Обмен веществ и энергии, кровь и кровообращение, сердце и сердечно-сосудистая система, дыхательная система, опорно-двигательный аппарат, о

РЕФЕРАТ

по  физической культуре

на  тему:

Обмен веществ и энергии, кровь и кровообращение, сердце и сердечно-сосудистая система, дыхательная  система, опорно-двигательный аппарат, органы пищеварения  и выделения, сенсорные  системы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2005 г.

Содержание:

1.Обмен органических  веществ. Общая характеристика  и значение обмена веществ.

2. Энергетический  обмен. Гигиена питания. Превращение  энергии в организме.

3. Кровь и  кровеносная система.

4. Сердце и  сердечно-сосудистая система.

5. Органы дыхания.

6.Органы пищеварения и выделения.

7. Значение опорно-двигательной системы.

8.Сенсорные системы:  органы чувств, орган зрения, орган слуха и равновесия, орган вкуса, орган обоняния, кожа. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Обмен органических веществ. 

Общая характеристика и  значение обмена веществ.

     Между организмом окружающей его средой непрерывно происходит обмен веществами и энергией. Обмен веществ с внешней средой начинается с поступления в организм воды и пищевых продуктов. В пищеварительном канале часть веществ расщепляется до более простых, они переходят во внутреннюю среду организма – в кровь и лимфу. С кровью вещества попадают в клетки. В клетках происходят процессы их химических превращений: биосинтез свойственных организму белков, жиров и углеводов и расщепление сложных органических соединений. Превращения веществ происходят под действием ферментов и регулируются нервногуморальным путем. Выделение конечных продуктов обмена веществ с мочой, калом, потом и выдыхаемым воздухом.

      Обменом веществ называют сложную цепь превращений веществ в организме, начиная с момента их поступления из внешней среды и кончая удалением продуктов распада. В процессе обмена организм получает вещества для построения клеток и энергию для жизненных процессов.

     Обмен белков. Белки служат основным строительным материалом клеток. С связаны многие жизненные функции, такие как перенос кислорода, иммунные процессы, сокращение мышц. Все химические реакции в клетках катализируются ферментами-белками, из белков построены все органоиды клеток. Белки бесконечно разнообразны. Разнообразие белков объясняется тем, что немногим более 20 аминокислот, комбинируясь друг с другом, образуют белковые молекулы разного строения. Белки содержатся в растительных и животных продуктах. В пищеварительном тракте белки пищи расщепляются до аминокислот, которые поступают в кровь. В клетках из аминокислот синтезируют белки, свойственные организму. Одновременно белки клеток и часть аминокислот расщепляются до конечных продуктов: углекислого газа, воды и др. Продукты распада и избытки воды удаляются из организма через почки, легкие и кожу.

     Обмен углеводов. Углеводы служат источником энергии для клеток мозга, мышц, они расщепляются до углекислого газа и воды. Сложные углеводы расщепляются в пищеварительном канале до более простых, например, глюкозы, которая всасывается в кровь. Уровень глюкозы в крови всегда постоянный (0,10 – 0,12 %) и регулируется гормоном поджелудочной железы – инсулином. Благодаря этому гормону избыток сахара, находящегося в крови, превращается в животный крахмал гликоген, запасы которого откладываются в печени и мышцах. Другой гормон поджелудочной железы способствует превращению гликогена в глюкозу при ее недостатке в крови, т.е. оказывает противоположное действие. При недостатке инсулина возникает тяжелое заболевание, при котором глюкоза накапливается в крови. Часть ее непрерывно удаляется с мочой, поэтому заболевание называют сахарным диабетом. До искусственного получения инсулина это заболевание было смертельным. Теперь больным регулярно вводят гормон инсулин, а из рациона больного исключаются углеводы. Углеводы содержатся во многих растительных продуктах, богатых крахмалом  и сахаром: в зернах злаков, картофеле, ягодах и фруктах.

     Обмен жиров. Откладываясь в запас в соединительнотканных оболочках, жиры препятствуют смешению и механическим повреждениям органов. Подкожный жир плохо проводит тепло, что способствует сохранению постоянной температуры тела. При расщеплении 1 г жира освобождается в 2 раза больше энергии, чем при расщеплении 1 г белков или углеводов.

