Анатомия, физиология и гигиена – как науки

Анатомия, физиология и гигиена – как науки

Анатомия человека - изучает строение человеческого организма, его органов и систем в связи с выполняемыми функциями.

Термин «анатомия» происходит от греческого слова «anatemno» - рассекаю.

Разделы анатомии:

• нормальная анатомия (изучает микроскопическое и макроскопическое строение организма здорового человека),
• топографическая анатомия (изучает взаимное расположение органов в организме),
• патологическая анатомия (изучает изменения в строении органов и тканей при болезнях).

Методы анатомии:

• вскрытие и препарирование трупов;

• антропометрический (измерение различных органов и частей тела);

• гистологический (микроскопическое изучение тканей и органов);

• рентгенографический и рентгеноскопический (изучение внутреннего строения органов живого человека при помощи рентгеновских лучей);

• ультразвуковое исследование и компьютерная томография.

Ученые - анатомы:

Гиппократ (460-377 гг. до н.э.). В его трудах по медицине имелись отдельные сведения по анатомии и физиологии человека. Гален (131-201 гг. н.э.): производил эксперименты и вскрывал трупы. Везалий (1514-1564 гг.): написал труд «О строении человеческого тела», изучая его строение на трупах. Создателем общей теории анатомии является Биша (1771-1802 гг.). Основы топографической анатомии разработал Н. И. Пирогов (1810 -1881 гг.). 

Физиология человека - изучает функции и процессы жизнедеятельности организма, его тканей, органов и систем, а также механизмы их регуляции.

Термин «физиология» происходит от двух греческих слов: «physis» - природа и «logos» - учение.

Разделы физиологии:

• нормальная физиология (изучает жизнедеятельность здорового организма);
• патологическая физиология (изучает жизнедеятельность организма при болезнях);
• физиология отдельных систем органов (кровообращения, пищеварения и т. д.).

Одним из разделов физиологии является психология, которая изучает общие закономерности психических процессов, индивидуально-личностные свойства конкретного человека, его поведения в обществе.

Методы физиологии:

Физиология начинала познание предмета своего изучения с наблюдения. Основным методом являлся эксперимент (на животных), посредством которого физиология получала, расширяла сведения о жизнедеятельности органов и систем организма животных и человека.

Для изучения функций организма используют следующие группы методов:

1. подавление функции вплоть до ее выключения;
2. стимуляция функций;
3. регистрация электрической активности;
4. моделирование.

Методы, позволяющие выделить и наблюдать в «чистом виде» исследуемую функцию, достигаются обездвиживанием животного, действием наркоза, вскрытием и изолированием органов. При этом трудно соблюдать правила асептики, и после опыта жизнь животного заканчивалась (острый эксперимент).

Если исследования проводят на подготовленных соответствующим образом животных, часто в условиях свободного поведения, то эти опыты называют хроническими экспериментами.

Особые требования предъявляются к методам исследования физиологических функций человека. Прежде всего, эти методы не должны причинять человеку какой-либо вред и допустимы лишь при полной безопасности их применения.

К таким методам относятся:

• рентгенографический и рентгеноскопический,

• наблюдение за физиологическими процессами - эндоскопия (осмотр и фотографирование внутренних органов с помощью оптических приборов),

• графическая регистрация физиологических процессов - электроэнцефалография (запись биотоков головного мозга), электрокардиография (запись биотоков сердца), термография (получение теплофотографий),

• радиографический (введение радиоактивных веществ и обнаружение функционирующих органов),

• биохимические (изучение молекулярных механизмов физиологических процессов).

Ученые - физиологи:

Становление физиологии связано с английским врачом В. Гарвеем (1578-1657 гг.), открывшего кровообращение.

И. М. Сеченов (1829-1905 гг.) установил рефлекторный характер деятельности головного мозга.

