Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекция 1 КРАТКИЙ ОБЗОР ОБЩЕГО АНАТОМИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА

Биология человека - раздел биологии, изучающий законы и механизмы развития, анатомо-физиологические особенности строения и функционирования организма человека.

Экологическая физиология (человека) - раздел физиологии, изучающий зависимость функций человека от условий жизни и деятельности в различных физико-географических зонах, в разные периоды года, суток, фазы лунного и приливного ритмов; раскрывающий физиологические основы приспособлений к природным факторам.

Анатомия человека изучает форму и строение человека, происхождение и развитие человеческого организма, его систем и органов, включая их микроскопическое и ультрамикроскопическое строение, и является одной из фундаментальных биологических наук. Традиционно основным методом исследования в анатомии является рассечение трупов. От греческого слова «anatome» -- рассечение и происходит наименование науки.

Истоки анатомии уходят в доисторические времена. Наскальные рисунки эпохи палеолита свидетельствуют о том, что первобытные охотники знали о положении жизненно важных органов (сердце, печень и др.). Некоторые сведения о сердце, печени, легких и других органах тела человека содержатся в древней китайской книге «Нейцзин» (XI-YII вв. до н.э.). В индусской книге «Аюр-Веда» («Знание жизни», YI в. до н.э.) упоминаются мышцы, кости, связки, сосуды, нервы и другие анатомические структуры. Значительную роль в развитии анатомии сыграло ритуальное бальзамирование трупов в Древнем Египте. Наибольшие успехи в изучении анатомии в Древнем мире были достигнуты в Античной Греции.

Среди первых известных истории науки ученых-анатомов следует называть Алкмеона из Кротоны, который жил в первой половине Y в. до н.э. Он первым начал вскрывать трупы животных для изучения строения их тела. Выдающимся является его утверждение, что органы чувств непосредственно связаны с мозгом и восприятие ощущений зависит от мозга.

Основная структурная единица строения человеческого организма -- клетка. Клетки и их производные формируют ткани, из которых образуются органы и системы органов, интегрирующиеся в организм, чья целостность обеспечивается благодаря единой нейро-гуморально-гормональной регуляции его функций.

Ткань -- это исторически сложившаяся общность клеток и межклеточного вещества, объединенных единством происхождения, строения и функции. В организме человека выделяют 4 типа тканей: эпителиальную, соединительную, мышечную и нервную.

Эпителиальная ткань покрывает поверхность тела, выстилает слизистые оболочки, отделяя организм от внешней среды, выполняет покровную и защитные функции, а также образует железы. Эпителий лишен кровеносных сосудов и его питание происходит за счет диффузии веществ из подлежащей соединительной ткани.

Соединительная ткань представляет обширную группу, включающую собственно соединительные ткани (рыхлая волокнистая и плотная волокнистая неоформленная и оформленная), ткани со специальными свойствами (ретикулярная, жировая), твердые скелетные (костная и хрящевая) и жидкие (кровь и лимфа). Соединительные ткани выполняют опорную, защитную (механическая, фагоцитоз, выработка антител), питательную (трофическую) и другие многочисленные функции.

Мышечная ткань осуществляет функцию движения, способна сокращаться. Существует две разновидности мышечной ткани: неисчерченная (гладкая) и исчерченная (скелетная и сердечная) -- поперечно-полосатая.

Нервная ткань образует центральную нервную систему (головной и спинной мозг) и периферическую -- нервы и нервные узлы (ганглии).

Нервная ткань обеспечивает анализ и синтез сигналов (импульсов), поступающих в мозг. Она устанавливает взаимосвязь организма с внешней средой и участвует в координации функций внутри организма, обеспечивая его целостность.

Орган (от греч. organon -- орудие, инструмент) отличается свойственной лишь ему формой и строением, приспособленным к выполнению определенной функции. Органы построены из тканей. Каждый орган содержит все виды тканей, одна из которых является основной, «рабочей», выполняющей главную функцию органа. Так, например, в печени, легких, почках, железах основной тканью является эпителиальная, в кости -- соединительная, в мозге -- нервная ткань.

Органы анатомически и функционально объединяются в системы органов. Система -- это ряд органов, имеющих общий план строения, единство происхождения и выполняющих одну большую функцию (пищеварения, дыхания). В организме человека выделяют следующие системы органов: опорно-двигательную, сердечно-сосудистую, пищеварительную, дыхательную, мочевыделительную, половую, нервную и эндокринную.

Некоторые органы объединяются по функциональному принципу в аппараты -- опорно-двигательный, эндокринный, мочеполовой.

Основными принципами строения тела человека являются полярность (различное строение и функция полюсов), сегментарность (более четко сохранилась у человека лишь в туловище), двусторонняя симметрия (сходство сторон, однако, не абсолютное) и корреляция (соотношение между отдельными частями).

Уже при первом взгляде на человека видны особенности его индивидуального строения. В анатомии имеется понятие о типах телосложения. Телосложение определяется генетическими (наследственными) факторами, влиянием внешней среды, социальными условиями. Выделяют три типа телосложения человека: мезоморфный, брахиморфный и долихоморфный. К мезоморфному (от греч. mesos -- средний) типу телосложения (нормостеники) были отнесены те люди, чьи анатомические особенности приближаются к усредненным параметрам нормы (с учетом возраста, пола и т.д.). Лица брахиморфного телосложения (от греч. brachys - широкий) (гиперстеники) отличаются преобладанием поперечных размеров, упитанностью, имеют не очень высокий рост. Сердце относительно больших размеров, расположено поперечно благодаря высоко стоящей диафрагме. Это же приводит к укорочению легких, петли тонкой кишки расположены преимущественно горизонтально. Лица долихоморфного типа телосложения (от греч. dolichos - длинный) (астеники) отличаются стройностью, легкостью, преобладанием продольных размеров, относительно более длинными конечностями, слабым развитием мышц и жира, узкими костями. Их внутренности опущены, диафрагма расположена ниже, поэтому легкие длиннее, а сердце расположено почти вертикально.

