Введение
Анатомия – наука, изучающая строение
и закономерности развития человеческого
тела в связи с его функциями и влияниями,
которые оно испытывает со стороны окружающей
среды.
В настоящее время физиология и анатомия
накопили огромный фактический материал.
Это привело к тому, что от физиологии
и от анатомии отпочковываются две самостоятельные
науки – это возрастная анатомия и возрастная
физиология.
Необходимость для педагогов и психологов
знания возрастных особенностей функционирования
организма ребёнка неоднократно подчёркивалась
учёными. «Первое, что должен знать педагог,
- писала Н. К. Крупская, - это строение и
жизнь человеческого тела – анатомию
и физиологию человеческого тела и его
развитие. Без этого нельзя быть хорошим
педагогом, правильно растить ребёнка».
Важность анатомии для педагогов обуславливает
актуальность данной работы.
Цель контрольной работы –
изучить теоретические основы возрастной
анатомии и физиологии и ответить на вопросы.
Задачи:
1.рассмотреть
нервную и гуморальную регуляции функций
организма;
2.изучить
классификации клеток организма человека;
3.рассмотреть
строение и функции органа слуха;
4.изучить строение и функции мышечной
системы;
5. рассмотреть
анатомию и физиологию промежуточного
мозга;
1.Нервная и гуморальная регуляция
функций организма, их сравнительная характеристика.
Механизмы регуляции физиологических
функций традиционно подразделяют на
нервные и гуморальные, хотя в действительности
они образуют единую регуляторную систему,
обеспечивающую поддержание гомеостаза
и приспособительную деятельность организма.
Эти механизмы имеют многочисленные связи
как на уровне функционирования нервных
центров, так и при передаче сигнальной
информации эффекторным структурам. Достаточно
сказать, что при осуществлении простейшего
рефлекса как элементарного механизма
нервных регуляций передача сигнализации
с одной клетки на другую осуществляется
посредством гуморальных факторов - нейромедиаторов.
Чувствительность сенсорных рецепторов
к действию раздражителей и функциональное
состояние нейронов изменяется под действием
гормонов, нейромедиаторов, ряда других
биологически активных веществ, а также
простейших метаболитов и минеральных
ионов (К+, Na+, Ca-+, С1~). В свою
очередь, нервная система может запускать
или выполнять коррекцию гуморальных
регуляций. Гуморальные регуляции в организме
находятся под контролем нервной системы.
Гуморальные механизмы филогенетически
более древние, они имеются даже у одноклеточных
животных и приобретают большое разнообразие
у многоклеточных и особенно у человека.
Нервные механизмы регуляций
образовались филогенетически и формируются
постепенно в онтогенезе человека. Такие
регуляции возможны лишь в многоклеточных
структурах, имеющих нервные клетки, объединяющиеся
в нервные цепи и составляющие рефлекторные
дуги.
Гуморальные регуляции осуществляются
путем распространения сигнальных молекул
в жидкостях организма по принципу "всем,
всем, всем", или принципу "радиосвязи".
Нервные регуляции осуществляются
по принципу "письмо с адресом", или
"телеграфной связи". Сигнализация
передается от нервных центров к строго
определенным структурам, например к точно
определенным мышечным волокнам или их
группам в конкретной мышце. Только в этом
случае возможны целенаправленные, координированные
движения человека.
Гуморальные регуляции, как
правило, осуществляются медленнее, чем
нервные. Скорость проведения сигнала
(потенциала действия) в быстрых нервных
волокнах достигает 120 м/с, в то время как
скорость транспорта сигнальной молекулы
с током крови в артериях приблизительно
в 200 раз, а в капиллярах - в тысячи раз меньше.
Приход нервного импульса к
органу-эффектору практически мгновенно
вызывает физиологический эффект (например,
сокращение скелетной мышцы). Реакция
на многие гормональные сигналы более
медленная. Например, проявление ответной
реакции на действие гормонов щитовидной
железы и коры надпочечников происходит
через десятки минут и даже часы.
Гуморальные механизмы имеют
преимущественное значение в регуляции
процессов обмена веществ, скорости деления
клеток, роста и специализации тканей,
полового созревания, адаптации к изменению
условий внешней среды.
Нервная система в здоровом
организме оказывает влияние на все гуморальные
регуляции, осуществляет их коррекцию.
