Физиологические системы человека. Физиологические и функциональные системы: их надежность и возрастная динамика

Весь организм человека условно поделён на системы органов, объединённых по принципу выполняемой работы, функции. Эти системы называются анатомо-функциональные, их в организме человека двенадцать.

Всё в природе подчинено единому закону целесообразности и экономному принципу необходимости и достаточности. Особенно это видно на примере животных. В природных условиях животное ест и пьёт только тогда, когда проголодается и почувствует жажду, и ровно столько, чтобы насытиться.

Ма-ленькие дети сохраняют эту природную способ-ность не принимать пищу и не пить тогда, когда хочется нам, а подчиня-ются только своим жела-ниям и инстинктам.

Взрос-лые, к сожалению, утратили эту уникальную способность: мы пьём чай, когда собираются друзья, а не когда чув-ствуем жажду. Нарушение законов природы ведёт к разрушению нашего орга-низма как части этой са-мой природы.

Каждая система выполняет в организме человека определенную функцию. От качества её исполнения зависит здоровье организма в целом. Если какая-нибудь из систем по каким-то причинам ослаблена, другие системы способны частично взять на себя функцию ослабленной системы, помочь ей, дать возможность восстановиться.

Например, при снижении функции системы мочевыделения (почек), функ-цию очистки организма берёт на себя дыхательная система. Если она не справляется, подключается выделительная система - кожа. Но в этом случае организм переходит в другой режим функционирования. Он стано-вится более ранимым, и человек должен снизить обычные нагрузки, дав ему возможность оптимизировать режим жизнедеятельности. Природа дала организму уникальный механизм саморегуляции и самовосстановле-ния. Пользуясь этим механизмом экономично и бережно, человек спосо-бен выдерживать колоссальные нагрузки.

12 систем организма и их функции:

1. Центральная нервная система - регуляция и интеграция жизненных функций организма
2. Система органов дыхания - обеспечение организма кислородом, который необходим для всех биохимических процессов, выделение углекислого газа
3. Система органов кровообращения - обеспечение транспорта питательных веществ в клетку и освобождение её от продуктов жизнедеятельности
4. Система органов кроветворения - обеспечение постоянства состава крови
5. Система органов пищеварения - потребление, переработка, усвоение питательных веществ, выделение продуктов жизнедеятельности
6. Система органов мочевыделения и кожа - выделение продуктов жизнедеятельности, очистка организма
7. Репродуктивная система - воспроизводство организма
8. Эндокринная система - регуляция биоритма жизни, основных процессов обмена веществ и поддержание постоянства внутренней среды
9. Костно-мышечная система - обеспечение структурности, функций передвижения
10. Лимфатическая система - осуществление очищения организма и обезвреживание чужеродных агентов
11. Иммунная система - обеспечение защиты организма от вредных и чужеродных факторов
12. Периферическая нервная система - обеспечение протекания процессов возбуждения и торможения, проведение команд ЦНС до рабочих органов

Основы понимания гармонии жизнедеятельности, саморегуляции в орга-низме, как в частице природы, пришли к нам из древнекитайской концеп-ции здоровья, согласно которой в природе всё полярно.

Эта теория была подтверждена всем дальнейшим развитием человеческой мысли:

Магнит имеет два полюса;
- элементарные частицы могут быть заряжены либо положительно, либо отрицательно;
- в природе - это тепло и холод, свет и тьма;
- в биологии - мужской и женский организм;
- в философии - добро и зло, истина и ложь;
- в географии это - север и юг, горы и впадины;
- в математике - положительное и отрицательное значения;
- в восточной медицине - это закон инь и ян энергий.

Философы нашего времени назвали это законом единства и взаимопроникновения противоположностей. Всё в мире подчиняется закону "в природе всё уравновешено, стремится к норме, к гармонии".

Так и в организме человека. Обязательным условием нормального функционирования каждой из сис-тем организма (если рассматривать их в отдельности) является обеспече-ние благоприятных (оптимальных) условий. Так, если у человека в силу обстоятельств нарушена работа какой-то одной системы, способствовать нормализации её функционирования можно только в случае создания оптимальных условий.

Функции систем заложены природой, как саморегулирующиеся. Ничто не может до бесконечности повышаться или понижаться. Всё обязательно должно приходить к среднему значению.

Как же мы можем воздейство-вать на организм человека, на функции его систем?

Во многом условия оптимального функционирования систем совпадают, но по некоторым позициям они индивидуальны и присущи определённой системе. От работы каждой системы зависит работа остальных систем и организма в целом. В жизни не бывает важных и второстепенных функ-ций. Все виды деятельности важны одинаково.

Но в определённых усло-виях важность отдельной функции может резко повышаться. Например, в условиях эпидемии на первое место выходит функция иммунной защиты и, если человек вовремя укрепит свой иммунитет, это позволит ему избе-жать болезни. А для хорошей адаптации человек должен чётко представлять себе функции систем и владеть методами самоуправления ими. Это значит, в нужный момент повысить необходимую функцию.

Человек в идеальных условиях, при оптимальном режиме работы всех двенадцати систем, а также при наличии оптимального сенсорного, интеллектуального и духовного пространства, был бы здоровым и долго жил.

Нам необходимо выделить приоритетные направления воздействия на организм, которые зависят от условий прожива-ния, характера труда, уровня психо-эмоциональных нагрузок, наслед-ственности, характера питания и т.д. Качество работы системы напрямую зависит от условий, в которых она находится. Индивидуальные условия формируют и особенности оптималь-ного функционирования.

Каждый человек должен иметь программу оптимальной жизнедеятельности с учётом индивидуальных осо-бенностей существования. Только в этом случае он может создать себе условия для долгой и счастливой жизни.