И. П. Павлов (1849 -1936 гг.) сделал величайшие открытия в различных разделах физиологии - кровообращении, пищеварении и изучении работы больших полушарий головного мозга.

Гигиена - изучает влияние различных факторов среды и производственной деятельности на организм человека, с целью создания благоприятных условий для труда и отдыха, сохранения здоровья человека.

Термин «гигиена» происходит от греческого слова «hugienos» – здоровый.

Разделы гигиены:

• общая гигиена (изучает общие гигиенические закономерности);
• гигиена труда (изучает условия труда для профилактики профессиональных заболеваний);
• гигиена питания (наука о рациональном питании);
• гигиена детей и подростков;
• гигиена отдельных систем органов (зрения, слуха, дыхания).

Методы гигиенических исследований:

• гигиеническое обследование;
• гигиеническое нормирование;
• санитарное описание;
• санитарное просвещение;
• диспансеризация.

Ученые - гигиенисты: Н. А. Семашко (1874 -1949 гг.), Ф. Ф. Эрисман (1842 -1915 гг.).

Общий обзор организма человека.

Организм - целостная, саморегулирующаяся, самовоспроизводящаяся система, состоящая из клеток, тканей, органов и систем органов.

В основе жизнедеятельности всего организма лежит обмен веществ, включающий два взаимосвязанных процесса: синтез органических веществ (ассимиляция) и их расщепление и окисление (диссимиляция).

Как целостная система организм обладает свойствами живого:

• наследственностью и изменчивостью,

• ростом, развитием и размножением,

• раздражимостью,

• обменом веществ и энергии,

• целостностью, дискретностью и др.

Целостность организма обеспечивается:

• структурным объединением всех его частей (клеток, тканей, органов);
• регуляторным действием нервной системы (при помощи нервных импульсов);
• гуморальной регуляцией (при помощи циркулирующих в жидкостях внутренней среды организма биологически активных веществ, которые вырабатывают в процессе своей жизнедеятельности клетки, ткани, органы, железы внутренней секреции).

Организм состоит из клеток. На уровне клетки происходят важнейшие процессы: обмен веществ, рост, размножение.

Основные компоненты клетки: клеточная оболочка,  ядро; цитоплазма с органоидами и включениями.

Строение и функции тканей.

Ткань - совокупность клеток и межклеточного вещества, имеющих общее происхождение, сходное строение и выполняющих одинаковые функции.

Существует 4 типа тканей: эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная.

Эпителиальная ткань (эпителий):

Классификация эпителиальной ткани:

• покрывает тело, выстилает его полости и внутренние органы и образует большинство желез.

• клетки плотно прилегают друг к другу, образуя сплошной пласт (межклеточного вещества практически нет);

• клетки эпителия всегда располагаются на слое соединительной ткани;

• эпителий обладает высокой способностью к восстановлению;

• Функции эпителиальной ткани: защитная, участвует в обмене веществ (всасывание и выделение), секреторная (эпителиальные клетки желез выделяют секреты и биологически активные вещества).

Соединительная ткань

• образует скелет, подкожную жировую клетчатку, собственно кожу (дерму), кровь, лимфу, входит в состав всех внутренних органов.

• клетки расположены рыхло;

• хорошо выражено межклеточное вещество, состоящее из волокон и основного вещества;

• ткань обладает очень высокой способностью к восстановлению;

Классификация соединительной ткани:

• Функции соединительной ткани: трофическая (питательная); защитная  (фагоцитоз и выработка иммунитета); механическая (опорная); кроветворная (красный костный мозг); восстановительная (регенерация).

Мышечная ткань:

• входит в состав опорно-двигательного аппарата, стенок полых внутренних органов, сосудов.

• мышечная ткань обладает свойством возбудимости (способность отвечать на раздражение), сократимости (способность волокон укорачиваться и удлиняться), проводимости (способность проводить возбуждение). Эти свойства основываются не только на функциональных особенностях мышц, но и объясняются их строением.