      Жиры  пищи расщепляются в пищеварительном  тракте до глицерина и жирных кислот, которые попадают в лимфу, а затем  в кровь. С пищей необходимо потреблять жиры как животного, так и растительного происхождения. Жидкие растительные жиры содержат незаменимые компоненты, которых нет в жирах животного происхождения. Большая часть жиров откладывается в запас. Запасы жиров используются в организме при недостатке пищи и затратах энергии.

     Превращение в организме органических соединений. Недостаток одних органических соединений в пище возмещается за счет избытка других. Эти процессы совершаются в печени под действием специальных ферментов. Белки могут превращаться в жиры  и углеводы, некоторые углеводы – в жиры. Возможно превращение жиров в углеводы. Недостаток белков в пище невосполним, так как они строятся только из аминокислот, а аминокислоты не образуются ни из жиров, ни из углеводов. Особенно опасно белковое голодание для растущего организма. Людям необходима пища как животного, так и растительного происхождения. Белки растений не содержат всех необходимых человеку аминокислот, нужных для образования характерных для человека белков. В продуктах животного происхождения – мясе, рыбе, яйцах, молоке – состав аминокислот соответствует потребностям организма.

     Обмен неорганических веществ. Регуляция обмена веществ.

Обмен воды и минеральных  солей.

      Вода  составляет около ²/₃ массы тела человека. В цитоплазме и ядре клеток воды значительно больше, чем других веществ. Многочисленные химические превращения веществ в клетках идут только в водных растворах. Очень много воды содержится в крови, лимфе, пищеварительных соках.

      Организм  постоянно теряет воду. Она выводится  из нашего тела с мочой, потом, калом, с парами выдыхаемого воздуха. Поэтому  количество воды в организме должно постоянно пополняться. Без воды человек может прожить всего несколько суток. Организму необходимы также минеральные соли. Благодаря им поддерживается постоянный внутренний состав внутренней среды. Присутствие солей кальция обязательно для свертывания крови. Из минеральных солей состоит значительная часть межклеточного вещества костной ткани. Почти все нужные нашему организму минеральные соли содержатся в достаточном количестве в обычной пище. В ней не хватает только хлорида натрия. Поэтому в пищу добавляют поваренную соль.

     Роль  желез внутренней секреции в регуляции  обмена веществ.

      Роль  регуляторов обмена играют все железы внутренней секреции. Гормоны щитовидной железы регулируют окислительные процессы, влияя на рост и развитие организма. Снижение активности щитовидной железы или удаление ее приводит к тяжелому нарушению обмена веществ – микседеме. Окислительные процессы в тканях больного микседемой снижаются, температура тела падает, ритм сердечных сокращений замедляется, развивается тучность, уменьшается возбудимость нервной системы. Если больные по предписанию врача ежедневно принимают внутрь препараты гормонов, изготовленные из щитовидных желез животных, то болезненные явления у них исчезают. Такое лечение приходится проводить без перерыва в течение всей жизни. Снижение активности щитовидной железы замедляет рост и развитие детей (кретинизм). При повышенной активности щитовидной железы увеличивается уровень обменных процессов. При этом повышаются частота сердечных сокращений, кровяное давление, возбудимость нервной системы. Человек становится раздражительным и быстро устает. Это признаки базедовой болезни. Больные базедовой болезнью постоянно чувствуют голод и много едят, но при этом сильно худеют. У таких больных щитовидная железа увеличена, глаза выпучены.

      Для лечения базедовой болезни применяются  лекарства, которые угнетают образование  гормонов. Иногда приходится удалять  часть щитовидной железы. Надпочечники вырабатывают несколько гормонов. Они контролируют углеводный, жировой, белковый обмен, способствуют превращению белков в углеводы, регулируют обмен воды и солей.

Нарушение регуляции  обмена веществ вызывает различные  заболевания.

Энергетический  обмен. Гигиена питания.

Превращение энергии в организме.

      Для различных процессов жизнедеятельности организма (образования веществ, мышечной работы, поддержания температуры тела)необходима энергия – около 10500 кДж (2500 ккал) в сутки. Источник ее – энергия, заключенная в химических связях молекул органических веществ (белков, жиров и углеводов), получаемых с пищей.