По материалам книги "Системный каталог натуральных продуктов Coral Club International и Royal Body Care", автор О.А. Бутакова

Орган – это обособленная часть организма, имеющая определенную форму, строение, расположение и выполняющая определенные специфические функции. Орган образован системой тканей, в которой преобладает одна (две) из них. Группа органов, связанных друг с другом анатомически, имеющих общий план строения, единство происхождения и выполняющих определенную физиологическую функцию, образуют систему органов .

В организме человека обычно выделяют следующие системы органов: нервную, эндокринную, опорно-двигательную, кровеносную (сердечно-сосудистую), дыхательную, пищеварительную, выделительную, покровную, половую. Иногда из сердечно-сосудистой системы отдельно выделяют лимфатическую систему.

Опорно-двигательная система . Состоит из пассивной части (скелета) и активной части (мышц). Кроме опорной и двигательной, эта система выполняет защитную функцию (защищает от внешних механических воздействий ЦНС и внутренние органы) и кроветворную функцию (орган кроветворения – красный костный мозг).

Кровеносная система состоит из сердца и сосудов. Функция этой системы – обеспечение движения крови по сосудам. Это осуществляется, в первую очередь, за счет сокращений сердца.

Сосуды, по которым кровь течет от сердца, называются артериями, а по которым кровь течет к сердцу – венами. Из сердца выходят крупные артерии, они делятся на все более мелкие и переходят в капилляры, а те, в свою очередь, переходят в мелкие вены, объединяющиеся во все более крупные, которые впадают в сердце.

Кровь (жидкая соединительная ткань) выполняет транспортную и защитную функции. Транспортная функция заключается в том, что кровь, во-первых, переносит к тканям кислород, питательные вещества, биологически активные вещества, различные ионы и т.д. и, во-вторых уносит от тканей отходы обмена веществ, например углекислый газ. Защитная функция состоит, во-первых, в обеспечении иммунитета (борьбы с чужеродными веществами, попадающими в организм, а также бактериями, вирусами и т.п.) и, во-вторых, в обеспечении свертывания крови, благодаря чему прекращается кровотечение при травмах сосудов.

Лимфатическая система , состоящая из лимфатических сосудов и лимфатические узлов, обеспечивает движение лимфы. В отличие от кровеносной лимфатическая система начинается мелкими замкнутыми капиллярами, которые собираются во все более крупные. Два самых крупных лимфатических протока впадают в вены кровеносной системы. Лимфа, также как и кровь, принимает участие в создании иммунитета. Кроме того, главным образом через лимфу происходит отток тканевой жидкости.

Кровь, лимфа и тканевая жидкость образуют внутреннюю среду организма, основное свойство которой состоит в поддержании постоянства собственных физико-химических особенностей (гомеостаза). Тканевая (межклеточная) жидкость выделяется главным образом из крови, затем попадает в лимфатическую систему, а из нее снова в кровь.

Дыхательная система . Состоит из дыхательных путей (носовая полость, носоглотка, гортань, трахея, бронхи) и легких. Основная функция – доставка кислорода в кровеносную систему и удаление из организма углекислого газа. Кровью кислород переносится к тканям, где участвует в клеточном дыхании (см. выше). Таким образом, дыхательная система необходима для того, чтобы в клетках могла выделяться и запасаться энергия.

Пищеварительная система . Состоит из ротовой полости, глотки, пищевода, желудка и кишечника, а также пищеварительных желез (слюнных, кишечных, поджелудочной, печени). Основные функции – механическая и химическая переработка пищи, всасывание продуктов ее переваривания в кровь и лимфу, удаление из организма непереваренных остатков.

Питательные вещества (жиры, белки, углеводы) необходимы для синтеза органических молекул при росте и обновлении организма, а также для получения энергии в процессе клеточного дыхания. Однако эти вещества обычно представляют собой очень крупные молекулы, которые не могут проникнуть через стенки кишечника в кровь. Поэтому в процессе пищеварения при помощи ферментов крупные молекулы расщепляются на более мелкие, которые и попадают в кровь и лимфу. Далее они переносятся в ткани и используются в процессах ассимиляции и диссимиляции. Кроме жиров, белков и углеводов с пищей в организм попадают витамины и минеральные вещества. Витамины – это органические соединения различной химической природы, не синтезирующиеся в организме, но необходимые для выполнения целого ряда важнейших функций. Витамины обладают высокой биологической активностью, поэтому нужны в очень небольших количествах.

Выделительная система . В процессе метаболизма в организме образуется ряд отходов обмена веществ (уже ненужных и даже вредных соединений). Все они удаляются из организма через различные системы органов. Через дыхательную систему удаляется углекислый газ, из кишечника выделяются непереваренные остатки пищи, через потовые железы в коже вместе с водой удаляются конечные продукты белкового обмена (мочевина, мочевая кислота, аммиак).

В узком смысле под выделительной системой имеются в виду почки и связанные с ними органы (мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал). В почках образуется моча, представляющая собой водный раствор различных солей, конечных продуктов белкового обмена, чужеродных веществ, гормонов, витаминов. Все эти вещества почечный эпителий извлекает из крови, движущейся по кровеносным сосудам, густо пронизывающим почки.

Покровная система представлена кожным покровом. Функции кожи очень многочисленны. Она защищает организм от вредных воздействий среды, принимает участие в терморегуляции, выделяет конечные продукты обмена веществ и воду. Помимо этого в коже находится множество чувствительных образований – рецепторов, воспринимающих тактильные, температурные и болевые раздражения.

Половая система обеспечивает репродукцию организма. В половых железах созревают яйцеклетки (в яичниках) и сперматозоиды (в семенниках). Половые железы являются также железами внутренней секреции, в которых синтезируются половые гормоны.

