Функции клеток

 

Костная ткань состоит  из органических и неорганических веществ (в основном из солей кальция и  фосфорнокислой извести - 51%). Неорганические вещества придают костям твердость  и прочность. Эластичность костей зависит  от органических веществ. Сочетание  органических и неорганических веществ  в кости придает ей прочность  и упругость. Клетки костной ткани  имеют отростки. Межклеточное вещество составляет 2/3 костной ткани. Оно  твердое и плотное, по свойствам  напоминает камень. Костные клетки и их отростки окружены мельчайшими "канальцами", заполненными межклеточной жидкостью, через-, которую происходит питание и дыхание костных клеток. Костная ткань снабжена нервами и кровеносными сосудами.

 

Величина и форма костей различны. Кости могут быть длинными и короткими. Длинные кости называют трубчатыми.

 

Они полые, что обуславливает  их прочность и легкость. В полостях трубчатых костей содержится соединительная ткань, богатая жиром - желтый костный  мозг. Головки трубчатых костей образованы губчатым веществом, состоящим из перекрещивающихся  костных пластинок. В пространстве между костными пластинками находится  соединительная ткань - красный костный  мозг, где образуются эритроциты, лейкоциты  и тромбоциты. Короткие и плоские  кости (позвонки, лопатки, ребра) образованы также губчатым веществом. Кость  покрыта надкостницей - тонкой оболочкой из плотной соединительной ткани, сросшейся с костью. В надкостнице проходят кровеносные сосуды и нервы. Головки длинных костей покрыты хрящевой тканью, не имеют надкостницы.

 

Большинство костей проходят три стадии развития: соединительнотканную, хрящевую и костную. До рождения ребенка  соединительная ткань заменяется хрящевой, которая постепенно заменяется костной  тканью. В длину кости растут за счет деления клеток хрящевой ткани, покрывающей концы костей.

 

Рост костей в толщину  происходит за счет клеток внутренней поверхности надкостницы. Одновременно с нарастанием снаружи костное  вещество разрушается изнутри кости. У детей нарастание костей преобладает  над их разрушением, у взрослых эти  процессы взаимно уравновешиваются. Гормон роста, выделяемый гипофизом, регулирует рост костей.

 

Скелет головы - череп состоит  из мозговой и лицевой частей. Кости мозговой части - лобная, две височные, затылочная, которая имеет большое отверстие, сквозь него проходит спинной мозг. В височной кости - отверстие наружного слухового прохода. В лицевом отделе черепа 15 костей. Нижнечелюстная кость - единственная подвижная кость черепа. На челюстях имеются ячейки, в которых расположены корни зубов.

 

Скелет туловища. Позвоночник  состоит из 33-34 позвонков. Каждый позвонок имеет тело и несколько отростков. Позвонки расположены друг над другом. Внутри позвоночника в позвоночном  канале находится спинной мозг. Различают 5 отделов позвоночника: шейный - 7 позвонков, грудной - 12, поясничный - 5, крестцовый - 5, копчиковый (хвостовой) - 4-5 сросшихся позвонков. Грудная клетка образована 12 парами ребер и грудиной.

 

Скелет верхних конечностей. Ключицы и лопатки образуют скелет свободной верхней конечности. Он состоит из костей плеча, предплечья и кисти. Кости конечностей соединены  подвижно.

 

Скелет нижних конечностей. Две массивные плоские тазовые  кости сзади сращены с крестцом, а спереди соединены между  собой. Они составляют пояс нижней конечности. Во впадину каждой из тазовых костей входит шаровидная головка бедренной  кости. Скелет свободной нижней конечности состоит из массивной бедренной  кости, костей голени и стопы.

 

Общее число скелетных  мышц около 400, у взрослого человека они составляют более 40% массы тела. Все мышцы головы, туловища и конечностей  состоят из поперечно-полосатой мышечной ткани, мышечные волокна которой собраны в пучки.

