Studentam.net.ua

1.2. Організм як єдине ціле. Рівні організації організму людини

   Організм людини є цілісною, складною, динамічною системою, що виконує різноманітні функції. Він включає в себе ієрархічно організовані підсистеми і системи, які об’єднані спільністю будови і виконуваною функцією: клітини, тканини, органи, системи органів.
   Клітина - структурна і функціональна одиниця людського організму.
   Вивчення будови, функцій клітин, їх взаємодій між собою - основа до розуміння такого складного організму, як людина. Клітини активно реагують на подразнення, виконують функції росту і розмноження, здатні до самовідтворення, регенерації і пристосування до навколишнього середовища. У клітинах відбувається обмін речовин і енергією.
   В організмі дорослої людини нараховується близько 200 видів клітин, які відрізняються за розмірами, формою, особливостями організації, функціями.
   За формою клітини розрізняють: циліндричні і кубічні (в епітеліальних тканинах); дископодібні (еритроцити), кулясті (яйцеклітини), видовжені і веретеноподібні (м’язові), зірчасті (нервові), амебоїдні (лейкоцити - не мають постійної форми).
   Розміри і маса клітин різноманітні. Розміри клітин організму людини коливаються від 3-4 мкм (деякі форми лейкоцитів) до 150 см (нервова клітина разом з відростком). Маса клітин коливається від 10^-7 до 10^-5 г.
   Із 118 відомих хімічних елементів понад 80 найдено в організмі людини.
   Усі хімічні елементи, що містяться в клітині, входять до складу органічних і неорганічних сполук.
   Серед неорганічних речовин до складу клітин входить вода і мінеральні солі. Органічні речовини становлять 20 - 30% маси кожної клітини. 50 - 80% всіх органічних речовин клітини становлять білки - біополімери, мономерами яких є амінокислоти; 1% маси клітини (у печінці до 5%) займають вуглеводи - органічні сполуки із загальною формулою С_п(Н₂О)_m; 5-15% маси клітини становлять ліпіди - низькомолекулярні органічні речовини, не розчинні у воді; 1-2% складають у клітині нуклеїнові кислоти - біополімери, мономерами яких є нуклеотиди.
   Кожна клітина оточена плазмолемою, яка складається з клітинної мембрани, надмембранного комплексу, субмембранної опорно-скоротливої системи. Вона утворює вирости, вгини, мікроворсинки, які набагато збільшують зовнішню та внутрішню поверхню клітини. Плазмолема визначає розміри клітини, вона міцна, еластична, напівпроникна ,товщиною 9-10 нм
   Основні функції плазмолеми:
   1. Бар’єрна - обмежує цитоплазму і захищає її від впливів навколишнього середовища.
   2. Транспортна - забезпечує поступання в клітину поживних речовин, виведення із клітини продуктів обміну і біологічно активних секретів.
   3.Рецепторна - здійснюється завдяки великій кількості чутливих утворень - рецепторів, які розташовані на поверхні мембрани. Рецептори здатні сприймати впливи різних хімічних і фізичних подразників. Рецепторами є спеціальні рецепторні білки. Рецептори розташовуються по всій поверхні мембрани рівномірно або можуть бути сконцентровані в якійсь одній частині клітинної мембрани.
   4.Забезпечує контакти між клітинами.
   Цитоплазма - внутрішнє середовище клітини. Складається з гіалоплазми, органел і включень. Гіалоплазма ( від грец. hyalinos - прозорий)- складна колоїдна система, яка заповнює простір між клітинними органелами. В гіалоплазмі синтезуються білки, здійснюються важливі життєві процеси, в ній знаходиться енергетичний запас клітини. Вона об’єднує різні структури клітини і забезпечує їх хімічну взаємодію. В гіалоплазмі знаходяться органели і включення.
   Органели - це постійно присутні структури клітини, які мають характерну будову, властиву лише відповідній органелі та виконують життєво важливі функції. Розрізняють органели:
- загальні - є у всіх клітинах, хоч би в певні періоди їх життєдіяльності. Це рибосоми, ендоплазматична сітка, мітохондрії, комплекс Гольджі, центросома, лізосоми, пероксисоми;
- спеціальні - є лише в окремих високоспеціалізованих клітинах: міофібрили - в м’язових, нейрофібрили - в нервових, тонофібрили - в епітелії шкіри, війки - в епітелії повітроносних шляхів, джгутики - в сперматозоїдах;
- мембранні - це замкнуті поодинокі або зв’язані один з одним ділянки цитоплазми, відділені від гіалоплазми мембранами. До мембранних органел належать ендоплазматична сітка, комплекс Гольджі, мітохондрії, лізосоми, пероксисоми;
- немембранні - рибосоми і центросома.
   Клітинне ядро є обов’язковим компонентом клітини. Розрізняють інтерфазні ядра - звичайні ядра функціональних клітин, що не діляться, і ядра клітин під час мітозу.
   В інтерфазній клітині (у періоді між двома поділами) ядро складається з:
- каріолеми (ядерної оболонки) - відділяє вміст ядра від цитоплазми клітини і регулює транспорт речовин між ядром і цитоплазмою;
- каріоплазми (ядерного соку) - внутрішній вміст ядра, в який занурені ядерця, хромосоми і різноманітні гранули.