Вместе с тем у нервной системы имеются
свои специфические функции. Она регулирует
жизненные процессы, требующие быстрых
реакций, обеспечивает восприятие сигналов,
приходящих от сенсорных рецепторов органов
чувств, кожи и внутренних органов. Регулирует
тонус и сокращения скелетных мышц, которые
обеспечивают поддержание позы и перемещение
тела в пространстве. Нервная система
обеспечивает проявление таких психических
функций, как ощущение, эмоции, мотивации,
память, мышление, сознание, регулирует
поведенческие реакции, направленные
на достижение полезного приспособительного
результата. Она регулирует жизненные
процессы, требующие быстрых реакций,
обеспечивает восприятие сигналов, приходящих
от сенсорных рецепторов органов чувств,
кожи и внутренних органов. Регулирует
тонус и сокращения скелетных мышц, которые
обеспечивают поддержание позы и перемещение
тела в пространстве. Нервная система
обеспечивает проявление таких психических
функций, как ощущение, эмоции, мотивации,
память, мышление, сознание, регулирует
поведенческие реакции, направленные
на достижение полезного приспособительного
результата.
2. Клетка. Классификации
клеток организма человека. Органоиды
клетки, их строение и функции.
Клетка - элементарная единица строения
и жизнедеятельности всех живых организмов
(кроме вирусов, о которых нередко говорят
как о неклеточных формах жизни), обладающая
собственным обменом веществ, способная
к самостоятельному существованию, самовоспроизведению
и развитию. Все живые организмы либо,
как многоклеточные животные, растения
и грибы, состоят из множества клеток,
либо, как многие простейшие и бактерии,
являются одноклеточными организмами.
Раздел биологии, занимающийся изучением
строения и жизнедеятельности клеток,
получил название цитологии. В последнее
время принято также говорить о биологии
клетки, или клеточной биологии (англ.Cell
biology).
Строение клеток
Все клеточные формы жизни на
земле можно разделить на два надцарства
на основании строения составляющих их
клеток - прокариоты (доядерные) и эукариоты
(ядерные). Прокариотические клетки - более
простые по строению, по-видимому, они
возникли в процессе эволюции раньше.
Эукариотические клетки - более сложные,
возникли позже. Клетки, составляющие
тело человека, являются эукариотическими.
Несмотря на многообразие форм организация
клеток всех живых организмов подчинена
единым структурным принципам. Живое содержимое
клетки - протопласт - отделено от окружающей
среды плазматической мембраной, или плазмалеммой.
Внутри клетка заполнена цитоплазмой,
в которой расположены различные органоиды
и клеточные включения, а также генетический
материал в виде молекулы ДНК. Каждый из
органоидов клетки выполняет свою особую
функцию, а в совокупности все они определяют
жизнедеятельность клетки в целом.
Прокариотическая
клетка
Прокариоты (от лат. pro - перед,
до и греч. κάρῠον - ядро, орех) - организмы,
не обладающие, в отличие от эукариот,
оформленным клеточным ядром и другими
внутренними мембранными органоидами
(за исключением плоских цистерн у фотосинтезирующих
видов, например, у цианобактерий). Единственная
крупная кольцевая (у некоторых видов
- линейная) двухцепочечная молекула ДНК,
в которой содержится основная часть генетического
материала клетки (так называемый нуклеоид)
не образует комплекса с белками-гистонами
(так называемого хроматина). К прокариотам
относятся бактерии, в том числе цианобактерии
(сине-зелёные водоросли), и археи. Потомками
прокариотических клеток являются органеллы
эукариотических клеток - митохондрии
и пластиды.
Эукариотическая
клетка
Эукариоты (эвкариоты) (от греч.
ευ - хорошо, полностью и κάρῠον - ядро,
орех) - организмы, обладающие, в отличие
от прокариот, оформленным клеточным ядром,
отграниченным от цитоплазмы ядерной
оболочкой. Генетический материал заключён
в нескольких линейных двухцепочных молекулах
ДНК (в зависимости от вида организмов
их число на ядро может колебаться от двух
до нескольких сотен), прикреплённых изнутри
к мембране клеточного ядра и образующих
у подавляющего большинства (кроме динофлагеллят)
комплекс с белками-гистонами, называемый
хроматином. В клетках эукариот имеется
система внутренних мембран, образующих,
помимо ядра, ряд других органоидов (эндоплазматическая
сеть, аппарат Гольджи и др.). Кроме того,
у подавляющего большинства имеются постоянные
внутриклеточные симбионты-прокариоты
- митохондрии, а у водорослей и растений
- также и пластиды.