 

Внутри волокон проходят белковые нити, благодаря которым  мышцы способны укорачиваться - сокращаться. Сокращение поперечно-полосатых мышц подчинено нашей воле, управление работой мышц осуществляется нервной системой. Гладкая мышечная ткань образует стенки внутренних органов (сосудов, кишечника, мочевого пузыря). Гладкие мышцы составляют непроизвольную мускулатуру, сокращение волокон происходит медленно. Сердечная мышца, как и скелетная, состоит из поперечно-полосатых мышечных волокон. Благодаря наличию участков, где волокна сливаются (переплетаются), мышца способна быстро сокращаться.

 

Мышцы покрыты соединительной тканной оболочкой и прикрепляются к кости при помощи сухожилий. К каждой мышце подходят кровеносные сосуды и нервы. Чаще всего оба конца мышцы прикрепляются к соседним костям, подвижно соединенным друг с другом. Некоторые мышцы не связаны с суставами. Это мышцы лица, "языка, мягкого неба, глотки. Форма мышцы зависит от места ее расположения и выполняемой функции. С помощью мышц осуществляются движения туловища и конечностей, фиксация суставов, предотвращающая ненужные движения. Мышцы обеспечивают поддержание равновесия нашего тела, глотательные движения, образование звуков речи.

 

Мышцы лица и головы делятся  на мимические и жевательные. Мимические мышцы одним концом крепятся к костям черепа, а вторым - в кожу лица, вызывая ее смещения и разнообразные выражения лица. Мышцы шеи изменяют положение головы, опускают нижнюю челюсть, способствуют дыханию, глотанию и речи (фиксируя подъязычную-кость). Мышцы туловища подразделяются на мышцы груди, спины, живота. К мышцам груди относят наружные и внутренние межреберные мышцы и диафрагму (грудобрюшную перегородку). Мышцы живота вызывают сгибание позвоночника вперед, в сторону и поворот его вокруг продольной оси; образует брюшной пресс. Мышцы конечностей играют главную роль в передвижении тела в пространстве и выполнении различных видов физической работы.

 

В выполнении любого движения принимают участие две группы противоположно действующих мышц: сгибатели  и разгибатели суставов. Согласованная  деятельность мышц-сгибателей и мышц-разгибателей возможна благодаря чередованию  процессов возбуждения и торможения в спинном мозге.

 

Мышцы-сгибатели и разгибатели  могут одновременно находиться в  расслабленном или сокращенном  состоянии. Сокращаясь, мышца действует  на кость как рычаг и производит механическую работу. Любое мышечное сокращение связано с расходом энергии. При длительной физической работе без  отдыха постепенно уменьшается работоспособность  мышц. Временное снижение работоспособности, наступающее по мере выпЬлнения работы, называют утомлением. Скорость развития утомления при мышечной работе зависит от двух показателей - от физической нагрузки, падающей на мышцу, и от ритма работы, то есть от частоты мышечных сокращений. При увеличении нагрузки или при учащении ритма мышечных сокращений утомление наступает быстрее. Влияние этих условий на работоспособность мышц впервые изучил русский физиолог И.М. Сеченов. Оказалось, что, если увеличивать нагрузку, интенсивность выполняемой работы возрастает, но только до определенного-уровня, а затем снижается. Мышечная работа достигает максимального уровня при средних нагрузках и средних скоростях сокращения мышц. Важным является общий ритм физической работы. Ученые установили, что в течение первого часа работоспособность повышается. Это период вхождения в работу. Затем в течение 2 часов работоспособность удерживается на устойчивом уровне. В последующий час из-за развития утомления работоспособность снижается. Поэтому после 4-х часов непрерывной работы необходим длительный часовой отдых: обед, прогулка на свежем воздухе. Во второй половине рабочего дня общая работоспособность будет ниже, но она будет меняться в той же последовательности, как и в первой половине дня. Эти знания необходимы для организации правильного режима работы, для распределения производственного задания в течение трудового дня.

 

v. ВНУТРЕННЯЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА:  ПЛАЗМА КРОВИ, ЭРИТРОЦИТЫ И  ЛЕЙКОЦИТЫ. ИММУНИТЕТ. МЕРЫ ПО  ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ ЗАБОЛЕВАНИЯ СПИДОМ

 

Кровь, тканевая жидкость и  лимфа образуют внутреннюю среду. Она  сохраняет относительное постоянство  своего состава - физических и химических свойств (гомеостаз), что обеспечивает устойчивость всех функций организма. Сохранение гомеостаза является результатом  нервно-гуморальной саморегуляции.

