детей 5–6-летнего возраста. Это карлики. Если в детстве гипофиз вырабатывает слишком много гормона роста, вырастает великан — человек ростом до 2 м и выше. При усилении функции гипофиза у взрослого человека непропорционально разрастаются некоторые части тела, например пальцы рук, ног, нос. У взрослых кости не удлиняются и не утолщаются, но замена старого костного вещества новым продолжается всю жизнь. Костное вещество способно перестраиваться под влиянием нагрузки, действующей на скелет. Например, кости больших пальцев стопы, на которые опирается балерина, утолщены, их масса облегчена благодаря расширению внутренней полости. Чем больше нагрузка на скелет, тем активнее идут процессы обновления и тем прочнее костное вещество. Правильно организованный физический труд, занятия физкультурой в то время, когда скелет еще только формируется, способствуют его развитию и укреплению. Состав кости. Кости образованы органическими и неорганическими веществами. Значение минеральных и органических веществ легко выяснить, проделав простой опыт. Если долго прокаливать кость, то из нее удаляется вода, а органические соединения сгорают. Когда это делают осторожно, кость не теряет своей формы, но становится настолько хрупкой, что при прикосновении рассыпается на мелкие, твердые частицы, состоящие из неорганических веществ. Неорганические вещества придают костям твердость. Можно удалить из кости и неорганические соединения — карбонат и фосфат кальция. Для этого кость выдерживают в течение суток в 10%-ном растворе НС1. Соли кальция постепенно растворяются, и кость становится настолько гибкой, что ее можно завязать в узел. Органические соединения придают кости гибкость и упругость. Сочетание твердости неорганических соединений с упругостью органических обеспечивает прочность костей. Наиболее прочные кости взрослого, но не старого человека. 1.1.1. Скелет человека Соединение костей. Скелет взрослого человека состоит примерно из 220 костей, которые соединены между собой. Некоторые соединения костей совершенно неподвижны, например соединения костей черепа (швы), другие — подвижны или полуподвижны. Подвижные соединения костей называют суставами, например бедренный, коленный, локтевой суставы. На одной из костей, сочленяющихся в суставе, обычно находится ямка — суставная впадина. В нее входит соответствующая ей по форме головка другой из сочленяющихся костей. Впадина и головка покрыты слоем блестящего Данный текст предназначен только для использования автором в личных целях и не может быть размещен в открытом доступе 11 гладкого хряща. Это облегчает скольжение головки во впадине при движениях в суставе. Кости, образующие суставы, соединяются очень прочными связками. Сверху сустав покрыт суставной сумкой. В ней находится суставная жидкость. Она уменьшает трение и способствует скольжению головки кости в суставной впадине. Хрящи, связки, суставная сумка относятся к соединительной ткани. Полуподвижные соединения костей с хрящевыми прокладками называют полусуставами. Пассивную часть опорно-двигательного аппарата человека составляет комплекс костей и их соединений — скелет. Скелет состоит из костей черепа, позвоночника и грудной клетки (так называемый осевой скелет), а также костей верхних и нижних конечностей (добавочный скелет). Скелет характеризуется высокой прочностью и гибкостью, которая обеспечивается способом соединения костей друг с другом. Подвижное соединение большинства костей придает скелету необходимую гибкость и обеспечивает свободу движений. Помимо фиброзных и хрящевых непрерывных соединений (ими в основном соединяются между собой кости черепа), в скелете существует несколько видов менее жестких соединений костей. Каждый из типов соединения зависит от требуемой степени подвижности и вида нагрузок на данный участок скелета. Соединения с ограниченной подвижностью называются полусуставами, или симфизами, а прерывные (синовиальные) соединения — суставами. Сложная геометрия суставных поверхностей в точности отвечает степени свободы данного соединения. Кости скелета участвуют в процессах кроветворения и в минеральном обмене, а костный мозг является важной составной частью иммунной системы организма. Кроме того, составляющие скелет кости служат опорой для органов и мягких тканей тела, обеспечивают защиту жизненно важных внутренних органов. Скелет человека продолжает свое формирование в течение всей жизни: кости постоянно обновляются и растут, отвечая росту всего организма; отдельные кости (например, копчиковые или крестцовые), которые у детей существуют раздельно, по мере взросления срастаются в единую кость. К моменту рождения кости скелета окончательно еще не сформированы и многие из них состоят из хрящевой ткани (рис. 3). Череп плода в возрасте 9 месяцев еще не представляет собой жесткую конструкцию; составляющие его отдельные кости не срослись, что должно обеспечить относительно легкое прохождение по родовым путям. Другие отличительные особенности новорожденного: не полностью развитые кости пояса верхних конечностей (лопатки и ключицы); большинство костей запястья и предплюсны еще хрящеДанный текст предназначен только для использования автором в личных целях и не может быть размещен в открытом доступе 12 вые; к моменту рождения не сформированы также и кости грудной клетки (у новорожденного мечевидный отросток хрящевой, а грудина представлена отдельными, не сросшимися между собой костными точками). Позвонки в этом возрасте разделены относительно толстыми межпозвоночными дисками, а сами позвонки еще только начинают формироваться: тела и дуги позвонков не срослись и представлены костными точками.. Внутреннее строение каждой из костей скелета оптимально приспособлено для того, чтобы кость могла успешно выполнять все те многочисленные функции, которые возложены на нее природой. Участие костей, составляющих скелет, в обмене веществ обеспечивается кровеносными сосудами, пронизывающими каждую кость. Нервные окончания, проникающие в кость, позволяют ей, а также всему скелету в целом расти и видоизменяться, адекватно реагируя на изменения жизненной среды и внешних условий существования организма. Структурной единицей опорного аппарата, образующей кости скелета, а также хрящи, связки, фасции и сухожилия, является соединительная ткань. Общей характеристикой различных по строению соединительных тканей является то, что все они состоят из клеток и межклеточного вещества, в состав которого входят волокнистые структуры и аморфное вещество. Соединительная ткань выполняет различные функции: трофическую, формирующую стромы органов, питание клеток и тканей, транспорт кислорода, углекислого газа, а также механическую, защитную, объединяющую различные виды тканей и предохраняющую органы от повреждений, вирусов и микроорганизмов. Соединительная ткань подразделяется на собственно и специально соединительную с опорными (костная и хрящевая ткани) и гемопоэтическими (лимфатическая и миелоидная ткани) свойствами.