Нервная и эндокринная системы осуществляют управляющие функции, т.е. стоят над всеми остальными системами организма. При этом нервная система обеспечивает связь с внешней средой, регуляцию и координацию деятельности внутренних органов. Высшие отделы центральной нервной системы (ЦНС) являются анатомической основой для реализации наиболее сложных психических функций. Эндокринная система осуществляет гуморальную (с помощью гормонов) регуляцию функций организма (см. следующий раздел).

Принято выделять следующие физиологические системы организма: костную (скелет человека), мышечную, кровеносную, дыхательную, пищеварительную , нервную, систему крови, желез внутренней секреции, анализаторов и др.

Кровь как физиологическая Кровь -- жидкая ткань, циркулирующая в система, жидкая ткань кровеносной системе и обеспечивающая жиз- недеятельность клеток и тканей организма в качестве органа и физиологической системы. Она состоит из плазмы (55--60%) и взвешенных в ней форменных элементов: эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов и других веществ (40--45%) (рис. 2.8); имеет слабощелочную реакцию (7,36 рН).

Эритроциты -- красные кровяные клетки, имеющие форму круглой вогнутой пластинки диаметром 8 и толщиной 2--3 мкм, заполнены особым белком -- гемоглобином, который способен образовывать соединение с кислородом (оксигемоглобин) и транспортировать его из легких к тканям, а из тканей переносить углекислый газ к легким, осуществляя таким образом дыхательную функцию. Продолжительность жизни эритроцита в организме 100--120 дней. Красный костный мозг вырабатывает до 300 млрд молодых эритроцитов, ежедневно поставляя их в кровь. В 1 мл крови человека в норме содержится 4,5--5 млн эритроцитов. У лиц, активно занимающихся двигательной деятельностью, это число может существенно возрастать (6 млн и более). Лейкоциты -- белые кровяные тельца, выполняют защитную функцию, уничтожая инородные тела и болезнетворные микробы (фагоцитоз). В 1 мл крови содержится 6--8 тыс. лейкоцитов. Тромбоциты (а их содержится в 1 мл от 100 до 300 тыс.) играют важную роль в сложном процессе свертывания крови. В плазме крови растворены гормоны, минеральные соли, питательные и другие вещества, которыми она снабжает ткани, а также содержатся продукты распада, удаленные из тканей.

Рис. 2.8.

Основные константы крови человека

Количество крови....................... 7% массы тела

Вода.................................... 90-91%

Плотность......................... 1,056-1,060 г/см3

Вязкость............... 4--5 усл. ед. (по отношению к воде)

рН.................................. ... 7,35-7,45

Общий белок (альбумины, глобулины, фибриноген) . . . 65--85 г/л

Na* ................................... 1,8-2,2 г/л"

К* ................................... 1,5-2,2 г/л

Са* ................................ 0,04-0,08 г/л

Осмотическое давление........ 7,6-8,1 атм (768,2-818,7 кПа)

Онкотическое давление..... 25--30 мм рт. ст. (3,325--3,99 кПа)

Показатель депрессии........................ -0,56"С

В плазме крови находятся и антитела, создающие иммунитет (невосприимчивость) организма к ядовитым веществам инфекционного или какого-нибудь иного происхождения, микроорганизмам и вирусам. Плазма крови принимает участие в транспортировке углекислого газа к легким.

Постоянство состава крови поддерживается как химическими механизмами самой крови, так и специальными регуляторными механизмами нервной системы.

При движении крови по капиллярам, пронизывающим все ткани, через их стенки постоянно просачивается в межтканевое пространство часть кровяной плазмы, которая образует межтканевую жидкость, окружающую все клетки тела. Из этой жидкости клетки поглощают питательные вещества и кислород и выделяют в нее углекислый газ и другие продукты распада, образовавшиеся в процессе обмена веществ. Таким образом, кровь непрерывно отдает в межтканевую жидкость питательные вещества, используемые клетками, и поглощает вещества, выделяемые ими. Здесь же расположены мельчайшие лимфатические сосуды. Некоторые вещества межтканевой жидкости просачиваются в них и образуют лимфу, которая выполняет следующие функции: возвращает белки из межтканевого пространства в кровь, участвует в перераспределении жидкости в организме, доставляет жиры к клеткам тканей, поддерживает нормальное протекание процессов обмена веществ в тканях, уничтожает и удаляет из организма болезнетворные микроорганизмы. Лимфа по лимфатическим сосудам возвращается в кровь, в венозную часть сосудистой системы.

Общее количество крови составляет 7--8% массы тела человека. В покое 40--50% крови выключено из кровообращения и находится в «кровяных депо»: печени, селезенке, сосудах кожи, мышц, легких. В случае необходимости (например, при мышечной работе) запасной объем крови включается в кровообращение и рефлекторно направляется к работающему органу. Выход крови из «депо» и ее перераспределение по организму регулируется ЦНС.

Потеря человеком более 1/3 количества крови опасна для жизни. В то же время уменьшение количества крови на 200--400 мл (донорство) для здоровых людей безвредно и даже стимулирует процессы кроветворения. Различают четыре группы крови (I, II,III, IV)..При спасении жизни людей, потерявших много крови, или при некоторых заболеваниях делают переливание крови с учетом группы. Каждый человек должен знать свою группу крови.

Сердечно-сосудистая система. Кровеносная система состоит из сердца и кровеносных сосудов. Сердце -- главный орган кровеносной системы -- представляет собой полый мышечный орган, совершающий ритмические сокращения, благодаря которым происходит процесс кровообращения в организме. Сердце -- автономное, автоматическое устройство. Однако его работа корректируется многочисленными прямыми и обратными связями, поступающими от различных органов и систем организма. Сердце связано с центральной нервной системой, которая оказывает на его работу регулирующее воздействие.