Клеточная мембрана
Клеточная мембрана – очень
важная часть клетки. Она удерживает вместе
все клеточные компоненты и разграничивает
внутреннюю и наружную среду. Кроме того,
модифицированные складки клеточной мембраны
образуют многие органеллы клетки. Клеточная
мембрана представляет собой двойной
слой молекул (бимолекулярный слой, или
бислой). В основном это молекулы фосфолипидов
и других близких к ним веществ. Липидные
молекулы имеют двойственную природу,
проявляющуюся в том, как они ведут себя
по отношению к воде. Головы молекул гидрофильные,
т.е. обладают сродством к воде, а их углеводородные
хвосты гидрофобны. Поэтому при смешивании
с водой липиды образуют на ее поверхности
пленку, аналогичную пленке масла; при
этом все их молекулы ориентированы одинаково:
головы молекул – в воде, а углеводородные
хвосты – над ее поверхностью. В клеточной
мембране два таких слоя, и в каждом из
них головы молекул обращены наружу, а
хвосты – внутрь мембраны, один к другому,
не соприкасаясь таким образом с водой.
Толщина такой мембраны ок. 7 нм. Кроме
основных липидных компонентов, она содержит
крупные белковые молекулы, которые способны
«плавать» в липидном бислое и расположены
так, что одна их сторона обращена внутрь
клетки, а другая соприкасается с внешней
средой. Некоторые белки находятся только
на наружной или только на внутренней
поверхности мембраны или лишь частично
погружены в липидный бислой.
Основная функция клеточной
мембраны заключается в регуляции переноса
веществ в клетку и из клетки. Поскольку
мембрана физически в какой-то мере похожа
на масло, вещества, растворимые в масле
или в органических растворителях, например
эфир, легко проходят сквозь нее. То же
относится и к таким газам, как кислород
и диоксид углерода. В то же время мембрана
практически непроницаема для большинства
водорастворимых веществ, в частности
для сахаров и солей. Благодаря этим свойствам
она способна поддерживать внутри клетки
химическую среду, отличающуюся от наружной.
Например, в крови концентрация ионов
натрия высокая, а ионов калия – низкая,
тогда как во внутриклеточной жидкости
эти ионы присутствуют в обратном соотношении.
Аналогичная ситуация характерна и для
многих других химических соединений.
Очевидно, что клетка тем не менее не может
быть полностью изолирована от окружающей
среды, так как должна получать вещества,
необходимые для метаболизма, и избавляться
от его конечных продуктов. К тому же липидный
бислой не является полностью непроницаемым
даже для водорастворимых веществ, а пронизывающие
его т.н. «каналообразующие» белки создают
поры, или каналы, которые могут открываться
и закрываться (в зависимости от изменения
конформации белка) и в открытом состоянии
проводят определенные иона (Na+, K+, Ca2+) по
градиенту концентрации. Следовательно,
разница концентраций внутри клетки и
снаружи не может поддерживаться исключительно
за счет малой проницаемости мембраны.
На самом деле в ней имеются белки, выполняющие
функцию молекулярного «насоса»: они транспортируют
некоторые вещества как внутрь клетки,
так и из нее, работая против градиента
концентрации. В результате, когда концентрация,
например, аминокислот внутри клетки высокая,
а снаружи низкая, аминокислоты могут
тем не менее поступать из внешней среды
во внутреннюю. Такой перенос называется
активным транспортом, и на него затрачивается
энергия, поставляемая метаболизмом. Мембранные
насосы высокоспецифичны: каждый из них
способен транспортировать либо только
ионы определенного металла, либо аминокислоту,
либо сахар. Специфичны также и мембранные
ионные каналы. Такая избирательная проницаемость
физиологически очень важна, и ее отсутствие
– первое свидетельство гибели клетки.
Это легко проиллюстрировать на примере
свеклы. Если живой корень свеклы погрузить
в холодную воду, то он сохраняет свой
пигмент; если же свеклу кипятить, то клетки
погибают, становятся легко проницаемыми
и теряют пигмент, который и окрашивает
воду в красный цвет. Крупные молекулы
типа белковых клетка может «заглатывать».
Под влиянием некоторых белков, если они
присутствуют в жидкости, окружающей клетку,
в клеточной мембране возникает впячивание,
которое затем смыкается, образуя пузырек
– небольшую вакуоль, содержащую воду
и белковые молекулы; после этого мембрана
вокруг вакуоли разрывается, и содержимое
попадает внутрь клетки. Такой процесс
называется пиноцитозом (буквально «питье
клетки»), или эндоцитозом. Более крупные
частички, например частички пищи, могут
поглощаться аналогичным образом в ходе
т.н. фагоцитоза. Как правило, вакуоль,
образующаяся при фагоцитозе, крупнее,
и пища переваривается ферментами лизосом
внутри вакуоли до разрыва окружающей
ее мембраны. Такой тип питания характерен
для простейших, например для амеб, поедающих
бактерий. Однако способность к фагоцитозу
свойственна и клеткам кишечника низших
животных, и фагоцитам – одному из видов
белых кровяных клеток (лейкоцитов) позвоночных.