СКЕЛЕТ ЧЕЛОВЕКА

Скелет человека состоит более чем из 200 костей и выполняет защитную, опорную и двигательную функции. Масса скелета в среднем у мужчин равна 10 кг, у женщин -- 6-8 кг. Каждая кость скелета -- это живой, активно функционирующий и непрерывно обновляющийся орган, построенный из костной ткани, покрытый снаружи надкостницей и заключающий внутри костный мозг.

Обычно скелет человека подразделяют на скелет туловища, скелет головы (череп) и скелет конечностей (рис. 1).



Рисунок 1 Скелет человека

Кости скелета туловища это: позвонки (vertebrae), ребра (costae) и грудина (sternum).

Позвонки, числом 33-34, в виде костных колец расположены как бы в одну колонну -- позвоночный столб (columna vertebralis).

Позвонки делят на 5 групп: шейные позвонки, числом 7; грудные позвонки -- 12; поясничные позвонки -- 5; крестцовые позвонки -- 5; копчиковые позвонки -- 4 или 5.

Указанные группы располагаются таким образом, что они образуют хорошо различимые искривления: шейное, грудное, поясничное (брюшное) и крестцовое (тазовое). При этом шейное и поясничное выпуклостью обращены кпереди (лордоз), а грудное и тазовое -- кзади (кифоз). Кривизны позвоночника составляют характерную особенность человека, т.к. они возникли в связи с вертикальным положением его тела. У новорожденного описанные изгибы едва намечены, что напоминает позвоночник четвероногих в виде свода.

Лишь после того как ребенок начинает ходить, позвоночник постепенно под влиянием работы мышц, силы тяжести и натяжения связок тазобедренного сустава приобретает конфигурацию, характерную для скелета человека.

Рисунок 2 Позвоночный столб человека

Все позвонки позвоночного столба, кроме того, делят на 2 группы: истинные позвонки (шейные, грудные и поясничные) и ложные позвонки (крестцовые и копчиковые), сросшиеся в две кости -- крестец (os sacrum) и копчик (os coccygis).

Позвонок имеет тело, дугу и отростки. Тела позвонков образуют позвоночный столб (рис. 2), а дуги -- позвоночный канал, в котором залегает спинной мозг. Всего на дуге позвонка выступают 7 отростков. Один из них, непарный, направлен от середины дуги кзади и носит название остистого отростка. Остальные парные.

Нижние и верхние позвонковые вырезки двух рядомлежащих позвонков образуют межпозвонковые отверстия, через которые проходят спинномозговые нервы и сосуды.

Среди шейных позвонков выделяются особым анатомическим строением первый -- атлант, второй -- осевой (эпистрофей или аксис) и седьмой -- выступающий.

Первый шейный позвонок не имеет тела и остистого отростка, а представляет кольцо из двух дуг, на котором лежит череп.

От тела второго шейного позвонка направляется вертикально вверх отросток (зуб), вокруг которого, как вокруг оси, вращается атлант вместе с черепом (рис. 3).

Седьмой шейный позвонок отличается длинным остистым отростком, который легко прощупывается через кожу.

Форма грудных позвонков наиболее типична и характерным их отличием являются суставные углубления для ребер, расположенные на боковых поверхностях тела, тотчас кпереди от корня дуги, по два (верхнее и нижнее) с каждой стороны. Каждое такое углубление, соединяясь с ближайшим на соседнем позвонке, составляет собой суставную площадку для головки ребра (рис. 4).

Рисунок 3 Первый и второй шейные позвонки человека



Рисунок 4 Грудные и поясничные позвонки человека

Поясничные позвонки самые крупные из всех с массивным телом.

Пять крестцовых позвонков соединяются у взрослого человека в одну кость -- крестец, который входит в состав тазового пояса (рис.) и участвует в образовании задней стенки малого таза. В крестце различают верхний широкий отдел -- основание, верхушку, обращенную книзу и вперед, переднюю вогнутую тазовую поверхность и заднюю выпуклую шероховатую.

Крестец вдоль пронизан каналом, который составляет продолжение позвоночного канала и образован соединением отдельных отверстий крестцовых позвонков. Крестец женщины значительно шире и короче.

Копчиковая кость, или копчик, у взрослого человека состоит из 4, реже -- 5, рудиментарных позвонков и соответствует хвостовому скелету животных (рис. 5).



Рисунок 5 Копчиковая кость человека

Длина позвоночника мужчины равняется в среднем 73 см (шейный отдел -- 13 см, грудной -- 30 см, поясничный -- 18 см и крестцово-копчиковый -- 12 см). Позвоночник женщины имеет длину в среднем 69 см.

Между отдельными позвонками имеются соединения, которые связывают их тела, дуги и отростки.

Рисунок 6 Виды межпозвоночных соединений

Тела позвонков связаны межпозвоночными хрящами, сложными по строению образованиями, которые прочно соединяют позвонки между собой и вместе с тем допускают известную подвижность и играют роль эластических подушек. Дуги позвонков связаны между собой желтыми связками. Отростки позвонков соединяются плоскими суставами и фиброзно-эластическими связками (рис. 6.).

Движения между отдельными позвонками, сами по себе ничтожные, суммируясь, дают в итоге значительную подвижность. Возможны следующие движения позвоночного столба: 1. Сгибание и разгибание. 2. Сгибание в сторону. 3. Повороты вокруг вертикальной оси. 4. Пружинное движение, когда, например, во время прыжков изменяют свою величину кривизны позвоночника.

Большей подвижностью отличаются шейный и верхний поясничный отделы.

Ребра, числом 12 пар, узкие, различной длины изогнутые костные пластинки, симметрично располагаются по бокам грудного отдела позвоночного столба. В каждом ребре различают длинную костную часть -- костное ребро и короткую хрящевую -- реберный хрящ.

Костное ребро имеет головку, шейку и тело, по внутренней поверхности которого проходит бороздка для нерва, вен и артерии. Реберные хрящи являются продолжением костных ребер. От I до YII ребра они постепенно удлиняются и соединяются непосредственно с грудиной -- истинные ребра (costa verae). Нижние 5 пар ребер получили название ложных ребер, т.к. они не соединяются с грудиной. Хрящи YIII, IX и X ребер не подходят к грудине, но соединены между собой. Хрящи XI и XII ребер (иногда X) совсем не достигают грудины и своими хрящевыми концами свободно лежат в мышцах брюшной стенки.