Сердечно-сосудистая система состоит из большого и малого кругов кровообращения (рис. 2.9). Левая половина сердца обслуживает большой круг

Рис. 2.9.

1 -- аорта, 2 -- печеночная артерия, J? -- артерия пищеварительного тракта, 4 -- капилляры кишечника, 4" -- капилляры органов тела; 5 -- воротная вена печени; б -- печеночная вена; 7 -- нижняя полая вена; 8 -- верхняя полая вена; 9 -- правое предсердие; 10 -- правый желудочек; 11 -- общая легочная артерия; 12 -- капилляры легких; 13 -- легочные вены; 14 -- .левое предсердие; 15 -- левый желудочек; 16 -- лимфатические сосуды

кровообращения, правая -- малый. Большой круг кровообращения начинается от левого желудочка сердца, проходит через ткани всех органов и возвращается в правое предсердие. Из правого предсердия кровь переходит в правый желудочек, откуда начинается малый круг кровообращения, который проходит через легкие, где венозная кровь, отдавая углекислый газ и насыщаясь кислородом, превращается в артериальную и направляется в левое предсердие. Из левого предсердия кровь поступает в левый желудочек и оттуда вновь в большой круг кровообращения.

Деятельность сердца заключается в ритмичной смене сердечных циклов, состоящих из трех фаз: сокращения предсердий, сокращения желудочков и общего расслабления сердца.

Пульс -- волна колебаний, распространяемая по эластичным стенкам артерий в результате гидродинамического удара порции крови, выбрасываемой в аорту под большим давлением при сокращении левого желудочка. Частота пульса соответствует частоте сокращений сердца. Частота пульса в покое (утром, лежа, натощак) оказывается ниже из-за увеличения мощности каждого сокращения. Урежение частоты пульса увеличивает абсолютное время паузы для отдыха сердца и для протекания процессов восстановления в сердечной мышце. В покoe пульс здорового человека равен 60--70 удар/мин.

Рис.2.10.

1 -- носовая полость, 2 -- ротовая полость, 3 -- гортань, 4 -- трахея, 5 -- пищевод.

Кровяное давление создается силой сокращения желудочков сердца и упругостью стенок сосудов. Оно измеряется в плечевой артерии. Различают максимальное (или систолическое) давление, которое создается во время сокращения левого желудочка (систолы), и минимальное (или диастолическое) давление, которое отмечается во время расслабления левого желудочка (диастолы). Давление поддерживается за счет упругости стенок растянутой аорты и других крупных артерий. В норме у здорового человека в возрасте 18-- 40 лет в покое кровяное давление равно 120/70 мм рт. ст. (120 мм систолическое давление, 70 мм -- диастолическое). Наибольшая величина кровяного давления наблюдается в аорте.

По мере удаления от сердца кровяное давление оказывается все ниже. Самое низкое давление наблюдается в венах при впадении их в правое предсердие. Постоянная разность давления обеспечивает непрерывный ток крови по кровеносньм сосудам (в сторону пониженного давления).

Дыхателная система Дыхательная система включает в себя носовую полость, гортань, трахею, бронхи и легкие. В процессе дыхания из атмосферного воздуха через альвеолы легких в организм постоянно поступает кислород, а из организма выделяется углекислый газ (рис. 2.10 и 2.11).

Трахея в нижней своей части делится на два бронха, каждый из которых, входя в легкие, древовидно разветвляется. Конечные мельчайшие разветвления бронхов (бронхиолы) переходят в закрытые альвеолярные годы, в стенках которых имеется большое количество шаровидных образований -- легочных пузырьков (альвеол). Каждая альвеола окружена густой сетью капилляров. Общая поверхность всех легочных пузырьков очень велика, она в 50 раз превышает поверхность кожи человека и составляет более 100 м2.

Рис. 2.11.

1 -- гортань, 2 -- трахея, 3 -- бронхи, 4 альвеолы, 5 -- легкие

Легкие располагаются в герметически закрытой полости грудной клетки. Они покрыты тонкой гладкой оболочкой -- плеврой, такая же оболочка выстилает изнутри полость грудной клетки. Пространство, образованное между этими листами плевры, называется плевральной полостью. Давление в плевральной полости всегда ниже атмосферного при выдохе на 3--4 мм рт. ст., при вдохе -- на 7--9.

Процесс дыхания -- это целый комплекс физиологических и биохимических процессов, в реализации которых участвует не только дыхательный аппарат, но и система кровообращения.

Механизм дыхания имеет рефлекторный (автоматический) характер. В покое обмен воздуха в легких происходит в результате дыхательных ритмических движений грудной клетки. При понижении в грудной полости давления в легкие в достаточной степени пассивно за счет разности давлений засасывается порция воздуха -- происходит вдох. Затем полость грудной клетки уменьшается и воздух из легких выталкивается -- происходит выдох. Расширение полости грудной клетки осуществляется в результате деятельности дыхательной мускулатуры. В покое при вдохе полость грудной клетки расширяет специальная дыхательная мышца -- диафрагма, а также наружные межреберные мышцы; при интенсивной физической работе включаются и другие (скелетные) мышцы. Выдох в покое производится выражение пассивно, при расслаблении мышц, осуществлявших вдох, грудная клетка под воздействием силы тяжести и атмосферного давления уменьшается. При интенсивной физической работе в выдохе участвуют мышцы брюшного пресса, внутренние межреберные и другие скелетные мышцы. Систематические занятия физическими упражнениями и спортом укрепляют дыхательную мускулатуру и способствуют увеличению объема и подвижности (экскурсии) грудной клетки.

