Функциональные системы организма: кровеносная система человека и кровь. Дыхательная система

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА I»

Кафедра «ФИЗИЧЕСКАЯ КУЛЬТУРА»

Дисциплина «ЭЛЕКТИВНЫЕ КУРСФ ПО ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЕ И СПОРТУ »

РЕФЕРАТ НА ТЕМУ

«Функциональные системы организма: кровеносная система человека и кровь. Дыхательная система»

Выполнил студент

Сизова А.Н.

Факультета: АИТ

Группа АТ-702(СМГ)

Санкт-Петербург 2020

Введение

Функциональные системы организма - динамические, саморегулирующиеся центрально-периферические организации, обеспечивающие своей деятельностью полезные для метаболизма организма и его приспособления к окружающей среде результаты. Для достижения полезных для организма результатов в функциональных системах избирательно объединяются элементы разных уровней. В организме это ткани различных органов, механизмы нервной и гуморальной регуляции. Регуляторные взаимоотношения, свойственные функциональным системам, обеспечивают необходимую адаптивную устойчивость результатов их деятельности и взаимодействие отдельных элементов для достижения полезных результатов для всего организма в целом. Их роль могут выполнять результаты метаболических реакций в тканях, а также различные показатели внутренней среды организма, обеспечивающие разные стороны метаболических процессов; результаты поведенческой деятельности, удовлетворяющие ведущие биологические потребности живых существ в воде, пище, размножении, избегании опасности и т.д.; достижение животными результатов стадной групповой деятельности (популяционные функциональные системы); удовлетворение биологических потребностей, получение образования, удовлетворение духовных потребностей, защиту общества и т.д., то есть на достижение человеком социально значимых результатов (специальные функциональные системы социального уровня).

Функциональные системы поведенческого и особенно психического уровня, как правило, складываются по мере формирования у субъектов специальных потребностей и формируются в значительной степени в процессе обучения. Избирательное становление функциональных систем и их отдельных частей в процессе онтогенеза получило название системогенеза.

Общим принципом динамической организации функциональных систем является принцип само регуляции. Отклонение результата деятельности функциональных систем от уровня, обеспечивающего оптимальную жизнедеятельность организма, стимулирует активность в рамках функциональных систем цепи процессов, направленных на возвращение этого результата к оптимальному уровню.

Любая функциональная система имеет принципиально однотипную организацию и включает общие (универсальные для разных функциональных систем), периферические и центральные узловые механизмы. К ним относятся: полезный приспособительный результат как ведущее звено функциональных систем; рецепторы результата; обратная афферентация, идущая от рецепторов результата в центральные образования функциональных систем; центральная архитектоника, представляющая собой избирательное объединение нервных элементов различных уровней; исполнительные (соматические, вегетативные, эндокринные, а также поведенческие) компоненты.

1. Особенности и принципы функциональных систем труд

Объединение всех узловых механизмов и функциональных систем определяет полезный для организма результат деятельности. Любое изменение результата, так же как и его оптимальное состояние, постоянно воспринимается соответствующими рецепторами. Сигнализация (обратная афферентация), возникающая в рецепторах, поступает в соответствующие нервные центры и избирательно вовлекает в функциональные системы элементы различных уровней для построения исполнительной деятельности, направленной на восстановление потребного для организма результата.

Исходной стадией системной архитектоники целенаправленного поведенческого акта любой степени сложности является стадия афферентного синтеза. На этой стадии в центральной нервной системе осуществляется синтез возбуждений, обусловленных внутренней метаболической потребностью, обстановочной и пусковой афферентацией с постоянным использованием генетических и индивидуально приобретенных механизмов памяти. Стадия афферентного синтеза заканчивается стадией принятия решения, которая по своей физиологической сущности означает ограничение степеней свободы поведения и выбор какой-либо единственной линии поведения, направленного на удовлетворение сформированной на стадии афферентного синтеза ведущей потребности организма.

Следующей стадией в динамике последовательного развертывания поведенческого акта, которая осуществляется одновременно с формированием целенаправленного действия, является стадия предвидения потребного результата -- акцептор результата действия; поведенческий акт заканчивается, если достигнут полноценный результат, удовлетворяющий исходную потребность организма. В противном случае, если параметры достигнутых результатов не соответствуют свойствам акцептора результата действия, возникает ориентировочно-исследовательская реакция, перестраивается стадия афферентного синтеза, принимается новое решение и поведенческий акт осуществляется в новом, необходимом для удовлетворения исходной потребности направлении.