Это обусловливает их подвижность, в силу чего они получили название колеблющихся ребер (рис. 7).



Рисунок 7 Грудная клетка человека. Ребра

Грудина, sternum -- непарная кость, удлиненной формы, занимающая средние отделы передней грудной стенки. На ней различают рукоятку, тело и мечевидный отросток (рис. 8).

Все три части соединены хрящевыми прослойками, окостеневающими с возрастом.

Тело и рукоятка сходятся под тупым углом, открытым кзади. Это место легко прощупывается через кожу и соответствует сочленению второго ребра с грудиной.

Грудную клетку, thorax, образуют грудной отдел позвоночного столба, ребра и грудина. Она имеет форму усеченного конуса, в котором различают переднюю, заднюю и боковые стенки, верхнее и нижнее отверстия.

Реберная дуга у мечевидного отростка образует открытый книзу подгрудинный (грудинно-реберный) угол.



Рисунок 8 Грудина

Грудная клетка мужчин длиннее, шире и более конусообразна, чем у женщин. Кроме того, форма грудной клетки зависит от возраста, состояния здоровья, профессии.

Скелет головы -- череп (cranium) служит опорой и защитой многим важнейшим органам и весьма сложно устроен (рис. 9). У взрослого человека череп представляет собой комплекс костей неподвижно соединенных прочными швами. Единственная кость, обладающая подвижностью -- нижняя челюсть.



Рисунок 9 Скелет черепа

Череп состоит из двух отделов: мозгового черепа и лицевого. Мозговой череп состоит из:

крыши, в состав которой входят лобная кость, две теменных, две височных и затылочная;

основания черепа, в котором расположены затылочная кость с большим затылочным отверстием, клиновидная кость, лобная, решетчатая и височные кости.

Лицевая часть черепа находится под передним отделом мозгового и образует скелет начальных отделов пищеварительного и дыхательного путей, а также для большей части органов чувств; значительную его часть составляет жевательный аппарат -- нижняя и верхняя челюсти с зубами. Остальные кости лица, почти все тонкие, плоские, дополняют верхнюю челюсть с различных сторон. К ним относятся небная кость, скуловая, носовая, слезная, нижняя носовая раковина, сошник, подъязычная кость. К лицевому черепу также относятся три парные маленькие косточки слухового аппарата: молоточек, наковальня и стремячко, которые лежат в барабанной полости височной кости.

Кости конечностей. Скелет каждой конечности разделяется на пояс и свободный отдел. Пояс расположен в пределах туловища, является для конечности опорой и связывает свободный отдел со скелетом туловища.

Пояс верхней конечности состоит из двух отдельных парных костей -- ключицы и лопатки.

Свободный отдел состоит из плеча (одна длинная кость), предплечья (две длинные кости лучевая, со стороны большого пальца и локтевая) и кисти. Кисть в свою очередь делится на три отдела: запястье (8 коротких костей), пясть (5 длинных пястных костей) и пальцы (26 фаланг).

Пояс нижней конечности образован с каждой стороны одной тазовой костью, которая у молодых субъектов состоит из 3 костей, соединенных хрящом: подвздошной, лонной и седалищной. Тазовая кость сочленяется с крестцом и с ближайшей костью свободного отдела конечности.

Свободный отдел по принципу строения сходен с верхней конечностью и также разделяется на три части: бедро (одна длинная кость), голень (две длинные кости большеберцовая, со стороны большого пальца и малоберцовая) и стопа. Стопа, так же как и кисть, распадается на три части: предплюсну (7 костей), плюсну и пальцы, которые по числу костей тождественны с соответствующими частями кисти.

Соединения костей между собой. Кости человеческого тела соединяются между собой посредством плотной волокнистой соединительной ткани, эластической ткани и хряща.

Все соединения костей можно разделить на две группы: в первой связующая ткань представляет сплошную прослойку между костями, это -- непрерывные соединения (синартрозы), большей частью малоподвижные и неподвижные. Вторую группу составляют прерывные соединения более или менее подвижные -- суставы (рис. 10).



Рисунок 10 Типы соединений костей

МЫШЕЧНАЯ СИСТЕМА

Любое внешнее проявление мозговой деятельности организма сводится к мышечному действию. Изучением мышц занимается миология. Различают два типа мышечной ткани: гладкая (неисчерченная) и поперечно-полосатая (исчерченная).

Гладкие мышцы осуществляют движения стенок внутренних органов, кровеносных и лимфатических сосудов. В стенках внутренних органов мышцы, как правило, располагаются в виде двух слов: наружного продольного и внутреннего кольцевого. В стенках артерий они формируют спиралевидные структуры.

Структурная единица гладкой мышечной ткани -- миоцит с одним ядром. Функциональная единица -- группа миоцитов, окруженных соединительной тканью и иннервируемых нервным волокном, где нервный импульс передается с одной клетки на другую по межклеточным контактам (рис. 11). Однако в некоторых гладких клетках, например, сфинктер зрачка, иннервируется каждая клетка.



1

2

3

Рисунок 11 Гладкая мышечная ткань: 1 - нервное волокно; 2 - межклеточный контакт; 3 - ядро миоцита

Гладкие мышцы совершают два вида сокращений: длительные тонические (например, сфинктеры полых органов или гладкие мышцы кровеносных сосудов) и относительно медленные движения, которые зачастую ритмичны (например, маятникообразные и перистальтические сокращения кишечника). Гладкие мышцы обладают автоматией и сокращаются под влиянием импульсов, возникающих в нервно-мышечных элементах самих органов.

Гладкие мышцы отличаются пластичностью, -- после растяжения они долго сохраняют длину, которую получили в связи с растяжением.

Структурной единицей исчерченной мускулатуры являются поперечно-полосатые цилиндрической формы многоядерные мышечные волокна длиной от 1 до 40 мм, толщиной до 0,1 мм. Ядра в волокне располагаются по периферии (рис. 12).