Этап дыхания, при котором кислород из атмосферного воздуха переходит в кровь, а углекислый газ из крови -- в атмосферный воздух, называют внешним дыханием; перенос газов кровью -- следующий этап и, наконец, тканевое (или внутреннее) дыхание -- потребление клетками кислорода и выделение ими углекислоты как результат биохимических реакций, связанных с образованием энергии, чтобы обеспечить процессы жизнедеятельности организма.

Внешнее (легочное) дыхание осуществляется в альвеолах легких. Здесь через полупроницаемые стенки альвеол и капилляров кислород переходит из альвеолярного воздуха, заполняющего полости альвеол. Молекулы кислорода и углекислого газа осуществляют этот переход за сотые доли секунды. После переноса кислорода кровью к тканям осуществляется тканевое (внутриклеточное) дыхание. Кислород переходит из крови в межтканевую жидкость и оттуда в клетки тканей, где используется для обеспечения процессов обмена веществ. Углекислый газ, интенсивно образующийся в клетках, переходит в межтканевую жидкость и затем в кровь. С помощью крови он транспортируется к легким, а затем выводится из организма. Переход кислорода и углекислого газа через полупроницаемые стенки альвеол, капилляров и оболочек эритроцитов путем диффузии (перехода) обусловлен разностью парциального давления каждого из этих газов. Так, например, при атмосферном давлении воздуха 760 мм рт. ст. парциальное давление кислорода (р0а) в нем равно 159 мм рт. ст., а в альвеолярном -- 102, в артериальной крови -- 100, в венозной -- 40 мм рт. ст. В работающей мышечной ткани р0а может снижаться до нуля. Из-за разницы в парциальном давлении кислорода происходит его поэтапный переход в легкие, далее через стенки капилляров в кровь, а из крови в клетки тканей.

Углекислый газ из клеток тканей поступает в кровь, из крови -- в легкие, из легких -- в атмосферный воздух, так как градиент парциального давления углекислого газа (СО2) направлен в обратную относительно р0а сторону (в клетках СО2 -- 50--60, в крови -- 47, в альвеолярном воздухе -- 40, в атмосферном воздухе -- 0,2 мм рт. ст.).

Система пищеварения и выделения. Пищеварительная система состоит из ротовой полости, слюнных желез, глотки, пищевода, желудка, тонкого и толстого кишечника, печени и поджелудочной железы. В этих органах пища механически и химически обрабатывается, перевариваются поступающие в организм пищевые вещества и всасываются продукты пищеварения.

Выделительную систему образуют почки, мочеточники и мочевой пузырь, которые обеспечивают выделение из организма с мочой вредных продуктов обмена веществ (до 75%). Кроме того, некоторые продукты обмена выделяются через кожу (с секретом потовых и сальных желез), легкие (с выдыхаемым воздухом) и через желудочно-кишечный тракт. С помощью почек в организме поддерживается кислотно-щелочное равновесие (рН), необходимый объем воды и солей, стабильное осмотическое давление (т.е. гомеостаз).

Нервная система Нервная система состоит из центрального (головной и спинной мозг) w. периферического отделов (нервов, отходящих от головного и спинного мозга и расположенных на периферии нервных узлов). Центральная нервная система координирует деятельность различных органов и систем организма и регулирует эту деятельность в условиях изменяющейся внешней среды по механизму рефлекса. Процессы, протекающие в центральной нервной системе, лежат в основе всей психической деятельности человека.

О структуре центральной нервной системы. Спинной мозг лежит в спинно-мозговом канале, образованном дужками позвонков. Первый шейный позвонок -- граница спинного мозга сверху, а граница снизу -- второй поясничный позвонок. Спинной мозг делится на пять отделов с определенным количеством сегментов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый. В центре спинного мозга имеется канал, заполненный спинномозговой жидкостью. На поперечном разрезе лабораторного препарата легко различают серое и белое вещество мозга. Серое вещество мозга образовано скоплением тел нервных клеток (нейронов), периферические отростки которых в составе спинномозговых нервов достигают различных рецепторов кожи, мышц, сухожилий, слизистых оболочек. Белое вещество, окружающее серое, состоит из отростков, связывающих между собой нервные клетки спинного мозга; восходящих чувствительных (аферентных), связывающих все органы и ткани (кроме головы) с головным мозгом; нисходящих двигательных (эфферентных) путей, идущих от головного мозга к двигательным клеткам спинного мозга. Итак, спинной мозг выполняет рефлекторную и проводниковую для нервных импульсов функции. В различных отделах спинного мозга находятся мотонейроны (двигательные нервные клетки), иннервирующие мышцы верхних конечностей, спины, груди, живота, нижних конечностей. В крестцовом отделе располагаются центры дефекации, мочеиспускания и половой деятельности. Важная функция мотонейронов в том, что они постоянно обеспечивают необходимый тонус мышц, благодаря которому все рефлекторные двигательные акты осуществляются мягко и плавно. Тонус центров спинного мозга регулируется высшими отделами центральной нервной системы. Поражения спинного мозга влекут за собой различные нарушения, связанные с выходом из строя проводниковой функции. Всевозможные травмы и заболевания спинного мозга могут приводить к расстройству болевой, температурной чувствительности, нарушению структуры сложных произвольных движений, мышечного тонуса.

Головной мозг представляет собой скопление огромного количества нервных клеток. Он состоит из переднего, промежуточного, среднего и заднего отделов. Строение головного мозга несравнимо сложнее строения любого органа человеческого тела.