В последнем случае смысл этого процесса
заключается не в питании самих фагоцитов,
а в разрушении ими бактерий, вирусов и
другого инородного материала, вредного
для организма. Функции вакуолей могут
быть и другими. Например, простейшие,
живущие в пресной воде, испытывают постоянный
осмотический приток воды, так как концентрация
солей внутри клетки гораздо выше, чем
снаружи. Они способны выделять воду в
специальную экскретирующую (сократительную)
вакуоль, которая периодически выталкивает
свое содержимое наружу. В растительных
клетках часто имеется одна большая центральная
вакуоль, занимающая почти всю клетку;
цитоплазма при этом образует лишь очень
тонкий слой между клеточной стенкой и
вакуолью. Одна из функций такой вакуоли
– накопление воды, позволяющее клетке
быстро увеличиваться в размерах. Эта
способность особенно необходима в период,
когда растительные ткани растут и образуют
волокнистые структуры. В тканях в местах
плотного соединения клеток их мембраны
содержат многочисленные поры, образованные
пронизывающими мембрану белками – т.н.
коннексонами. Поры прилежащих клеток
располагаются друг против друга, так
что низкомолекулярные вещества могут
перегодить из клетки в клетку – эта химическая
система коммуникации координирует их
жизнедеятельность. Один из примеров такой
координации – наблюдаемое во многих
тканях более или менее синхронное деление
соседних клеток.
Цитоплазма
В цитоплазме имеются внутренние
мембраны, сходные с наружной и образующие
органеллы различного типа. Эти мембраны
можно рассматривать как складки наружной
мембраны; иногда внутренние мембраны
составляют единое целое с наружной, но
часто внутренняя складка отшнуровывается,
и контакт с наружной мембраной прерывается.
Однако даже в случае сохранения контакта
внутренняя и наружная мембраны не всегда
химически идентичны. В особенности различается
состав мембранных белков в разных клеточных
органеллах.
Структура цитоплазмы
Жидкую составляющую цитоплазмы
также называют цитозолем. Под световым
микроскопом казалось, что клетка заполнена
чем-то вроде жидкой плазмы или золя, в
котором «плавают» ядро и другие органоиды.
На самом деле это не так. Внутреннее пространство
эукариотической клетки строго упорядочено.
Передвижение органоидов координируется
при помощи специализированных транспортных
систем, так называемых микротрубочек,
служащих внутриклеточными «дорогами»
и специальных белков динеинов и кинезинов,
играющих роль «двигателей». Отдельные
белковые молекулы также не диффундируют
свободно по всему внутриклеточному пространству,
а направляются в необходимые компартменты
при помощи специальных сигналов на их
поверхности, узнаваемых транспортными
системами клетки.
Эндоплазматический
ретикулум
В эукариотической клетке существует
система переходящих друг в друга мембранных
отсеков (трубок и цистерн), которая называется
эндоплазматическим ретикулумом (или
эндоплазматическая сеть, ЭПР или ЭПС).
Ту часть ЭПР, к мембранам которого прикреплены
рибосомы, относят к гранулярному (или
шероховатому) эндоплазматическому ретикулуму,
на его мембранах происходит синтез белков.
Те компартменты, на стенках которых нет
рибосом, относят к гладкому (или агранулярному)
ЭПР, принимающему участие в синтезе липидов.
Внутренние пространства гладкого и гранулярного
ЭПР не изолированы, а переходят друг в
друга и сообщаются с просветом ядерной
оболочки.
Аппарат Гольджи
Аппарат Гольджи представляет
собой стопку плоских мембранных цистерн,
несколько расширенных ближе к краям.
В цистернах аппарата Гольджи созревают
некоторые белки, синтезированные на мембранах
гранулярного ЭПР и предназначенные для
секреции или образования лизосом. Аппарат
Гольджи асимметричен - цистерны располагающиеся
ближе к ядру клетки (цис-Гольджи) содержат
наименее зрелые белки, к этим цистернам
непрерывно присоединяются мембранные
пузырьки - везикулы, отпочковывающиеся
от эндоплазматического ретикулума. По-видимому,
при помощи таких же пузырьков происходит
дальнейшее перемещение созревающих белков
от одной цистерны к другой. В конце концов
от противоположного конца органеллы
(транс-Гольджи) отпочковываются пузырьки,
содержащие полностью зрелые белки.