Одним из ведущих принципов построения функциональных систем организма является так называемый голографический принцип. Каждый элемент, включенный в деятельность функциональных систем, отражает в своей активности состояние ее конечного результата. Иными словами, именно в деятельности отдельных элементов функциональных систем отражается исходная потребность организма и ее удовлетворение.

Взаимодействие отдельных функциональных систем в целом организме и в популяциях строится на основе принципов доминирования и многосвязного регулирования по конечным результатам. Доминирование отдельных функциональных систем в организме определяется механизмами доминанты и означает, что в каждый данный момент времени деятельностью организма завладевает ведущая функциональная система, обеспечивающая удовлетворение главной для выживаемости, продления рода или общественного престижа потребности.

Принцип многосвязного регулирования означает взаимодействие разных функциональных систем по их конечным результатам, что нередко определяет их обобщенную деятельность в интересах целого организма. Примером такой деятельности различных функциональных систем является гомеостаз.

В целостном организме проявляется еще один принцип динамической организации функциональных систем -- принцип последовательного квантования жизнедеятельности. Процессы гомеостаза и поведения в их континууме расчленяются деятельностью функциональных систем на дискретные элементы (кванты), каждый из которых заканчивается полезным для организма результатом.

Функциональные системы - объективно существующие организации, определяющие интегративные целостные функции организма, взаимодействие организмов между собой и с окружающей средой. За счет саморегуляции функциональных систем обладают способностью к самоорганизации.

Целостный организм в каждый данный момент времени представляет слаженное взаимодействие -- интеграцию по горизонтали и вертикали различных функциональных систем на основе их иерархического, многосвязного одновременного и последовательного взаимодействия, что в конечном счете определяет нормальное течение физиологических процессов. Нарушение этой интеграции, если оно не компенсируется специальными механизмами, ведет к заболеванию и гибели организма.

2. Функциональные системы организма

Скелет - комплекс костей, различных по форме и величине. У человека более 200 костей (85 парных и 36 непарных), которые в зависимости от формы и функции делятся на: трубчатые (кости конечностей); губчатые (выполняют в основном защитную и опорную функции -- ребра, грудина, позвонки и др.); плоские (кости черепа, таза, поясов конечностей); смешанные (основание черепа). При систематическом выполнении значительных по объему и интенсивности статических и динамических упражнений кости становятся более массивными.

Скелет человека состоит из позвоночника, черепа, грудной клетки, поясов конечностей и скелета свободных конечностей. Все кости скелета соединены посредством суставов, связок и сухожилий. Суставы -- подвижные соединения, область соприкосновения костей в которых покрыта суставной сумкой из плотной соединительной ткани, срастающейся с надкостницей сочленяющихся костей. Опорно-двигательный аппарат состоит из костей, связок, мышц, мышечных сухожилий. Основные функции -- опора и перемещение тела и его частей в пространстве.

Мышечная система представлена двумя видами мускулатуры: гладкая (непроизвольная) и поперечно-полосатая (произвольная). Гладкие мышцы расположены в стенках кровеносных сосудов и некоторых внутренних органах. Они сужают или расширяют сосуды, продвигают пищу по желудочно-кишечному тракту, сокращают стенки мочевого пузыря. Поперечно-полосатые мышцы -- это все скелетные мышцы, которые обеспечивают многообразные движения тела.

Скелетные мышцы входят в структуру опорно-двигательного аппарата, крепятся к костям скелета и при сокращении приводят в движение отдельные звенья скелета, рычаги. Они участвуют в удержании положения тела и его частей в пространстве, обеспечивают движения при ходьбе, беге, жевании, глотании, дыхании и т.д., вырабатывая при этом тепло. Скелетные мышцы обладают способностью возбуждаться под влиянием нервных импульсов. Возбуждение проводится до сократительных структур (миофибрилл), которые, сокращаясь, выполняют определенный двигательный акт -- движение или напряжение.

В процессе мышечного сокращения потенциальная химическая энергия переходит в потенциальную механическую энергию напряжения и кинетическую энергию движения.