1

1 2

Рисунок 12 Поперечно-полосатые мышечные волокна: 1 - ядро волокна; 2 - нервное волокно

Саркоплазма волокна содержит много митохондрий и большое количество миоглобина -- белка, который подобно гемоглобину может связывать кислород. В зависимости от толщины волокон и содержания в них миоглобина различают красные, белые и промежуточные поперечно-полосатые мышечные волокна. Белые волокна самые толстые они сокращаются быстрее, но быстрее устают, т.к. содержат меньше всего миоглобина и митохондрий. Красные волокна более других богаты миоглобином и митохондриями, что позволяет им сокращаться длительнее, однако, они самые тонкие. У человека мышцы содержат все типы волокон; в зависимости от функции мышцы в ней преобладает тот или иной тип волокон. У длительно летающих птиц, например, в грудных мышцах преобладают красные волокна, в то время как у кур -- белые.

Каждое мышечное волокно несет на себе чувствительное нервное окончание и моторную бляшку, через которую передается импульс к сокращению мышцы.

Чувствительные нервные окончания воспринимают «мышечное чувство» -- информацию о тонусе мышечных волокон, степени их сокращения, а в сухожилиях -- «сухожильное чувство» -- напряжение -- и передают его по нервам в мозг.

Скелетные мышцы мало пластичны, они сокращаются сразу же после прекращения их растяжения. Скелетные мышцы приводят в движение кости, активно изменяют положение тела человека и его частей, участвуют в образовании стенок грудной, брюшной полостей, таза, входят в состав стенок глотки, верхней части пищевода, гортани, осуществляют движения глазного яблока и слуховых косточек, дыхательные и глотательные движения. Скелетные мышцы удерживают тело человека в равновесии, перемещают его в пространстве. Общая масса скелетной мускулатуры у взрослого человека составляет 30-35% массы тела (рис. 13).



Рисунок 13 Мышечная система человека

Систематическая интенсивная работа мышцы способствует увеличению массы мышечной ткани. Это явление названо рабочей гипертрофией мышцы. В основе гипертрофии лежит увеличение массы цитоплазмы мышечных волокон и число содержащихся в них миофибрилл, что приводит к увеличению диаметра каждого волокна. Увеличению числа миофибрилл способствует преимущественно статическая работа, требующая большого напряжения (силовая нагрузка). Динамическая мышечная работа, производимая без особых усилий, не вызывает гипертрофии мышцы.

У тренированных людей, многие мышцы которых гипертрофированы, мускулатура может составлять до 50% массы тела.

У человека около 400 поперечно-полосатых мышц, сокращающихся произвольно под воздействием импульсов, поступающих по нервам из ЦНС.

Мышечные пучки формируют брюшко мышцы, переходящее в сухожильную часть. Головка мышцы начинается от одной кости, сухожилие (хвост) -- прикрепляется к другой кости (рис. 14).

1

2

3

Рисунок 14 Веретенообразная мышца: 1 - головка мышцы; 2 - брюшко мышцы; 3 - сухожилие

Сухожилие мало растяжимо, обладает значительной прочностью и выдерживает огромные нагрузки. Сухожилие четырехглавой мышцы бедра способно выдержать растяжение силой в 600 кг, Ахиллово сухожилие -- 400 кг. Это возможно благодаря строению плотной оформленной соединительной ткани, из которой образованы сухожилия: параллельные пучки коллагеновых волокон составляют пучки первого порядка. Рыхлая волокнистая неоформленная соединительная ткань окутывает несколько пучков первого порядка, образуя пучки второго порядка, которые все вместе снаружи покрыты футляром из плотной волокнистой соединительной ткани.

Форма мышц зависит от выполняемой функции. Различают следующие формы мышц:

веретенообразные (конечностей), лентовидные (стенок туловища), одно-, дву- и многоперистые (дельтовидная), дву-, трех-, четырехглавые, двубрюшная, циркулярные (сжиматели вокруг отверстий тела человека) (рис. 15).

1	2	3
4	5	6

Рисунок 15 Формы мышц: 1 -- веретенообразная; 2 -- лентовидная; 3 -- многоперистая; 4 -- двуглавая; 5 -- двубрюшная; 6 -- циркулярная (круговая мышца рта)

Мышцы могут прикрепляться к смежным костям и действовать на один сустав или иметь длинные сухожилия, которые перекидываются через два и большее число суставов. Некоторые мышцы прикрепляются к костям, не соединяющимся между собой при помощи сустава (челюстно-подъязычная мышца), другие только одним своим концом прикрепляются к костям (мышцы языка). Некоторые мышцы вплетаются в кожу или другие ткани.

Мышцы снабжены вспомогательными аппаратами: фасции, фиброзные и синовиальные влагалища сухожилий, синовиальные сумки, блоки. Фасция -- это соединительно-тканная оболочка мышцы, ее чехол. Фасции отграничивают мышцы друг от друга, выполняют механическую функцию, создавая опору для брюшка при сокращении, ослабляют трение мышц.

СЕРДЦЕ И СОСУДЫ

Учение о сосудах носит название ангиология. Сердечно-сосудистая система человека (система трубок, содержащих кровь и сердце -- двигатель) -- доставляет клеткам организма питательные вещества, кислород, воду и удаляет продукты жизнедеятельности клеток. У беспозвоночных и низших позвоночных животных сосудистая система открытая -- она представляет собой ряд сообщающихся щелей, пространств, полостей и сосудов. У рыб появляется сердце, состоящее из венозного синуса, предсердия, желудочка и артериального конуса.

Сердечно-сосудистая система всех позвоночных животных отличается наличием сердца, аорты, артерий, микроциркуляторного русла и вен. У амфибий и рептилий артериальная и венозная кровь в сердце смешиваются. У птиц и млекопитающих сердце четырехкамерное и артериальная кровь полностью отделена от венозной.

Сердце человека начинает развиваться на 17-й день внутриутробного развития из двух мезенхимальных трубок. Передний его отдел -- артериальный, задний -- венозный. На четвертой неделе возникает межпредсердная перегородка с овальным отверстием. На 8-й неделе появляется межжелудочковая перегородка и перегородка, разделяющая легочный ствол и аорту. Сердце становится четырехкамерным.

На ранних стадиях развития зародыш получает питательные вещества из сосудов желточного мешка, который до 7-8 недели выполняет и кроветворную функцию. В дальнейшем развивается плацентарное кровообращение -- кислород и питательные вещества доставляются плоду из крови матери по пупочной вене. Из правого предсердия через овальное отверстие кровь поступает в левое предсердие, минуя легочный круг.