• функция мышечной ткани - двигательная.

Классификация мышечной ткани:

Гладкая мышечная ткань:

• состоит из мелких (до 0,1 мм длиной) веретеновидных клеток с одним ядром и тонкими, по всей длине клетки, миофибриллами;
• входит в состав стенок сосудов и полых внутренних органов;
• сокращается непроизвольно, медленно (время сокращения 3 - 180 с), с небольшой силой, медленно утомляется;
• регулируется вегетативной нервной системой.

Поперечно-полосатая скелетная мышечная ткань:

• представлена длинными, вытянутыми мышечными волокнами (до 10 -12 см длиной). Каждое волокно состоит из цитоплазмы, большого числа ядер и специальных органоидов - миофибрилл; диаметр миофибрилл не превышает 1 мкм. В каждом волокне находится до 1000 миофибрилл;
• миофибриллы поперечно-полосатой мускулатуры имеют поперечно-полосатую исчерченность. Под микроскопом мышечное волокно выглядит разделенным на чередующиеся темные и светлые диски. Миофибриллы состоят из продольных нитей: толстых и тонких. Толстые нити состоят из белка миозина, а тонкие - из актина;
• образует скелетную мускулатуру, мышцы рта, языка, глотки, верхней части пищевода, гортани, мимические мышцы и диафрагму;
• сокращение быстрое с большой силой и скоростью (сокращаются и расслабляются за 0,1 с), произвольное, быстро наступает  утомление;
• сокращения регулируются соматической нервной системой.

Поперечно-полосатая сердечная мышечная ткань:

• состоит из соединенных друг с другом клеток, содержит поперечно-исчерченные миофибриллы;
• содержит большое число митохондрий;
• сокращается непроизвольно, медленно, обладает автоматией и низкой утомляемостью;
• ее сокращения регулируются вегетативной нервной системой.

Нервная ткань:

• образует головной и спинной мозг, нервные узлы, нервы.

• свойства: возбудимость (способность воспринимать раздражения и отвечать на них) и проводимость (способность передавать возбуждение);

• функции: рецепторная и проводниковая;

• состоит из нервных клеток (нейронов) и расположенных между ними клеток  нейроглии (соединительная ткань);

Существует 4 типа клеток нейроглии:

• олигодендроциты представляют собой клетки-спутницы, которые окружают тело нейрона и покрывают миелиновой оболочкой некоторые аксоны;
• микроглия – мелкие подвижные отростчатые клетки, которые выполняют фагоцитарную функцию.
• астроциты имеют звездчатую форму, у одних есть тонкие цитоплазматические отростки, которые оканчиваются в пространстве вокруг сосудистой стенки, обеспечивая доставку питательных веществ к нейрону.
• эпендимные клетки образуют непрерывную выстилку желудочков мозга и сохраняются в канале спинного мозга. Выполняют функцию активного транспорта и секреторную функцию, а также принимают участие в образовании спинно-мозговой жидкости.

• нейрон имеет тело и 2 типа отростков: короткие ветвящиеся - дендриты (обычно их много) и один длинный -  аксон (нейрит), который обычно не разветвляется;

• дендриты проводят возбуждение к телу нервной клетки;

• аксон, имеющий миелиновую оболочку, передает импульс от клетки к другим нервным клеткам и рабочим органам (скорость проведения импульсов по волокнам соматической нервной системы – до 120 м/с);

• передача информации в нервной системе осуществляется посредством специализированных межклеточных контактов - синапсов. Синапс образован двумя мембранами и узкой щелью между ними. Одна из мембран принадлежит клетке, посылающей сигнал, а другая - клетке, принимающей сигнал. Информация передается от одной клетке к другой при участии медиаторов, которые выделяются из передающей клетки в синаптическую щель, а затем взаимодействуют с мембраной принимающей клетки, и она приходит в состояние возбуждения;

• нейроны подразделяются на чувствительные, двигательные и вставочные;

• скопления тел нейронов и дендриты образуют серое вещество головного, спинного мозга и нервные узлы, а аксоны - белое вещество мозга, нервные волокна и нервы;

• чувствительные нервные волокна начинаются рецепторами (специальные образования, приспособленные к восприятию раздражений и преобразованию их в нервный импульс) в органах, двигательные нервные волокна заканчиваются нервными окончаниями в органах.