Кора больших полушарий головного мозга -- наиболее молодой в филогенетическом отношении отдел головного мозга (филогенез -- процесс развития растительных и животных организмов в течение времени существования жизни на Земле). В процессе эволюции кора больших полушарий стала высшим отделом центральной нервной системы, формирующим деятельность организма как единого целого в его взаимоотношениях с окружающей средой. Мозг активен не только во время бодрствования, но и во время сна. Мозговая ткань потребляет в 5 раз больше кислорода, чем сердце, и в 20 раз больше, чем мышцы. Составляя всего около 2% массы тела человека, мозг поглощает 18-- 25% потребляемого всем организмом кислорода. Мозг значительно превосходит другие органы и по потреблению глюкозы. Он использует 60--70% глюкозы, образуемой печенью, и это несмотря на то, что мозг содержит меньше крови, чем другие органы. Ухудшение кровоснабжения головного мозга может быть связано с гиподинамией. В этом случае возникает головная боль различной локализации, интенсивности и продолжительности, головокружение, слабость, понижается умственная работоспособность, ухудшается память, появляется раздражительность. Чтобы охарактеризовать изменения умственной работоспособности, используется комплекс методик, оценивающих различные ее компоненты (внимание, объем памяти и восприятия, логическое мышление).

Вегетативная " нервная система -- специализированный отдел нервной системы, регулируемый корой больших полушарий. В отличие от соматической нервной системы, иннервирующей произвольную (скелетную) мускулатуру и обеспечивающей общую чувствительность тела и других органов чувств, вегетативная нервная система регулирует деятельность внутренних органов -- дыхания, кровообращения, выделения, размножения, желез внутренней секреции. Вегетативная нервная система подразделяется на симпатическую и парасимпатическую системы (рис. 2.12).

Рис. 2.12.

/ -- средний мозг, II -- продолговатый мозг, III -- шейный отдел спинного мозга, IV -- грудной отдел спинного мозга, V--поясничный отдел спинного мозга, VI-- крестцовый отдел спинного мозга, 1 -- глаз, 2 -- слезная железа, 3 -- слюнные железы, 4 -- сердце, 5 -- легкие, 6 -- желудок, 7 -- кишечник, 8 -- мочевой пузырь, 9 -- блуждающий нерв, 10 -- тазовым нерв, 11 -- симпатический ствол с наравертебральнымл ганглиями, 12 -- солнечное сплетение, 13 -- глазодвигательнын нерв, 14 -- слезный нерв, 15 -- барабанная струна,16 -- язычный нерв

Деятельность сердца, сосудов, органов пищеварения, выделения, половых и других, регуляция обмена веществ, термообразоваиия, участие в формировании эмоциональных реакций (страх, гнев, радость) -- все это находится в ведении симпатической и парасимпатической нервной системы и под контролем высшего отдела центральной нервной системы.

Рецепторы и анализаторы Способность Организма быстро приспосабливаться к изменениям окружающей среды реализуется благодаря специальным образованиям -- рецепторам, которые, обладая

строгой специфичностью, трансформируют внешние раздражители (звук, температуру, свет, давление) в нервные импульсы, поступающие по нервным волокнам в центральную нервную систему. Рецепторы человека делятся на две основные группы: экстеро- (внешние) и интеро- (внутренние) рецепторы. Каждый такой рецептор является составной частью анализирующей системы, которая называется анализатором. Анализатор состоит из трех отделов -- рецептора, проводниковой части и центрального образования в головном мозге.

Высшим отделом анализатора является корковый отдел. Перечислим названия анализаторов, о роли которых в жизнедеятельности человека многим известно. Это кожный анализатор (тактильная, болевая, тепловая, холодовая чувствительность); двигательный (рецепторы в мышцах, суставах, сухожилиях и связках возбуждаются под влиянием давления и растяжения); вестибулярный (расположен во внутреннем ухе и воспринимает положение тела в пространстве); зрительный (свет и цвет); слуховой (звук); обонятельный (запах); вкусовой (вкус); висцеральный (состояние ряда внутренних органов).

Эндокринная система Железы внутренней секреции, или эндокринные железы (рис. 2.13), вырабатывают особые биологические вещества -- гормоны. Термин «гормон» происходит от греческого «hormo» -- побуждаю, возбуждаю. Гормоны обеспечивают гуморальную (через кровь, лимфу, межтканевую жидкость) регуляцию физиологических процессов в организме, попадая во все органы и ткани. Часть гормонов продуцируется только в определенные периоды, большинство же -- на протяжении всей жизни человека. Они могут тормозить или ускорять рост организма, половое созревание, физическое и психическое развитие, регулировать обмен веществ и энергии, деятельность внутренних органов. К железам внутренней секреции относят: щитовидную, околощитовидные, зобную, надпочечники, поджелудочную, гипофиз, половые железы и ряд других.

Некоторые из перечисленных желез вырабатывают кроме гормонов еще секреторные вещества (например, поджелудочная железа участвует в процессе пищеварения, выделяя секреты в двенадцатиперстную кишку; продуктом внешней секреции мужских половых желез -- яичек являются сперматозоиды и т.д.). Такие железы называют железами смешанной секреции.

Рис.2.13.

1 -- эпифиз, 2 -- гипофиз, 3 -- щитовидная железа, 4 -- паращитовидная железа, 5 -- загрудиниая железа, 6 -- надпочечники, 7 -- поджелудочная железа, 8 -- половые железы

Гормоны, как вещества высокой биологической активности, несмотря на чрезвычайно малые концентрации в крови способны вызывать значительные изменения в состоянии организма, в частности в осуществлении обмена веществ и энергии. Они обладают дистанционным действием, характеризуются специфичностью, которая выражается в двух формах: одни гормоны (например, половые) влияют только на функцию некоторых органов и тканей, другие управляют лишь определенными изменениями в цепи обменных процессов и в активности регулирующих эти процессы ферментов. Гормоны сравнительно быстро разрушаются и для поддержания их определенного количества в крови необходимо, чтобы они неустанно выделялись соответствующей железой. Практически все расстройства деятельности желез внутренней секреции вызывают понижение общей работоспособности человека. Функция эндокринных желез регулируется центральной нервной системой, нервное и гуморальное воздействие на различные органы, ткани и их функции представляют собой проявление единой системы нейрогуморальной регуляции функций организма.