Сокращение и напряжение мышцы осуществляется за счет энергии, освобождающейся при химических превращениях, которые происходят при поступлении в мышцу нервного импульса или нанесении на нее непосредственного раздражения. Химические превращения в мышце протекают как при наличии кислорода (в аэробных условиях), так и при его отсутствии (в анаэробных условиях). Первичным источником энергии для сокращения мышцы служит расщепление АТФ. Из каждой грамм-молекулы АТФ освобождается 10 000 кал. Запасы АТФ в мышце незначительны и, чтобы поддерживать их деятельность, необходим непрерывный ресинтез АТФ. Он происходит за счет энергии, получаемой при распаде креатинфосфата (КрФ) на креатин (Кр) и фосфорную кислоту (анаэробная фаза). При этом на каждый моль КрФ освобождается 46 кДж.

Костная и мышечная системы составляют опорно-двигательный аппарат человека. Мышцы, обладающие сократительной способностью, являются основным активным элементом, тогда как костной системе отведена лишь пассивная роль.

Мышечной системой принято называть совокупность мышц и мышечных пучков, объединенных, как правило, соединительной тканью. Мышечная система отсутствует у одноклеточных и губок но, тем не менее, прекрасно развита у позвоночных, у которых она составляет 1/3 - 1/2 массы тела. Ее основные функции - осуществление движения организма, поддержание равновесия тела. Также она отвечает за дыхательные движения и транспортировку пищи и крови внутри организма. В тканях мышечной системы химическая энергия трансформируется в механическую и тепловую энергии. Мышечная система человека состоит из 600 скелетных мышц, объединенных в функциональные группы: сгибание/разгибание, приведение/отведение и т.д. Пучки мышечных волокон, окруженные тонкой соединительно-тканной оболочкой, обычно располагаются параллельными рядами. Длина мышцы зависит от длины мышечных волокон. Сама мышца покрыта более плотной оболочкой, называемой фасцией. В разрезе мышца напоминает многожильный кабель, где каждый "провод" надежно изолирован друг от друга. Мышцы прикрепляются к двум различным костям, как бы образуя таким образом "рычаг". Сокращение мышцы сопровождается ее укорочением, когда точки с прикрепленными к ним мышцами начинают сближаться. Особую группу составляют мимические мышцы лица. Одним концом они крепятся к костям лицевого черепа, а другим - к коже. Мышечная ткань активно сокращается под влиянием нервной системы и ряда веществ. Принято выделять два типа этой ткани, различных по строению - гладкую (неисчерченную) и поперечно-полосатую (исчерченную). Особенностью гладкой мышечной ткани является ее клеточное строение. Она образует мышечные оболочки стенок внутренних органов (кишечника, матки, мочевого пузыря и др.), кровеносных и лимфатических сосудов. Поперечно-полосатая мышечная ткань является основным структурно-функциональным элементом скелетной мышцы. Поперечная исчерченность, различимая лишь под микроскопом, объясняется строением миофибриллы - сократительного элемента мышечного волокна. Движение является одним из актуальных условий нормального развития и существования человека. Оно влияет не только на формирование структур, но и обеспечивает большинство функций организма. Сложные движения стимулируют работу головного мозга и положительно влияют на психическое и интеллектуальное развитие. Отметим, что в тесном взаимодействии с движением находятся мышление, высшие формы анализа и развитие памяти. Гиподинамия или дефицит движения вызывает болезненное состояние, которое обычно выражается в нарушениях обмена веществ, снижении регулирующей и координирующей способностей нервной системы, а также ослаблении защитных функций организма. Гиподинамия является не менее важной причиной нарушений в деятельности сердца и легких, снижения функций эндокринной системы, осуществляющей вместе с нервной системой регуляцию процессов в организме человека. Сокращение скелетных мышц делает движение возможным. Параллельно оно улучшает крово- и лимфообращение, микроциркуляцию, обменные процессы в органах и тканях. Движение значительно влияет на развитие и форму костей с прикрепленными к ним мышцами. Сокращение не только стимулирует мышечную ткань, но и оказывает серьезнейшее воздействие на ее прогресс, увеличение массы и формирование мышечной структуры. У взрослого мужчины среднего роста мышечная масса составляет 29-30 кг, у женщины - не более 16-18 кг.