      В организме постоянно идут сложные  процессы превращения энергии. В  результате одних превращений организм пополняется энергией, в результате других – теряет ее. Например, при окислении и распаде глюкозы и других органических соединений в клетках химическая энергия освобождается и превращается в электрическую и механическую. Так, электрическая энергия нервного импульса обеспечивает передачу информации по нервным волокнам, а механическая – сокращение скелетных мышц, мышц сердца и диафрагмы. Все эти виды энергии переходят в конечном счете в тепловую энергию. Часть тепла используется для поддержания постоянства температуры тела, а его избыток организм отдает в окружающую среду. Таким образом, организм человека подчиняется закону сохранения энергии: энергия не возникает и не исчезает, она только видоизменяется.

Расход  энергии у людей, занимающихся различными видами труда.

     Затраченная организмом энергия восполняется питанием. Зная, сколько энергии тратят в сутки люди той или иной профессии, можно установить для них нормы питания. Установлено, что затрата энергии тем больше, чем в большей степени деятельность человека связана с физическим трудом. 

Определение норм питания.

      Для сохранения здоровья и работоспособности пища человека полностью должна восстанавливать то количество энергии, которое он затрачивает в течение суток. С этой целью составляют нормы питания для людей разных профессий. Для этого нужно знать, какой запас энергии находится в питательных веществах, какова их энергетическая ценность. Современные методы исследования позволяют правильно подобрать нормы питания для каждого человека. При составлении пищевого рациона учитывают потребность организма во всех питательных веществах – белках, жирах и углеводах, витаминах, минеральных солях. В течение суток взрослому человеку необходимо около 85 г белков (из них 48 г белков животного происхождения), 100-104 г жиров (в том числе 30 г растительных масел) и около 380 г углеводов. Нормы питания удовлетворяют энергетические нужды организма, способствуют образованию новых клеток взамен погибших, обуславливают высокую работоспособность человека и обеспечивают его сопротивляемость инфекционным заболеваниям.

     Состав  и функции крови. Плазма крови.

Значение  крови.

      Кровь – одна из жидких внутренних сред организма. Кровь движется по замкнутой системе  кровеносных сосудов и выполняет  транспортную функцию. Она приносит к клеткам всех органов питательные вещества и кислород и переносит к органам выделения продукты жизнедеятельности. С участием крови осуществляется гуморальная регуляция функций организма биологически активными веществами. Кровь обеспечивает защитные реакции организма от инфекций.

     Состав  крови. В организме человека находится около 5 л крови. Кровь – это один из видов соединительной ткани организма. Основную ее часть составляет жидкое межклеточное вещество – плазма. В плазме находятся клетки крови – эритроциты и лейкоциты и кровяные пластинки – тромбоциты, которые образуются из несколько клеток красного костного мозга. Их созревание, накапливание и разрушение происходит в других органах. Плазма в основном состоит из воды, в которой растворены органические и неорганические вещества. Вода составляет в плазме около 90 %, остальные 10% - это белки, жиры, глюкоза, минеральные соли и другие вещества. Изменение состава плазмы губительно действует на организм. Несмотря на постоянное поступление в кровь многих веществ, состав плазмы не меняется. Избыток веществ удаляется из плазмы через органы выделения: в легких кровь освобождается от углекислого газа, а в почках – от избытка воды и растворенных в ней минеральных солей.

     Свертывание крови. При ранении сосудов кровь свертывается, образуя сгусток – тромб, препятствующий вытеканию крови. Сгусток постепенно уплотняется и закрывает место повреждения сосуда, тем самым останавливая кровотечение. Со временем стенка сосуда восстанавливается, а тромб рассасывается. Основу тромба составляет нерастворимый волокнистый белок фибрин, образующийся из растворенного в плазме белка фибриногена. Для образования фибрина необходимы особые вещества, находящиеся в крови и образующиеся при разрушении кровяных пластинок, сосудов и окружающих их тканей. Важную роль в процессе свертывания крови играют соли кальция. Если их удалить, то кровь утрачивает способность свертываться. Между нитями фибрина задерживается клетки крови, придающие сгустку красный цвет. Образование сгустка крови происходит в течение 3-8 минут. В лимфе тоже содержится фибриноген. Она свертывается при тех же условиях, что и кровь, но несколько медленнее. Некоторым люди от рождения страдают заболеванием, при котором кровь не способна свертываться. Такие люди могут умереть от потери крови в результате даже самых незначительных ранений.