Организм человека состоит из органов . Сердце, легкие, почки, рука, глаз – все это органы , т. е. части организма, выполняющие определенные функции.

Орган имеет свою, только ему свойственную форму и положение в организме. Форма руки отличается от формы ноги, сердце не похоже на легкие или желудок. В зависимости от выполняемых функций разным бывает и строение органа. Обычно орган состоит из нескольких тканей, нередко из 4-х основных. Одна из них играет первостепенную роль. Так, преобладающая ткань кости – костная, главная ткань железы – эпителиальная, главная ткань мускула – мышечная. В то же время в каждом органе есть соединительная нервная и эпителиальная ткань (кровеносные сосуды).

Орган является частью целого организма и поэтому вне организма работать не может. В то же время организм способен обходиться без некоторых органов. Об этом свидетельствуют хирургические удаления конечности, глаза, зубов. Каждый из органов является составной частью более сложной физиологической системы органов. Жизнь организма обеспечивается взаимодействием большого числа разных органов. Органы, объединенные определенной физиологической функцией, составляют физиологическую систему. Различают следующие физиологические системы: покровную, систему опоры и движения, пищеварительную, кровеносную, дыхательную, выделительную, половую, эндокринную, нервную.

Основные системы органов

Покровная система

Строение – кожа и слизистые оболочки. Функции – предохраняют от внешних воздействий высыхания, колебаний температуры, повреждений, проникновения в организм различных возбудителей и ядовитых веществ.

Система опоры и движения

Строение – представлена большим числом костей и мышц; кости, соединяясь между собой, образуют скелет соответствующих частей тела.
Функции – опорная функция; скелет выполняет и защитную функцию, ограничивая полости, занятые внутренними органами. Скелет и мышцы обеспечивают движение тела.

Строение – включает органы ротовой полости (язык, зубы, слюнные железы, глотку, пищевод, желудок, кишечник, печень, поджелудочную железу).
Функции – в органах пищеварения пища измельчается, смачивается слюной, на нее воздействуют желудочный и другие пищеварительные соки. В результате образуются необходимые организму питательные вещества. Они всасываются в кишечнике и доставляются кровью ко всем тканям и клеткам организма.

Кровеносная система

Строение – состоит из сердца и кровеносных сосудов.
Функции – сердце со своими сокращениями проталкивает кровь по сосудам к органам и тканям, где происходит непрерывный обмен веществ. Благодаря такому обмену клетки получают кислород и другие необходимые вещества и освобождаются от ненужных веществ, таких как углекислый газ и продукты распада.

Дыхательная система

Строение – носовая полость, носоглотка, трахея, легкие.
Функции – участвует в обеспечении организма кислородом и в освобождении его от углекислого газа.

Строение – основными органами этой системы являются почки, есть мочеточники, мочевой пузырь.
Функции – выполняет функцию удаления жидких продуктов обмена веществ.

Половая система

Строение – мужские половые органы (семенники), женские половые железы (яичники). В матке происходит развитие .
Функции – выполняет функцию , здесь формируются половые клетки.

Эндокринная система

Строение – различные железы . Например, щитовидная железа, поджелудочная железа.
Функции – каждая железа вырабатывает и выделяет в кровь особые химические вещества. Эти вещества участвуют в регуляции функций всех клеток и тканей организма.

Нервная система

Строение – рецепторы, нервы, головной и спинной мозг.
Функции – объединяет все другие системы, регулирует и согласовывает их деятельность. Благодаря нервной системе осуществляется психическая деятельность человека, его поведение.

Схема построения организма

Молекулы — клеточные органоиды — клетки — ткани — органы — системы органов — организм

Различают физиологические и функциональные системы организма. Первые являются постоянными в структурном отношении образованиями и представлены известной совокупностью клеточных групп, тканей и органов, обусловливающих выполнение сложных жизненно необходимых функций. Будучи продуктом эволюции, в том или ином структурном оформлении эти системы или их аналоги обнаруживаются практически у всех многоклеточных животных независимо от уровня структурно-функциональной организации. К ним относятся: нервная, сердечно-сосудистая, выделительная системы, системы пищеварения, дыхания, репродуктивная, опорно-скелетная, внешние покровы, мышечная система, система крови, иммунная, эндокринная системы.

Функциональные системы представляют собой временные объединения клеточных групп, тканевых комплексов, органов и даже физиологических систем, обусловливающие достижение организмом необходимого ситуационного результата.

Биоэкологические, психологические, социальные, функциональные системы складываются в зависимости от конкретных жизненных обстоятельств. По этой причине их принципиальное число трудно определить. Число участников (органов, физиологических систем) той или иной функциональной системы также варьирует. Так, для восстановления нормальных цифр понизившегося артериального давления в одном случае достаточно учащения сердечных сокращений и сужения просвета соответствующих кровеносных сосудов, т. е. реакция ограничивается органами одной физиологической системы. Однако после значительных кровопотерь, при которых также наблюдается снижение артериального давления, его стабильное восстановление требует оформления более сложной функциональной системы с участием сердечно-сосудистой, кроветворной, эндокринной, выделительной, пищеварительной и даже нервной физиологических систем.

Изменения, характеризующие старение отдельных физиологических систем, рассматриваются в соответствующих главах II, III и IV томов руководства.