 

Каждая клетка нуждается  в постоянном притоке кислорода  и питательных веществ, в удалении продуктов обмена веществ. И то и  другое происходит через кровь. Клетки организма с кровью непосредственно  не соприкасаются, так как кровь  движется по сосудам замкнутой кровеносной  системы. Каждую клетку омывает жидкость, в которой содержатся необходимые  для нее вещества. Это межклеточная или тканевая жидкость.

 

Между тканевой жидкостью  и жидкой частью крови - плазмой через  стенки капилляров осуществляется обмен  веществ путем диффузии. Лимфа  образуется из тканевой жидкости, поступающей  в лимфатические капилляры, которые  берут начало между клетками тканей и переходят в лимфатические  сосуды, впадающие в крупные вены груди. Кровь - жидкая соединительная ткань. Она состоит из жидкой части - плазмы и отдельных форменных элементов: красных кровяных клеток - эритроцитов, белых кровяных клеток - лейкоцитов и кровяных пластинок - тромбоцитов. Форменные элементы крови образуются в кроветворных органах: в красном костном мозге, печени, селезенке, лимфатических узлах. 1 мм куб. крови содержит 4,5-5 млн. эритроцитов, 5-8 тыс. лейкоцитов, 200-400 тыс. тромбоцитов.

 

В организме человека содержится 4,5-6 л крови (1/13 массы его тела).

 

Плазма составляет 55% объема крови, а форменные элементы - 45%. Красный цвет крови придают эритроциты, содержащие красный дыхательный  пигмент - гемоглобин, присоединяющий кислород в легких и отдающий его  в тканях. Плазма - бесцветная прозрачная жидкость, состоящая из неорганических и органических веществ (90% вода, 0,9% различные минеральные соли). К  органическим веществам плазмы относятся  белки - 7%, жиры - 0,7%, 0,1% - глюкоза, гормоны, аминокислоты, продукты обмена веществ. Гомеостаз поддерживается деятельностью  органов дыхания, выделения, пищеварения  и др., влиянием нервной системы  и гормонов. В ответ на воздействия  из внешней среды в организме  автоматически возникают ответные реакции, препятствующие сильным изменениям внутренней среды.

 

Жизнедеятельность клеток организма  зависит от солевого состава крови. А постоянство солевого состава  плазмы обеспечивает нормальное строение и функцию клеток крови. Плазма крови  выполняет функции: 1) транспортную; 2) выделительную; 3) защитную; 4) гуморальную.

 

Кровь, беспрерывно циркулирующая  в замкнутой системе кровеносных  сосудов, выполняет в организме  различные функции: 1) дыхательную - переносит кислород от легких к тканям и углекислый газ от тканей к легким; 2) питательную (транспортную) - доставляет пищевые вещества к клеткам; 3) выделительную - выносит ненужные продукты обмена веществ; 4)терморегуляторную - регулирует температуру тела; 5) защитную - вырабатывает вещества, необходимые для борьбы с микроорганизмами? 6) гуморальную - связывает между собой различные  органы и системы, перенося вещества, которые в них образуются.

 

При ранении кровеносного сосуда вытекающая кровь свертывается в течение 3-8 минут, образуя сгусток - тромб. У места повреждения сосуда накапливаются и разрушаются  тромбоциты. Из них выводится в  плазму особый фермент. Это приводит к образованию волокнистых нитей  из нерастворимого белка фибрина, который  образуется из растворенного в плазме белка фибриногена. Соли кальция  в процессе образования тромба играют важную роль, без них кровь утрачивает способность свертываться. В сети фибрина застревают эритроциты, лейкоциты, тромбоциты - образуют тромб-сгусток. Сосуд  закупоривается тромбом, кровотечение прекращается. Оставшаяся плазма выжимается из тромба. Плазма крови без фибриногена  называется сывороткой крови. Через  некоторое время тромб рассасывается, проходимость сосуда восстанавливается. Снижение температуры замедляет, а  повышение - ускоряет скорость свертывания  крови. В лимфе тоже содержится фибриноген. Она свертывается при тех же условиях, что и кровь, но несколько медленнее. Наследственная болезнь гемофилия, при которой кровь неспособна свертываться. Свертывание крови - это  за щитное приспособление организма, предохраняющее его от потери крови.