Кровь, обогатив органы плода кислородом и вынеся из них продукты метаболизма и углекислоту через пупочные артерии, поступает в плаценту.

При рождении ребенка, как только он совершает первый вдох, легкие расправляются и ребенок переходит на легочное дыхание. В течение нескольких дней после рождения закрываются артериальный проток между аортой и левой легочной артерией (Боталлов проток) и овальное отверстие. Иногда овальное отверстие закрывается в течение первого года жизни.

Кровеносная система человека замкнута. Кровь в ней передвигается, благодаря сокращениям сердца и мышечных клеток стенок сосудов. Движение крови по двум замкнутым системам -- большому и малому кругам кровообращения было открыто в XYII веке английским ученым Уильямом Гарвеем. Также в своих работах он доказал, что кровеносная система человека замкнута, а сердце имеет четыре камеры.

Большой круг кровообращения начинается от левого желудочка и заканчивается в правом предсердии. Протекая через сосуды большого круга кровообращения кровь питает мозг, органы брюшной полости, туловище, конечности, отдает кислород, присоединяет углекислый газ и возвращается через нижнюю полую вену в сердце.

Путь крови от правого желудочка до левого предсердия значительно короче вышеописанного, поэтому он получил название малого круга кровообращения. Из правого желудочка венозная кровь поступает в легочную артерию, которая направляет кровь в легкие. В легких легочная артерия разветвляется на густую сеть капилляров, которая оплетает альвеолы. Венозная кровь, проходя по капиллярам легких, насыщается из них кислородом и превращается в артериальную. По легочным венам в левое предсердие течет уже артериальная кровь (рис. 16).

1

3 2 4

А

Б

В

5

6

Г

Рисунок 16 Сердце и сосуды (схема): А - левое предсердие; Б - правое предсердие; В - левый желудочек; Г - правый желудочек. 1 - дуга аорты; 2 - легочная артерия; 3 - верхняя полая вена; 4 - легочная вена; 5 - венечные (коронарные) сосуды; 6 - нижняя полая вена

Правый и левый желудочки нагнетают кровь в сосуды одновременно, и она движется сразу по обоим кругам кровообращения.

Кровеносные сосуды представлены артериями, несущими кровь от сердца, венами, по которым кровь течет к сердцу и микроциркуляторным руслом, состоящим из артериол, капилляров, венул и артериоло-венулярных анастомозов (соединений).

По мере отдаления от сердца калибр артерий постепенно уменьшается вплоть до мельчайших артериол, которые в толще органов переходят в сеть капилляров, последние, в свою очередь, в мелкие, постепенно укрупняющиеся вены, по которым кровь притекает к сердцу.

Кровеносные сосуды получают свое название в зависимости от:

Органа, который они кровоснабжают (почечная артерия, селезеночная вена).

Места их отхождения от более крупного сосуда (верхняя или нижняя брыжеечная артерия).

Кости, к которой они прилежат (локтевая артерия).

Направления (медиальная артерия, окружающая бедро).

Глубины залегания (поверхностная, глубокая артерия).

Стенка артерии состоит из трех оболочек:

Внутренней, состоящей в свою очередь из эндотелия, базальной мембраны и подэндотелиального слоя.

Средней, сформированной спирально расположенными миоцитами и между ними коллагеновыми и эластическими волокнами.

Наружной, образованной рыхлой волокнистой соединительной тканью с нервами и кровеносными сосудами.

Внутренняя и средняя оболочки разделены внутренней эластической мембраной, а средняя и наружная -- наружной эластической мембраной.

В зависимости от развития различных слоев стенки артерии подразделяются на сосуды мышечного, мышечно-эластического (смешанного) и эластического типа.

Артерии мышечного типа имеют хорошо развитую мышечную среднюю оболочку. К ним относятся, например, артериолы, регулирующие приток крови в систему капилляров.

К артериям смешанного типа относятся такие как сонная и подключичная. В средней оболочке их стенки находится примерно равное количество эластических волокон и миоцитов.

К артериям эластического типа относятся аорта и легочный ствол, в которые кровь поступает под большим давлением и с большой скоростью из сердца. В стенке этих сосудов преимущественно располагаются эластические волокна.

У детей диаметр артерий относительно больше, чем у взрослых. У новорожденных артерии преимущественно эластического типа, а с возрастом развиваются и сосуды мышечного типа.

Стенка вены также состоит из трех оболочек. Различают вены мышечного и безмышечного типов. Вены безмышечного типа плотно сращены со стенками органов и поэтому не спадаются. К ним относят вены мягкой и твердой мозговых оболочек, сетчатки глаза, костей, селезенки и плаценты.

Вены мышечного типа подразделяются на вены со слабым, средним и сильным развитием мышечных элементов. Вены со слабым развитием мышечных элементов расположены, в основном, в верхней части туловища, на шее, лице и верхних конечностях. Вены со средним развитием содержат циркулярно расположенные миоциты. Вены с сильным развитием мышечных элементов -- это крупные вены нижней половины туловища и ног, они отличаются наличием пучков миоцитов во всех трех оболочках.

На внутренней оболочке большинства средних и некоторых крупных вен имеются клапаны. Они пропускают кровь лишь в направлении к сердцу, препятствуют обратному току крови и предохраняют сердце от излишней затраты энергии на преодоление колебательных движений крови.

Общее количество вен больше, чем артерий, а общая величина венозного русла превосходит артериальное. Скорость кровотока в венах меньше, чем в артериях, а в венах туловища и нижних конечностей кровь течет против силы тяжести, чему способствуют вышеупомянутые клапаны, присасывающая сила отрицательного давления в полости грудной клетки и то, что вены расположены в мышечных массивах.

Общие принципы кровоснабжения органов были установлены и изучены П.Ф. Лесгафтом и Б.А. Долго-Сабуровым. Согласно этим принципам:

Крупные артерии располагаются соответственно скелету и нервной системе.

Один сосуд кровоснабжает конечность, причем одной кости соответствует одна магистральная (главная) артерия.

Соответственно принципам двусторонней симметрии и сегментарности в строении человека, большинство артерий парные, а многие артерии туловища -- сегментарные.

Артерии идут к соответствующим органам по наиболее короткому пути, т.е. приблизительно по прямой линии, соединяющей основной кровонесущий ствол с органом.