Органы и системы органов.

Орган - часть организма, имеющая определенную форму, строение, расположение и выполняющая определенную функцию. Состоит из тканей нескольких типов, но обычно одна ткань преобладает (в сердце мышечная ткань, в головном мозге - нервная).

Система органов - группа органов, выполняющих определенную функцию, развивающихся из общего эмбрионального зачатка и топографически связанных между собой. В организме человека имеются следующие системы:

• опорно-двигательная (скелет и мышцы);
• нервная (головной мозг, спинной мозг, периферические нервы, нервные сплетения);
• эндокринная (железы внутренней секреции): гипофиз, эпифиз, щитовидная железа, околощитовидные железы, тимус, надпочечники, поджелудочная железа, половые железы;
• сердечно-сосудистая (кровеносная): сердце, артерии, капилляры, вены;
• дыхательная (носовая полость, носоглотка, гортань, трахея, бронхи, бронхиолы, легкие);
• пищеварительная (ротовая полость, зубы, язык, глотка, пищевод, желудок, 12-персстная кишка, тощая кишка, подвздошная кишка, слепая кишка с червеобразным отростком, ободочная кишка, сигмовидная кишка, прямая кишка, слюнные железы, поджелудочная железа, печень);
• выделительная (почки, мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал);
• половая: мужская половая система: внутренние половые органы (яички и их придатки, семявыносящие протоки с семенными пузырьками, предстательная железа) и наружные (половой член и мошонка); женская половая система: внутренние половые органы: яичники, маточные трубы, матка, влагалище и наружные (большие и малые половые губы, клитор, девственная плева).
• сенсорные системы (органы чувств): орган осязания, орган обоняния, орган вкуса, орган зрения, орган слуха);
• лимфатическая (лимфатические сосуды, лимфатические узлы).

В процессе эволюции выработан ряд приспособлений, поддерживающих определенный состав внутренней среды, необходимый клеткам любого организма. Этот принцип кратко сформулирован К. Бернаром: «постоянство внутренней среды есть условие свободной жизни». Для того чтобы организм мог существовать в изменяющихся условиях внешней среды, он должен иметь механизмы регуляции состава своей внутренней среды. Для достижения приспособлений к различным условиям внешней среды в организме формируются функциональные системы – это временное объединение различных органов  для достижения определенного результата (потовые железы, сосуды кожи – для поддержания определенной температуры тела при разной температуре окружающей среды). Теорию функциональных систем разработал П. К. Анохин.

Для обозначения тенденции к поддержанию постоянства внутренней среды У. Кэннон ввел термин гомеостаз. Согласованная деятельность всех систем органов и тканей обеспечивает существование и жизнедеятельность каждого отдельного организма.

Значение опорно-двигательной системы.

Опорно-двигательная система состоит из скелета и мышц.

Скелет является пассивной частью опорно-двигательной cистемы. Он образован костями, хрящами и связками. В скелете человека более 200 костей (у новорожденных – количество костей несколько больше).

Функции скелета: опорная (место прикрепление мышц), защитная (защищает внутренние органы от повреждения), кроветворная (в красном костном мозге образуются форменные элементы крови) и участие в обмене веществ (является депо солей  фосфора и кальция).

Мышцы - это активная часть опорно-двигательной системы, их сокращения обуславливают движение организма и отдельных его частей.

Состав, строение и рост костей.