 

Красные кровяные клетки - эритроциты очень малы: в 1 мм куб. крови - до 5 млн. эритроцитов. Зрелые эритроциты не имеют  ядер. Имеют форму двояковогнутых дисков, что увеличивает поверхность, а это способствует быстрому и  равномерному проникновению в них  кислорода. Снаружи эритроцит покрыт мембраной, внутри него содержится особый белок гемоглобин. Эритроциты образуются в красном костном мозге, живут около 120 дней, разрушаются в селезенкой печени.

 

Основная функция - перенос  кислорода и углекислого газа.

 

Эритроциты участвуют  в поддержании постоянства внутренней среды организма. Сокращение содержания эритроцитов или содержащем гемоглобина в них приводят к развитию малокровия.

 

Существует несколько  видов лейкоцитов, отличающихся по строению и функциям. Они бесцветны, поэтому их называют белыми клетками крови. Все они имеют ядра, а  размеры колеблются от 2 до 14 мкм. В 1 мм куб. крови насчитывается 4-9 тыс. лейкоцитов. Продолжительность их жизни  различна: от нескольких суток до нескольких десятков лет. Лейкоциты образуются в кроветворных органах: красном  костном мозге, селезенке и лимфа тических узлах. Они способны самостоятельно передвигаться.

 

Лейкоциты могут проникать  сквозь стенку капилляров и выходить в межклеточное пространство. Они  устремляются в ткань, пораженную чужеродными  телами (болезнетворные микробы, их яды), поглощают и переваривают их.

 

Выдающийся русский ученый И.И. Мечников впервые в 1882 году обнаружил, что лейкоциты участвуют в  защитных реакциях крови. Процесс поглощения и переваривания чужеродных частиц был назван фагоцитозом (греч. фагос - поглощающий), а клетки, осуществляющие эту функцию, - фагоцитами. Один фагоцит может захватить 15-20 бактерий. Если фагоцит поглощает больше микробов, чем он может переварить, он гибнет. Смесь погибших и живых фагоцитов и бактерий называется гноем. В 1883г. И.И. Мечников разработал фагоцитарную теорию иммунитета. Он является одним из основоположников отечественной микробиологии. В опытах на себе доказал роль холерного вибриона как возбудителя азиатской холеры.

 

Защита организма происходит также с помощью антител. Выработка  антител осуществляется с участием особого вида лейкоцитов, встречающихся  не только в крови, но и в лимфе. Они названы поэтому лимфоцитами. Некоторые антитела действуют против возбудителя одного заболевания, но известны и антитела широкого действия против возбудителей нескольких заболеваний. Они повышают общую сопротивляемость организма. Антитела могут сохраняться длительное время, поэтому организм становится невосприимчивым к повторным заболеваниям. Фагоцитоз и выработка антител - единый защитный механизм, названный иммунитетом. Иммунитет - невосприимчивость организма к действию проникших в него инфекционных и других чужеродных организмов и веществ. Две группы лимфоцитов, называемых Б- и Т-клетками, определяют физиологическую сущность иммунитета. Как они действуют? Б-клетки образуют антитела, которые током крови разносятся по организму. Антитела соединяются с бактериями и делают их беззащитными против фагоцитов. Т-клетки сами находят бактерии или клетки, пораженные вирусами. Вступив в контакт с ними, Т-клетки выделяют особые вещества, вызывающие гибель бактерий или вирусов. Если в организм человека попадают чужеродные клетки, силы иммунитета стремятся их уничтожить. Благодаря иммунитету организм защищает себя от чужеродных живых тел и веществ: бактерий, вирусов, белков, клеток, тканей.