      Свертывание крови – это защитное приспособление организма, предохраняющее его от потери крови.

Эритроциты. Переливание крови. Строение и функции эритроцитов.

      Основная  функция эритроцитов заключается  в переносе кислорода от органов  дыхания ко всем клеткам тела. Вместе с тем эритроциты принимают участие и в удалении из тканей углекислого газа.

      В состав эритроцитов входит белковое вещество гемоглобин, от которого зависит красный цвет крови. Поэтому эритроциты еще называют красными клетками крови. Гемоглобин состоит из двух частей: белковой – глобина и железосодержащей – гемма. В легких гемоглобин способен легко присоединять кислород. Соединение гемоглобина с кислородом имеет ярко-красный цвет. Кровь, насыщенную кислородом, называют артериальной. Соединение гемоглобина с кислородом нестойкое. При его распаде вновь образуются гемоглобин и свободный кислород, который поступает в клетки тканей. Кровь, обедненную кислородом, называют венозной. Эритроцит имеет форму диска, вдавленного по середине, и не содержит ядра. Такая форма увеличивает его поверхность. Эритроциты очень мелки: их диаметр равен нескольким тысячным миллиметра. В 1мм³ крови содержится примерно 5 млн. эритроцитов. Продолжительность жизни эритроцита около четырех месяцев. Поэтому кровь человека постоянно пополняется новыми эритроцитами. Образование эритроцитов происходит в кроветворном органе – красном костном мозге, который находится в губчатом веществе костей. Местом хранения эритроцитов является селезенка, способная задерживать до 300 мл крови. Когда возникает необходимость в повышенном кровоснабжении органов и тканей, селезенка отдает нужные порции крови в общий кровоток. В селезенке и печени происходит разрушение эритроцитов.

     Малокровие. Малокровие связано с уменьшением числа эритроцитов в крови или с понижением содержания в них гемоглобина, а иногда с обеими этими причинами. Малокровие возникает и при больших потерях крови. Причинами малокровия могут быть недостаточное питание, некоторые заразные болезни, большие потери крови, нарушение функций красного костного мозга. Малокровие излечимо. Усиленное питание и свежий воздух нередко помогают восстановить нормальное содержание гемоглобина в крови.

     Переливание крови. При некоторых заболеваниях или кровопотерях человеку делают переливание крови. Кровь для переливания берут у взрослых людей – доноров. Ее хранят в герметически закупоренных стеклянных сосудах. Чтобы кровь не свертывалась и была пригодной в течение длительного времени для переливания, в нее добавляют особые химические вещества. Такую консервированную кровь можно перевозить на большие расстояния. Донорство получило широкое распространение и пользуется заслуженным почетом, так как служит сохранению здоровья или жизни людей.

      Кровь одного человека не всегда совместима с кровью другого. У людей различают  четыре группы крови. Для переливания употребляют кровь не любой группы, а только такую, которую можно ввести в организм без вреда для здоровья.

Совместимость крови людей.

      Каждому человеку нужно знать группу своей  крови. Группа крови наследуется  от родителей и не изменяется в  течение всей его жизни. Наиболее распространенной является кровь I группы, самой редкой – кровь IV группы.

Лейкоциты. Иммунитет. Строение и функции лейкоцитов. Существует несколько видов лейкоцитов, отличающихся по строению и функциям. Они бесцветны, и поэтому их называют белыми клетками крови. Все они имеют ядра. В 1 мм³ крови содержится 6-8 тыс. лейкоцитов. Продолжительность их жизни различна: от нескольких суток до нескольких десятков лет. Лейкоциты непрерывно образуются в кроветворных органах – красном костном мозге, селезенке и лимфатических узлах. Лейкоциты способны активно передвигаться.