- ядерець - це щільні структури, які складаються з рибонуклеопротеїдних фібрил(комплексів РНК з білками), внутрішньоядерцевого хроматину та гранул. Ядерце не має оболонки. Функції - синтез РНК, утворення або складання субодиниць рибосом (утворення рибосом). У клітині за звичай буває 1-2, рідше більше ядерець;
- хромосом - ядерні органели, в яких розміщені гени. В інтерфазному ядрі хромосоми частково деконденсовані і тому їх сумарно називають хроматином. Хромосоми стають помітні у світловий мікроскоп у вигляді щільних структур лише під час поділу. Хромосоми складаються з молекул ДНК і білків, на які приходиться 60-70% від сухої маси хромосом. До складу хромосом входять РНК і ферменти.
   За масою розрізняють два типи хромосом:
- s-хромосоми, побудовані з однієї хроматиди;
- d-хромосоми, що мають у своєму складі дві повздовжні частини -хроматиди. Обидві хроматиди сполучаються у зоні первинної перетяжки, яка поділяє хромосому на ділянки -плечі. У ділянці первинної перетяжки розміщена центромера, до якої приєднуються нитки веретена поділу. Деякі хромосоми мають ще й вторинні перетяжки (зони ядерцевого організатора), де знаходяться гени, що відповідають за утворення ядерець. Їх у людини 5 пар.
   Після поділу клітини в дочірніх клітинах є s -хромосоми, а в інтерфазі відбувається подвоєння ДНК і хромосоми набувають подвійної маси, перетворюються в d -хромосоми.
   У людини довжина хромосом в середньому 4-6мкм. У соматичних клітинах є по дві копії кожної хромосоми. Їх називають гомологічними хромосомами. Вони подібні за розмірами, формою, будовою, несуть одні і ті ж гени, які розташовані однаково. Кожна клітина має певний набір хромосом - каріотип. Особливості каріотипу особин того чи іншого виду залежить від кількості, розмірів та форми хромосом. Нормальний каріотип людини включає 22 пари соматичних хромосом (аутосом) і одну пару статевих хромосом (ХХ або ХУ). Соматичні клітини людини (диплоїдні) мають подвійне число хромосом -46. Статеві клітини містять гаплоїдний (одинарний) набір - 23 хромосоми.
   Таким чином, хромосоми несуть генетичну інформацію про синтез білка, виконують головну роль у визначенні специфічності білка.
   Функції ядра:
- зберігає спадкову інформацію і передає її дочірнім клітинам під час поділу;
- в ядрах за участю ядерець формуються рибосоми;
- завдяки реалізації спадкової інформації, закодованої у вигляді послідовності нуклеотидів молекули ДНК, ядро регулює біохімічні, фізіологічні та морфологічні процеси в клітині.
   Клітини утворюють тканини. Тканина - сукупність клітин та міжклітинної речовини, подібних за будовою, функціями, які мають спільне походження. В організмі людини за морфологічними і фізіологічними розрізняють 4типи тканин: епітеліальна, сполучна, м’язова, нервова. Причина відмінностей між тканинами полягає в тому, що їх клітини структурно спеціалізовані для виконання певних функцій, необхідних організму.
   Епітеліальна тканина вкриває поверхню тіла, внутрішні органи, вистеляє порожнисті органи травної, дихальної, сечостатевої систем, утворює залози. Входить до складу майже всіх органів, зумовлюючи специфіку їхньої будови і функцій. За функціями поділяють епітеліальні тканини на покривні і залозисті.
   Особливості будови:
- межуюче положення, пошарова будова і розташування пластами. Покривний епітелій утворює суцільні пласти, які складаються з одного або багатьох шарів клітин, щільно прилеглих один до одного. Пласт епітеліальних клітин лежить на базальній мембрані - тоненькому щільному шарі міжклітинної речовини, яку виділяють як епітеліальні клітини, так і тканини, розташовані під нею (сполучні). Базальна мембрана відмежовує епітелій від сполучної тканини, виконує бар’єрну функцію і забезпечує живлення епітелію за рахунок судин пухкої сполучної тканини шляхом дифузії. Епітелій не містить кровоносних судин (за невеликим винятком);
- складається майже виключно з клітин, міжклітинна речовина в епітеліальних тканинах розвинена слабко;
- клітини епітелію - епітеліоцити - полярні, мають апікальну частину, спрямовану на зовні, і внутрішню -базальну. На зовнішній частині можуть знаходитися джгутики, війки, мікроворсинки тощо.
- оскільки клітини епітелію займають межове положення, вони часто пошкоджуються і тому в них добре розвинена здатність до регенерації.
   Згідно морфофункціональної класифікації епітеліальні тканини поділяються на одношарові і багатошарові. Одношаровий епітелій поділяють на однорядний та багаторядний. За формою клітин епітелій розрізняють плоский, кубічний, призматичний. багатошаровий епітелій поділяють на плоский зроговілий, плоский незроговілий і перехідний.