Эффективность функциональных систем стареющего организма в определенной степени зависит от темпов возрастной перестройки отдельных клеточных групп, органов и физиологических систем, что в свою очередь определяется соотношением деструктивных процессов и состоянием механизмов антибиостарения. И то и другое имеет заметную индивидуальную вариабельность. Возрастной процесс наряду с деструктивными явлениями сопровождается снижением эффективности интеграционных механизмов, что также вносит свой вклад в ухудшение работы функциональных систем стареющего организма.

В ходе эволюции наряду с факторами антибиостарения (молекулярная репарация повреждений ДНК, антиоксидантные внутриклеточные системы) возник ряд механизмов, направленных на повышение надежности выполнения специфических функций клеточными популяциями, органами и физиологическими системами. В одних случаях это резервирование в результате увеличения количества однотипных элементов (клеток данного цитофенотипа, структурно-функциональных единиц органа, непосредственно органов), а в других - сохранение высокого регенераторного потенциала.

И то и другое обеспечивает определенный коэффициент надежности или потенциальный ресурс функций.

В качестве примера резервирования рассмотрим кровоснабжение скелетной мышцы. В покое число действующих капилляров приблизительно 30/мм2 сечения, а при максимальных нагрузках это число возрастает до 3000/мм2. Хорошо известна компенсаторная гипертрофия сохранившейся почки после по-тери парного органа, позволяющая достаточно долго поддерживать мочевыделительную функцию на уровне, совместимом с жизнью. Однако патологам хорошо известно, что исходом такой компенсации всегда становится декомпенсация. Уменьшение в силу тех или иных обстоятельств объема резервирования приводит к сокращению сроков адекватного функционирования и продолжительности жизни. Высокий регенераторный потенциал на протяжении жизни сохраняет, в частности, печень млекопитающих. Многократное удаление 2/3 органа в эксперименте каждый раз завершается восстановлением его исходной массы.

Из приведенных примеров следует ряд заключений, имеющих отношение к закономерностям возрастной динамики физиологических и функциональных систем. Во-первых, они указывают на то, что проблема надежности активно решалась, причем с помощью разных механизмов, в процессе эволюции и, следовательно, это свойство биологических структур и их комплексов закреплено генетически. Во-вторых, расходование в процессе индивидуального развития суммарного функционального потенциала по органам и системам зависит от условий жизни, которые несут в себе факторы риска либо снижения коэффициента резервирования (гиподинамия, детренированность в общем виде), либо ускоренного «снашивания» и в итоге потери надежности вследствие неадекватных физических, психологических, экологических, пищевых нагрузок, исключающих полное и своевременное восполнение утрачиваемого. В-третьих, важная роль в поддержании, рациональном использовании в онтогенезе и восстановлении функционального потенциала принадлежит регуляторно-интегративным механизмам разного уровня, благодаря которым достигаются согласованность и минимизация затрат при решении той или иной задачи.

В связи с этим можно обратиться к механизмам, действующим на клеточном и клеточно-популяционном уровнях: индуцированному синтезу ферментов, кейлонов как тканеспецифичных ингибиторов клеточной пролиферации, апоптозу как фактору запрограммированной клеточной гибели, специализированной межклеточной системы регуляции клеточного роста с участием Т-лимфоцитов, иммунному надзору в общем виде. На более высоких уровнях организации это гомеостатические нейрогуморальные механизмы, обусловливающие поддержание постоянства внутренней среды. В затрагиваемом контексте заслуживают внимания механизмы и пути регуляции временной организации процессов жизнедеятельности, коль скоро десинхроноз представляет собой одну из характеристик старения.

Рассматривая возрастную динамику физиологических и функциональных систем под углом концепции резервирования, надежности и взаимодействия структур и функций, мы неизбежно встречаемся со всем спектром факторов, с которыми различные авторы и в разное время связывали причину или природу инициирующего звена старения. Здесь действительно находится место генетике, иммунологии, условиям и образу жизни, метаболическим, клеточным и системным механизмам жизнеобеспечения, хронобиологии и хрономедицине. Взаимозависимость, взаимовлияния и, можно сказать, взаимопроникновение биологических факторов жизнеобеспечения разных уровней, причем в связи с параметрами среды жизни, в интегрированном виде определяют адаптивный потенциал отдельных людей, величина и качественные особенности которого влияют на темпы возрастных изменений, перспективу развития тех или иных болезней, в том числе и возрастзависимых.

Действительно, в каждой популяции можно выделить людей, относящихся к типу «спринтер», «стайер» или «микст». Организм «стайера» сравнительно слабо приспособлен к мощным кратковременным нагрузкам, но после относительно короткой перестройки (или настройки) он способен переносить длительные равномерные воздействия экологических факторов даже в малоадекватных условиях. «Спринтеры» плохо переносят длительное действие неблагоприятных факторов даже относительно небольшой интенсивности, но осуществляют мощные физиологические реакции на сильные, но непродолжительные воздействия экстремальных условий среды. У «спринтеров» выше частота сердечно-сосудистых заболеваний. «Миксты», занимающие промежуточное положение, имеют средние адаптационные способности.Интересны данные обследования человеческих популяций в малокомфортных условиях жизни.

Так, среди людей, переселившихся в экстремальные условия БАМа, на протяжении первого года «спринтеров» было 32%, «стайеров» - 25%, «микстов» - 43%. В конце второго года жизни на БАМе в результате отъезда преимущественно людей, не соответствующих типу «стайер», соотношение типов резко сместилось в сторону «стайеров». Определялось уже 17,6% «спринтеров», 53% «стайеров» и 29,4% «микстов». В основе деления людей на указанные типы лежат индивидуальные генетические особенности. Эти особенности обусловливают складывающиеся в индивидуальном развитии психосоматические черты, по которым человек относится к тому или иному конституциональному типу с определенным адаптивным потенциалом и большим или меньшим соответствием конкретным условиям жизни.