     Иммунитет. Лейкоциты играют важную роль в защите организма от микробов, ядовитых веществ, от чужеродных для организма клеток и тканей. Некоторые виды лейкоцитов способны проникать через стенки сосудов. Они устремляются в ткань, например, болезнетворными микробами и их ядами, поглощают и переваривают их. Процесс поглощения и переваривания чужеродных частиц был открыт известным русским биологом Ильей Ильичом Мечниковым и назван фагоцитозом (греч. фагос – поглощающий), а клетки-«пожиратели» - фагоцитами. Если чужеродных тел проникло в организм очень много, то фагоциты, поглощая их, сильно увеличиваются в размерах и в конце концов разрушаются. При этом освобождаются вещества, вызывающие местную воспалительную реакцию, сопровождающуюся отеком, повышением температуры и покраснением пораженного участка.

      Выделение веществ, вызывающих реакцию воспаления, привлекает новые лейкоциты к месту внедрения чужеродных тел. Уничтожая чужеродные тела и поврежденные клетки, лейкоциты гибнут в больших количествах. Гной, который образуется в тканях при воспалении, - это скопление погибших лейкоцитов. Защита организма от чужеродных тел осуществляется не только при помощи фагоцитоза. В организме также образуются особые белки – антитела, обезвреживающие чужеродные тела и их яды.

      Выработка антител происходит с участием особого вида лейкоцитов, встречающихся не только в крови, но и в лимфе. Поэтому этот вид лейкоцитов называют лимфоцитами. Некоторые антитела действуют против возбудителя одного заболевания, например против возбудителя кори. Известны антитела широкого действия против возбудителей нескольких заболеваний. Они повышают общую сопротивляемость организма. Антитела могут сохраняться длительное время, поэтому организм становится невосприимчивым к повторным заболеваниям.

      Фагоцитоз и выработка антител – единый защитный механизм, названный иммунитетом. Иммунитет защищает организм от инфекционных болезней, освобождает его от погибших, переродившихся и ставших чужеродными клеток. Иммунные реакции являются причиной отторжения пересаженных органов и тканей.

     Виды  иммунитета. Люди уже с рождения невосприимчивы к многим болезням, которыми болеют животные. Например, люди не болеют чумой животных. Такой иммунитет называют врожденным. Человек не заболевает потому, что в его крови содержатся готовые антитела. Врожденный иммунитет наследуется потомством от родителей. В других случаях иммунитет вырабатывается после перенесения инфекционных заболеваний. Это приобретенный иммунитет. Переболев коклюшем, корью, ветряной оспой, люди, как правило, не заболевают этими болезнями повторно.

      Иммунитет врожденный или приобретенный в  результате перенесенного заболевания  называют естественным. Чтобы уберечь человека от заражения той или иной инфекционной болезнью, например, дизентерией, брюшным тифом, дифтерией, вырабатывают искусственный иммунитет. Для этого человеку делают прививки – вводят убитых или сильно ослабленных возбудителей болезни. Прививка вызывает заболевание в легкой форме, при этом образуются защитные антитела. После прививки человек чаще всего не заболевает или болеет легко. Успешной борьбе с инфекционными заболеваниями способствуют прививки против таких тяжелых заболеваний, как дифтерия, туберкулез, полиомиелит и др. Если заболевшему нужно быстро оказать помощь, ему обычно вводят готовые антитела в виде лечебной сыворотки. Ее получают из плазмы крови животных или людей, перенесших инфекционное заболевание.

      В наше время изготавливают различные  лечебные сыворотки. Некоторые из них  применяют не только для лечения, но и для предупреждения заболевания. Так, развитие очень опасной болезни – столбняка можно предотвратить своевременным вливанием противостолбнячной сыворотки. Столбняк может быть вызван загрязнением ран землей, так кА его возбудители подолгу сохраняются в почве. Когда в рану попадает земля, необходимо сразу обратиться в лечебное учреждение, где будет введена противостолбнячная сыворотка. Антитела, содержащиеся в ней, не дадут болезни развиться. Так как при использовании лечебных сывороток антитела не образуются в организме, а вводятся в него извне, то они сохраняются в крови очень недолго. Через некоторое время организм вновь станет восприимчивым к болезни.