Химический состав кости: живая кость содержит 50% воды, 12,5% белков (оссеин, коллаген), 21,8% неорганических солей (фосфат и карбонат кальция) и 15,7% жиров и углеводов;

Высокая прочность костей обеспечивается сочетанием упругости органических и твердости минеральных веществ. В костях детей больше органических веществ, и они более упругие, чем кости взрослого человека. С возрастом в костях увеличивается содержание минеральных солей, замедляется процесс биосинтеза белков, кости становятся более ломкими и хрупкими, что значительно повышает вероятность переломов. Прочность костей уменьшается и при недостатке в пище витаминов А, D и C.

Кость состоит из нескольких видов соединительной ткани, но преобладает костная, состоящая из клеток и межклеточного вещества. В процессе развития большинства костей (за исключением мозгового черепа) проходят 3 стадии: соединительно-тканную, хрящевую и костную.

Клеточный состав кости:

• остеоциты (основные клетки, обеспечивающие обменные процессы);
• остеобласты (делящиеся клетки, из которых образуются остеоциты);
• остеокласты (клетки, участвующие в рассасывании старых остеоцитов).

Межклеточное вещество (костный матрикс) представлено коллагеновыми волокнами и основным веществом, состоящим, в основном, из гликопротеинов. Межклеточное вещество богато минеральными солями, обеспечивающими прочность костей.  

Микроскопическое строение кости:

• структурной единицей костной ткани является остеон;
• остеон - это система костных пластинок (клетки и межклеточное вещество), вставленных друг в друга как цилиндры с разным диаметром, вокруг сосудов;
• из остеонов образуются балки и перекладины, образующие костное вещество;
• если балки и перекладины плотно прилегают друг к другу, образуется компактное вещество, а если рыхло - губчатое.

Макроскопическое строение кости.

По строению и форме кости подразделяются на: трубчатые, губчатые, плоские и смешанные.

• Трубчатые кости (в органах, совершающих быстрые и разнообразные движения):
• короткие (кости кисти и стопы);
• длинные (кости плеча, предплечья, бедра, голени).
• Губчатые  кости  (состоят преимущественно из губчатого вещества, покрытого тонким слоем компактного):
• короткие (кости запястья, предплюсны);
• длинные (ребра, грудина).
• Плоские кости ограничивают полости, в которых помещаются органы или служат для прикрепления мышц (кости черепа, лопатки). Состоят из двух пластинок компактного вещества  и  тонкого слоя и губчатого между ними. 
• Смешанные кости  состоят из  нескольких частей, имеющих разное строение и выполняющих различные функции (тело позвонка – губчатая кость, отростки позвонка – плоские кости).

Длинная трубчатая кость имеет:

• тело (диафиз) и 2 головки (эпифизы);
• между телом и головками кости расположен эпифизарный хрящ (обеспечивает рост кости в длину);
• полость тела трубчатых костей содержит желтый костный мозг (жировая ткань);
• головки трубчатых костей образованы губчатым костным веществом;
• между перекладинами губчатого вещества расположен красный костный мозг (он содержится также и в плоских костях);
• снаружи кость покрыта надкостницей, которая содержит много чувствительных нервных окончаний, сосуды и остеобласты (внутренней слоя надкостницы,) обеспечивающие рост кости в толщину и заживление костных переломов.

Соединения костей: неподвижные, полуподвижные, подвижное (суставы).

В скелете есть 3 типа соединения костей: неподвижное (непрерывное), полуподвижное (полупрерывное) и подвижное (прерывное).

Неподвижное соединение костей осуществляется двумя способами: швами (соединение костей черепа) и срастанием костей (кости таза с крестцом, крестцовые позвонки).

Полуподвижное соединение - соединение при помощи хрящей (грудные позвонки, ребра с грудиной).

Подвижное соединение костей – сустав.

Сустав состоит из:

• суставных поверхностей сочленяющихся костей;
• суставной сумки;
• суставной полости;
• суставной жидкости.