Кровь - жидкая ткань, циркулирующая в кровеносной системе и обеспечивающая жизнедеятельность 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%); имеет слабощелочную реакцию (7,36 рН).

Эритроциты - красные кровяные клетки 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. 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.

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

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 круга кровообращения. Левая половина сердца обслуживает большой круг кровообращения, правая - малый. Пульс - волна колебаний, распространяемая по эластичным стенкам артерий в результате гидродинамического удара порции крови, выбрасываемой в аорту под 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 покое пульс здорового человека равен 60--70 удар/мин. Кровяное давление создается силой сокращения желудочков сердца и упругостью стенок сосудов. Оно измеряется в плечевой артерии. Различают максимальное (систолическое) давление, которое создается во время сокращения левого желудочка (систолы), и минимальное (диастолическое) давление, которое отмечается во время расслабления левого желудочка (диастолы). В норме у здорового человека в возрасте 18--40 лет в покое кровяное давление равно 120/70 мм ртутного 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 кровеносным сосудам (в сторону пониженного давления).

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. В покое пульс здорового человека равен 60--70 удар/мин.

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). 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).

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

Дыхательная система. Дыхательная система включает в себя носовую полость, гортань, трахею, бронхи и лёгкие. В процессе дыхания из атмосферного воздуха через альвеолы легких в организм постоянно поступает кислород, а из организма выделяется углекислый газ. Процесс дыхания - это целый комплекс физиологических и биохимических процессов, в реализации которых участвует не только дыхательный аппарат, но и система кровообращения. Углекислый газ из клеток тканей поступает в кровь, из крови - в лёгкие, из лёгких - в атмосферный воздух.

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). функциональный система организм поведенческий

Нервная система состоит из центрального (головной и спинной мозг) и 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. Вегетативная нервная система - специализированный отдел нервной системы, регулируемый корой больших полушарий. Она подразделяется на симпатическую и парасимпатическую системы. Деятельность сердца, сосудов, органов пищеварения, выделения, регуляция обмена веществ, термообразования, участие в формировании эмоциональных реакций - все это находится в ведении симпатической и парасимпатической нервной системы и под контролем высшего отдела центральной нервной системы.

Железы внутренней секреции, или эндокринные железы, 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.

Заключение

Вместе с тем, нельзя характеризовать все многообразие приспособительных реакций организма на упражнения только признаками адаптационного синдрома. При выполнении физических упражнений одной группой мышц увеличивается сила и выносливость другой группы мышц. После освоения одних способов плавания - легче обучаться другим. Физические упражнения оказывают влияние не только на дыхательную и сердечно - сосудистую систему, но и на все остальные системы организма, в частности на пищеварительную.

Они стимулируют двигательную функцию кишечника, которая часто бывает снижена у людей после сорока лет. Систематические занятия физкультурой помогают сохранить здоровье, бодрость, работоспособность очень длительное время. В процессе жизни до сорока лет функциональные возможности человека повышаются, затем они постепенно снижаются. Физические упражнения могут задержать этот процесс и способствовать деятельности всех систем организма человека на более молодом уровне.

В процессе "воспитания движением" совершенствуется деятельность центральной нервной системы, так как освоение двигательных навыков, приобретение мастерства в них связаны с развитием тончайших координационных процессов с выработкой условных рефлексов. По мере совершенствования функциональных возможностей организма улучшается течение процессов возбуждения и торможения, что и лежит в основе быстроты, ловкости и экономности затрат энергии при выполнении сложных движений.

Обучение движениям имеет своим основным содержанием физический образ, то есть системное освоение человеком в процессе специального обучения рациональным способом управления своими движениями, приобретая таким путем необходимый в жизни фонд двигательных умений и навыков.

Другая не менее существенная сторона физического воспитания - целенаправленное воздействие на комплекс естественных свойств организма, относящихся к физическим качествам человека: стимулирование и регулирование, их развитие посредством нормирования функциональных нагрузок, связанных с двигательной деятельностью - физическими упражнениями.

Список литературы

1. Физическая культура студента»: Учебник/ под ред. В.И. Ильинича. М.: Гардарики, 2003. 53 с.

Размещено на Allbest.ru