Если во внутриутробном периоде орган перемещается, то артерия, удлиняясь, следует за ним.

Артерии располагаются на более коротких сгибательных поверхностях тела.

Артерии входят в органы через ворота, расположенные на их вогнутой медиальной или внутренней поверхности, обращенной к источнику кровоснабжения.

Питание определенного органа осуществляется не только его собственной артерией, но и соседними с ним, дающими кровь по анастомозам.

После рождения у человека артерии достигают окончательных размеров примерно к 14-18 годам.

Микроциркуляторным руслом называется дистальная, т.е. наиболее отдаленная от сердца, часть сердечно-сосудистой системы, которая обеспечивает взаимодействие крови и тканей. Обмен жидкостями, питательными веществами и газами между кровью и тканями возможен, поскольку сосуды микроциркуляторного русла -- артериолы и венулы состоят из одного слоя плоских клеток. В мембранах этих клеток имеются многочисленные мельчайшие отверстия, которые облегчают прохождение через стенку капилляров веществ, участвующих в обмене.

В местах перехода мельчайших артерий в капилляры имеются скопления мышечных клеток. Сокращения этих клеток меняют просвет сосудов, открывают или прекращают поступление крови в капилляры. Обычно у человека в состоянии покоя открыто для кровотока только 20-30% капилляров. Во время усиленной работы органа открываются и включаются в кровоток дополнительные капилляры. Этот механизм особенно хорошо развит у спортсменов.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ПО ТЕМЕ«КРАТКИЙ ОБЗОР ОБЩЕГО АНАТОМИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА»

Что такое анатомия ? История возникновения науки о форме и строении человека.

Расскажите о структуре строения человеческого организма.

Какие типы тканей выделяют в организме человека ?

Дайте определение и опишите функции эпителиальной ткани.

Дайте определение и опишите функции соединительной ткани.

Дайте определение и опишите функции мышечной ткани.

Дайте определение и опишите функции нервной ткани.

Что такое «орган», «система органов» ?

Какие основные принципы лежат в строении тела человека ?

Дайте определение и опишите различные типы телосложения.

Перечислите функции скелета человека. Что входит в скелет человека ?

Расскажите про кости скелета туловища (позвонки, ребра, грудина).

Расскажите про скелет головы.

Расскажите про кости конечностей.

Опишите виды соединений костей между собой.

Расскажите о структуре строения мышечной ткани человека.

Перечислите основные свойства мышечной ткани. В чем заключается разница между гладкими и поперечно-полосатыми мышцами ?

Расскажите о форме мышц и способах их прикрепления к другим тканям.

Перечислите особенности строения сердечно-сосудистой системы и её развития в процессе онтогенеза.

Опишите анатомическое строение сердца человека.

Какими сосудами представлена кровеносная система человека ? Расскажите о строении стенки различных сосудов (артерии, вены, капилляра).

Расскажите о принципах кровоснабжения органов.

Что такое микроциркуляторное русло ?

Знать понятия и их определения:

1. Анатомия 2. Клетка 3. Ткань 4. Орган 5. Система органов 6. Аппарат 7. Эпителий 8. Телосложение 9. Лордоз 10. Кифоз 11. Грудинно-реберный угол 12. Пояс конечности	13. Синартроз 14. Сустав 15. Миоцит 16. Автоматия 17. Пластичность 18. Гипертрофия мышцы 19. Фасция 20. Ангиология 21. Боталлов проток 22. Микроциркуляторное русло 23. Анастомоз 24. Эндотелий

Уметь:

Различать кости скелета человека, определять принадлежность позвонка к отделу позвоночника.

Нарисовать схему большого и малого кругов кровообращения.

Нарисовать схему строения сердца человека.

Лекция 2 ФИЗИОЛОГИЯ ВНУТРЕННЕЙ СРЕДЫ ОРГАНИЗМА

Организм человека - «государство клеток», на три четверти состоящее из воды, в которой растворены минеральные соли в концентрации, соответствующей составу древнейшего океана, из которого вышли наши далекие предки.

Содержание воды в организме человека. Распределение воды. Кровь, лимфа и внеклеточная жидкость образуют внутреннюю среду (ВС) организма, омывающую все клетки и ткани тела.

ВС создает приблизительно одинаковые условия, необходимые для существования (метаболизма) клеток и тканей.

Это - непременное условие поддержания жизни, именуемое законом сохранения постоянства состава жидкостной среды.

Наш организм - это своеобразный, во многом автономный самоуправляемый мир. Его население -- клетки. Они живут в царстве воды. Вода составляет около 75 процентов этого мира, входит в состав всех органов и тканей. В ней при ее прямом и косвенном участии происходят химические реакции и превращения. Она же играет роль речных, железнодорожных, автомобильных и других транспортных магистралей. Вода организована в нас в довольно сложные системы: сердце качает кровь, она течет по сосудам в ткани, сосуды ветвятся, несут питательные вещества, кислород. Но капилляры не передают все это непосредственно в клетку, как думают многие. Если масштабировать любой участок нашего тела, получится, что между самым мелким капилляром и клеткой - многометровые пространства. Питательные вещества из крови поступают в жидкость, омывающую клетки, вода здесь носитель и посредник. И продукты своей жизнедеятельности клетка также выделяет в окружающие жидкости - крупные элементы уходят в лимфатические сосуды, где они большей частью уничтожаются. Мелкие - снова в кровь. Из лимфатической системы тоже все передается в кровь, которая затем очищается, в основном в печени и почках.

Мы уже достаточно осознали, что во Вселенной все взаимосвязано. Земля зависит от космоса, люди и животные -- от атмосферы и природы, жизнь клеток - от окружающей их внеклеточной среды организма.

Если окружающий нас мир - дом для нашего организма, то сам организм - дом для населяющих его клеток. Задачи экологии, от решения которых зависит существование окружающего нас мира, хорошо известны. Эндоэкология же призвана решать экологические задачи в рамках нашего организма.

Основоположниками эндоэкологии являются В.П. Казначеев и Ю.М. Левин.