   Залозистий епітелій утворює залози, різні за формою, розташуванням і функціями. Епітеліальні клітини залоз синтезують і виділяють речовини - секрети. Залози можуть бути одноклітинні (бокаловидні клітини кишкового епітелію, які виділяють слиз) або багатоклітинні (наприклад, слинні залози).
   Епітелій розвивається в людини дуже рано, починаючи з 3-4 тижня ембріонального розвитку. Джерелом походження епітелію є всі три зародкові листки: екто-, ендо-, і мезодерма.
   Особливості сполучних тканин, або тканин внутрішнього середовища полягають в тому, що до їх складу входять:
- аполярні клітини;
- значна частина міжклітинної речовини. У певних різновидах консистенція цієї речовини різна, від рідкої(як у крові), аж до щільної (як у кістки). У міжклітинній речовині завжди присутня значна кількість сполучнотканинних волокон.
   За своїми функціями сполучні тканини поділяються на дві групи:
- тканини з переважно трофічними і захисними функціями (кров і лімфа, ретикулярна тканина і ендотелій);
- тканини переважно з сполучними і опорними функціями (власне сполучна тканина, хрящова і кісткова тканини).
   Розрізняють власне сполучну тканину, скелетні, кров, лімфа.
   Основна властивість м’язової тканини - скоротливість. М’язові тканини становлять близько 45% маси тіла дорослої людини. Побудовані з клітин видовженої форми, в яких містяться спеціальні органели - міофібрили, які забезпечують процес скорочення, завдяки чому і відбувається рух( кровообіг, пересування їжі в травному тракті, робота серця, переміщення організму або його частин у просторі). Розрізняють поперечно-посмуговану (забезпечує рух кісток у суглобах), гладеньку (здійснює рух внутрішніх органів -кишечнику, шлунка), серцеву м’язову тканину (виконує важливу функцію скорочення серця).
   Нервова тканина володіє такими високоспеціалізованими властивостями, як подразливість і провідність. Вона виконує функції сприймання, переробки, збереження і передачі інформації, що поступає від зовнішнього середовища і від внутрішніх органів, забезпечує регуляцію і узгодження діяльності всіх систем організму. Складається нервова тканина з нервових клітин - нейронів і нейроглії. У нейроні виділяють тіло і відростки. Розміри тіла нейрона коливаються від 4 до 130мкм. Форма клітин різна - округла, багатокутна, овальна. Нервова клітина оточена плазматичною мембраною, яка здатна сприймати зовнішні подразнення, проводити збудження, забезпечувати обмін речовин між клітиною і оточуючим середовищем. Цитоплазма нейрона (нейроплазма) містить одне ядро з одним або кількома ядерцями, загальні органели, включення і спеціальні органели. У нервовій клітині добре розвинута гранулярна ендоплазматична сітка, яка під світловим мікроскопом має вигляд своєрідної смугастості, яку називають тигроїдом, або субстанцією Нісля, а також комплекс Гольджі, мітохондрії. Спеціальні органели у вигляді тоненьких ниток - нейрофібрили утворюють щільну сітку в тілі нейрона, а у відростках розташовані поздовжньо. Складаються з пучків мікротрубочок і нейрофіламентів, які беруть участь в транспорті різних речовин. У нейроплазмі можуть бути включення вуглеводів (глікоген), пігменти (меланін) та секрети (в нейросекреторних клітинах). Нейроглія забезпечує функціонування нейронів. Здійснює опорну, трофічну, секреторну і захисну функції. Представлена клітинами різної форми, які супроводжують нейрони.
   Орган - частина тіла, яка має певну форму і будову, займає постійне положення в тілі і виконує одну або декілька специфічних функцій (наприклад, нирки - виділення, серце - перекачує кров). Орган складається з кількох видів тканин, але одна переважає. Наприклад, у мозку головною тканиною є нервова, в печінці - епітеліальна, в м’язах - м’язова). Органи, що містяться в порожнинах тіла людини називають внутрішніми. У грудній порожнині міститься серце, великі кровоносні судини, трахея, легені й розміщений позаду трахеї стравохід. У верхній частині черевної порожнини містяться шлунок, тонка і товста кишки, печінка, підшлункова залоза і селезінка, у нижній - нирки, сечоводи, сечовий міхур. Грудна порожнина відокремлена від черевної діафрагмою. Органи об’єднуються в системи органів.
   Фізіологічна система органів - об’єднання органів для виконання певної функції. Виділяють такі фізіологічні системи: кровообігу(серцево-судинна), травлення, виділення, дихання, нервову, ендокринну, сенсорні, статеву, опорно-рухову.
   Діяльність кожної фізіологічної системи тісно узгоджується з іншими. Разом вони складають більш високий ступінь функціональної організації - функціональну систему.
   Функціональна система органів - це об’єднання органів або фізіологічних систем для одержання корисного для організму результату. Наприклад, надходження кисню до клітин і виведення з них вуглекислого газу здійснюється завдяки спільній діяльності фізіологічних систем крові, кровообігу, дихання, які складають газотранспортну функціональну систему.