      В организме человека иммунитет вырабатывается не ко всем инфекционным болезням. Некоторыми из них можно болеть много раз в жизни. Такова, например, ангина.

     Кровообращение. Движение крови в организме. Органы кровообращения. Значение кровообращения.

      Система органов кровообращения человека представлена сердцем и кровеносными сосудами. Сокращаясь, сердце работает как насос и проталкивает кровь по сосудам, обеспечивая ее непрерывное движение. При остановке сердца наступает смерть, потому что прекращается доставка тканям кислорода и питательных веществ, а также освобождение тканей от продуктов распада. Движение крови по сосудам называют кровообращением.

     Сердце. Сердце – мышечный орган, масса которого у взрослого человека составляет 250-300 г. Сердце расположено в грудной полости, смещено влево от средней линии груди. Оно находится в околосердечной сумке, образованной соединительной тканью. Внутренняя поверхность околосердечной сумки выделяет жидкость, увлажняющую и уменьшающую трение при сокращениях. Строение сердца соответствует его функции. Оно разделено сплошной перегородкой на две части – левую и правую. В свою очередь, каждая часть сердца разделена на две сообщающихся друг с другом отдела: верхний – предсердие и нижний – желудочек. Таким образом, сердце у человека, как у всех млекопитающих, четырехкамерное: оно состоит из двух предсердий и двух желудочков.

      Стенки  предсердий гораздо тоньше стенок желудочков. Это связано с тем, что работа, совершаемая предсердиями, сравнительно невелика. При их сокращении кровь поступает в желудочки, которые совершают значительно большую работу, проталкивают кровь по всей длине сосудов. Мышечная стенка левого желудочка толще стенки правого, так как он совершает большую работу. На границе между каждым предсердием и желудочком имеются клапаны в виде створок, которые сухожильными нитями прикреплены к стенкам сердца. Это створчатые клапаны.

      Во  время сокращения предсердий створки клапанов свисают внутрь желудочков. Поэтому кровь свободно проходит из предсердий в желудочки. При сокращении желудочков створки клапанов захлопываются и закрывают вход в предсердия. Поэтому кровь движется в одном направлении: от предсердий к желудочкам. Из желудочков кровь выталкивается в сосуды.

     Кровеносные сосуды. Все тело пронизывают кровеносные сосуды. По строению они не одинаковы. Артерии – это сосуды, по которым кровь движется от сердца. Они имеют плотные упругие эластичные стенки, в состав которых входят гладкие мышцы. Сокращаясь, сердце выбрасывает в артерии кровь под большим давлением. Благодаря плотности и упругости стенки артерии выдерживают это давление и растягиваются.

      Крупные артерии по мере удаления от сердца ветвятся. Самые мелкие артерии распадаются на тончайшие капилляры. Их стенки образованы одним слоем плоских клеток. Сквозь стенки капилляров вещества, растворенные в плазме крови, проходят в тканевую жидкость, а из нее попадают в клетки. Продукты жизнедеятельности клеток проникают сквозь стенки капилляров из тканевой жидкости  в кровь. В организме человека примерно 150 млрд. капилляров. Если все капилляры вытянуть в одну линию, то ею можно опоясать земной шар по экватору два с половиной раза. Кровь собирается в вены – сосуды, по которым кровь движется к сердцу. Давление  в венах невелико, стенки их тоньше стенок артерий. Движение крови в организме происходит по двум замкнутым системам сосудов, соединенных с сердцем, - малому и большому кругам кровообращения.

     Малый круг кровообращения. В правую часть сердца попадает венозная, бедная кислородом кровь. Сокращаясь, правый желудочек выбрасывает кровь в легочную артерию. По двум ветвям, на которые делится легочная артерия, кровь направляется к легким. В легких ветви легочной артерии распадаются на все более мелкие артерии и переходят в капилляры, густо оплетающие многочисленные легочные пузырьки, куда поступает атмосферный воздух. Когда кровь течет по капиллярам легких, в нее поступает кислород. Одновременно углекислый газ из крови переходит в воздух, заполняющий легкие, т.е. в капиллярах легких венозная кровь становится артериальной. Затем кровь собирается в вены. Сливаясь друг с другом, они образуют четыре легочные вены, впадающие в левое предсердие.