Кровь, лимфа и тканевая жидкость образуют внутреннюю среду организма, омывающую все клетки и ткани тела. Внутренняя среда имеет относительное постоянство состава и физико-химических свойств, что создает приблизительно одинаковые условия существования клеток организма. Совокупность взаимодействия различных показателей внутренней среды организма носит название гомеостазис (У. Кеннон). Гомеостатические результаты или ведущие показатели крови и других жидких сред организма представлены уровнем питательных веществ, газов, осмотического давления, реакции (рН), температуры, кровяного давления и т.д.

Переход гомеостаза под влиянием внешних факторов с одного стабильного уровня на другой носит название гомеокинез.

Константы гомеостаза могут быть жесткими и пластичными. Жесткие константы -- это физико-химические показатели, которые в норме могут изменяться в очень небольших пределах, поскольку их значительные сдвиги приводят к болезням и гибели организма. Примером жестких констант может служить рН крови, совместимые с жизнью величины которой лежат в границах от 7,0 до 7,8.

Пластичные, нежесткие константы -- это физиологические показатели, которые могут устанавливаться в относительно широких пределах, в зависимости от условий, в которых находится организм. Например, частота пульса, величина артериального давления, частота дыхания и др.

Согласно многолетним исследованиям В.П. Казначеева, Ю.И. Бородина и других авторов, клетка и среда ее обитания являются единым морфофункциональным образованием, функционирующим как микроскопический орган - микрорайон. Возникновение микрорайона является одним из важнейших приобретений в эволюции животного мира. По существу, тканевой микрорайон можно рассматривать как первооснову для всех живых организмов - т.е. орган со своей структурой, функцией и системой регулирования, плацдарм обеспечивающих жизнеспособность клетки транспортных и защитных процессов. Защита не ограничивается клеточными реакциями: макрофагальной, тучно-клеточной, плазмоцитарной и другими. Наряду с ними и функцией массопереноса, важнейшей является таможенная функция среды обитания клеток - способность задерживать небезопасные для клетки вещества и нужные ей метаболиты, если их количество превышает потребность клетки.

Если считать, что общее количество клеток тела человека составляет 10¹⁵ и они занимают поверхность 2000000 м² (200 га), то суммарная площадь микрорайонов составляет величину, которая многократно больше.

Просочившиеся из крови в ткани молекулы должны пройти огромный, по микроскопическим масштабам, путь в окружающих клетки тканях. Их несет вода. То же самое относится к выделяемым клетками отходам.

В лаборатории В.В. Банина (2000) показано, что объем внеклеточного пространства в разных органах не однозначен. Например, в ворсинке тонкой кишки крысы доля интерстициального объема оценивается в 12-13% при покое, и в 23-24% при всасывании; в мышце сердца она составляет около 17 %; в альвеолярной перегородке легкого - 29-44%. Кроме того, в ряде органов - в стенке пищеварительного канала, в железах, в скелетных мышцах или в сердце, в альвеолярных септах легкого клетки разделены тонкими прослойками соединительной ткани или узкими щелями. Объем, приходящийся на внеклеточное пространство - узкие межклеточные щели, - составляет не более 12-15%. Иногда это выглядит как простое прилежание клеточных мембран.

Плотная упаковка клеток приводит к щелевидной форме интерстициального лабиринта.

Кровеносная система и интерстициальное пространство каждые 20 мин обмениваются объемом воды, эквивалентным массе тела человека.

Внесосудистое пространство, которое должны преодолеть молекулы питательных, регуляторных и других веществ на пути из крови к клетке и из клетки - к крови и лимфе, составляет огромное для них расстояние. Проникнувшая из крови в ткани жидкость образует три потока. Один направляется к клетке, второй -- обратно в кровеносный капилляр, третий -- в лимфатический капилляр. Ко второму и третьему потоку присоединяется выделяемая клетками жидкость, несущая продукты их жизнедеятельности. В кровеносный капилляр тканевая жидкость уносит низкомолекулярные, в лимфатический капилляр -- высокомолекулярные вещества, проникших в ткани живых и погибших микроорганизмов, остатки разрушенных клеток, поврежденные белки -- все, что может нарушить стабильность среды обитания клеток и их жизнедеятельность.

Существуют различные мнения о современной экологической ситуации: мир вошел в ситуацию глобального экологического кризиса (ГЭК); мир вошел в ситуацию тотального экологического кризиса (ТЭК); нет ни того, ни другого и нет оснований для тревоги. Анализ основных параметров (индикаторов) ГЭК (1995-2000) объективно доказывает ошибочность непонимания лавинно нарастающей угрозы жизни на земле, обосновывает необходимость и стратегию поддержания условий физического существования эукариот, вообще, и человечества, в частности.

Основные параметры тотальной экокатастрофы. Переход возобновимых природных ресурсов в невозобновимые и прекращение биогеохимических круговоротов:

1. Состояние почв; 2. Возобновление чистой воды; 3. Самоподдержание биоты; 4. Поддержание кислородного режима; 5. Психо-информационный шок человечества; 6. Технологическая готовность государств к самоуничтожению; 7. Эндоэкологическое отравление (ЭЭО) межклеточной среды эукариот и лавинная мутация геномов.

Биота и клетка -- два крайних таксона земной иерархии жизни, ее супер- и микроорганизмы. И каждый из них имеет свою экологическую нишу, свою «окружающую среду». У клетки -- это внеклеточная ткань, в которой непрерывно протекает тканевая жидкость. В ней накапливается 70-90% всех токсинов, попадающих в организм и образующихся в нем. Существенно, что и биота, и клетка одинаково не умеют освобождать свою экологическую нишу от загрязнения. В итоге, в жизненном пространстве клетки возник свой экологический кризис. Ю.М. Левин и В.П. Казначеев назвали его «эндоэкологической болезнью», а научную дисциплину об экологии клетки -- эндоэкологией.

Анализ индикаторов показывает, что мир вступил в ГЭК где-то в начале второй половины XX века и сейчас находится на полпути к ТЭК. Когда она может произойти? По мнению Д.К.Медоуз и др. (1994), уже в середине XXI столетия. Возможно и раньше. Катастрофу может вызвать как соединенное действие четырех индикаторов ТЭК, так и один из них, скорее всего седьмой.

В самом деле, переход возобновимых ресурсов в невозобновимые человечество может отсрочить хотя бы путем депопуляции. Атомной и биотоксинной войны можно избежать. Психолого-информационный шок можно ослабить. Все это очень трудно сделать, но возможно. Прекратить же немедленно процесс ЭЭО человека и всех эукариот продуктами техно-химической деятельности наша природопокорительская цивилизация не может. Для этого необходимо изменить в одночасье всю технологию нашей промышленности и сельского хозяйства, остановить все производство, а это в современных условиях абсолютно невозможно. Рубеж достижения пороговой концентрации токсичных веществ в организме вошел в литературу (В.А. Зубаков, 1994) под именем точки Левина, впервые описавшего этот феномен, одного из первых исследователей эффекта ЭЭО по аналогии с точкой Юри, с которой началось вымирание эубактерий на поверхности Земли.

Бороться за очищение окружающей среды уже недостаточно. Чтобы сохранить здоровье и самую жизнь необходимо защищать свой организм. Подобно биосфере, которая не справляется с обеспечением стабильности внешней среды, организм в современных условиях не справляется с поддержанием стабильности среды внутренней. Эндоэкологический конфликт своеобразно имитирует конфликт в системе «человек - внешняя среда». Из-за свойства накапливать токсины организм может интенсивно загрязниться даже после кратковременного пребывания в отравленной атмосфере. Помимо экологически обусловленного загрязнения организма, к факторам нарушения эндоэкологии следует причислить болезни, неблагоприятные условия жизни, урбанизацию, социальные катаклизмы, стресс, дефекты питания и т.д.

Можно было предположить, что между содержанием токсичных веществ вне организма и внутри него должно устанавливаться количественное равновесие. Но это не так. Некоторые органы -- печень, селезенка, щитовидная железа -- способны накапливать многие химические соединения. Из-за этого свойства такие органы называют «критическими». Они, как бы жертвуя собой, очищают кровь и на какое-то время предохраняют от отравления центральный аппарат жизни индивидуума -- мозг и сердце. Но суть заболевания не в механическом, как в противогазном фильтре, накоплении поступающих извне ядов. Эти яды вмешиваются в физико-химические процессы обмена веществ, извращают их течение. Из-за этого «критические» органы сами становятся источником ядовитой продукции. Чем сильнее нарушение обменных процессов, тем опасней экоотравление, а точнее, уже самоотравление.

Самоотравление может сохраняться даже после полной очистки организма от посторонних ядов. Его сила и продолжительность зависят от свойств вредных веществ и полученной суммарной дозы. Даже если человек из экологически неблагоприятного района переселится в условия относительно чистой внешней среды (такие места еще остались на земном шаре), на восстановление его внутренней среды могут уйти годы.

Проявления экоотравления разнолики. От внешне незаметного, медленно нарастающего упадка жизненных сил и ослабления защитных реакций на большие и малые вредности, до грубых нарушений строения клеток, вплоть до их разрушения и перерождения. Экоотравление как бы подготавливает почву для развития самых разных заболеваний.

Эндоотравление вызывается микродозами множества токсичных веществ. Концентрация каждого из них может не превышать или совсем немного превышать порог чувствительности органов и тканей, Однако повреждающее действие одного яда усиливается повреждающим действием другого.

Нарушение обмена веществ, а значит и самоотравление, возникают при любом повреждении или заболевании: ангине, гриппе, воспалении легких, переломе, ожоге... Чем тяжелее болезнь и нарушение обменных процессов -- тем опаснее самоотравление и его последствия. В зависимости от причины самоотравление может быть общим и местным. Казалось бы, второе менее опасно, чем первое, но не всегда. Так, небольшое воспаление в скелетной мышце проходит почти незаметно, но когда рядом оказывается нерв, образовавшиеся токсины могут вызвать и сильную боль, и серьезные нарушения функций.

Общее самоотравление связано не только с распространением токсинов по организму, но и с неспособностью систем внутренней защиты их обезвредить. Иногда для этого нужно время, но иногда очистку приходится проводить искусственно, иначе больной рискует погибнуть.

По распространенности экоотравление напоминает своеобразную эпидемию. Каждый очаг имеет свою специфику проявления заболевания. Она зависит от природных и географических условий, а также от того, как в конкретном месте работают промышленность и сельское хозяйство.

И еще существенная особенность экоотравления: оно подобно наследственной болезни. От него страдали родители, оно оказывает свое действие до и после рождения детей.

Проникнув в организм с загазованным воздухом, недоброкачественной пищей, насыщенной химикатами водой, чужеродные вещества разносятся кровью по органам и тканям. Частично они задерживаются там, вступают в обмен веществ, искажают его нормальное течение и, таким образом, становятся пусковой пружиной самоотравления.

Так было с момента зарождения живых существ, так есть и сейчас. Усложнялся животный мир, менялись условия существования, появлялись новые болезни; но воистину первородный закон природы: болезнь -- нарушение обмена веществ -- самоотравление -- болезнь -- не имел, не имеет, и не будет иметь исключений. Клетка, ткань, орган, организм нормально существуют только в биологически чистой среде внутреннего обитания.

За последние десятилетия мы незаметно для себя как бы стали жителями другой планеты. Она похожа на «старую» Землю, но это сходство обманчиво. За ним скрывается поруганный мир с агрессивными воздухом, водой, зеленью, снегом.

На территории России 99 городов, в том числе Москва, относятся к городам с неблагоприятной экологической обстановкой. В их атмосфере периодически превышаются предельно допустимые концентрации (ПДК) десятков токсичных веществ и практически постоянно превышены ПДК двух-трех вредных веществ. Так, в Братске, далеко не худшем по загрязненности городе России, в 1992 г. ПДК бензапирена в среднем превышалась в 16,0, метилмеркаптана -- в 10,6, сероуглерода -- в 3,6, двуокиси азота -- в 1,8, фтористого водорода -- в 1,2 раза. В отдельные дни ПДК бензапирена превышалась в 104,0, метилмеркаптана -- в 78,0, сероуглерода -- в 6,7, двуокиси азота -- в 10,7, фтористого водорода -- в 6,5 раз. Кстати, ПДК определяет безопасный для человека уровень лишь того или иного вещества в отдельности, а собранные вместе даже в микродозах, они многократно усиливают токсическое действие друг друга.

...