ЛЮДИНА

Фізіологія людини

Людина є міра всіх речей - існування - існуючих і неіснування - неіснуючих.

Протагор (V ст. До н.е.)

Фізіологія людини як наука про життєдіяльність здорового організму людини і функціях його складових частин - клітин, тканин, органів і систем - зародилася в XVIII столітті. Основоположником фізіологи як самостійної галузі знань є англійський учений Уілья Гарвей, який відкрив в 1628 р велике коло кровообігу. Фізіологи людини базується па функціонуванні основних систем організм людей, таких як кровоносна, лімфатична, травна, нервова дихальна та ін.

Фізіологи Д. Екклс, Е. Хакслі, А. Ходжкин, які встановили іонні механізми найважливіших фізіологічних процесів - збудження і гальмування, відзначені Нобелівською премією. Як відомо, нерви і м'язів відносяться до збудливим утворень. Це означає, що у відповідь на роздратування в них виникають різні електричні потенціали. Згідно іонно-мембранної теорії біоелектричних потенціалів, створене в середині XX століття А. Ходжкіна, Е. Хакслі, Б. Катц, вони обумовлені неоднаковою концентрацією іонів К +, № +, С1 ~ всередині і вн клітини і різною проникністю для них поверхневої мембрани Пізніше були відкриті медіатори (нейротрансмітери), що лягло в основ вчення про хімічний механізм передачі нервового імпульсу.

Розробка І. П. Павловим вчення про умовні рефлекси дозволило йому не тільки отримати підтвердження сформульованої Сєченова концепції про залежність всіх функцій організму від навколишнього середовища але і створити нове вчення - фізіологію вищої нервової діяльності? Людини і тварин.

Організм і довкілля - це єдина система, так як між ними відбувається безперервний обмін речовиною і енергією (рис. 16.1) Енергія необхідна організму для підтримки всіх його життєво важливих функцій. Вона виділяється за рахунок окислення складних органічно з'єднань, тобто білків, жирів і вуглеводів. Резервування енергії відбувається в основному у вигляді макроергічних зв'язків АТФ (аденозінтрі-фосфату).

Схема обміну речовин і енергії в організмі

Мал. 16.1. Схема обміну речовин і енергії в організмі

АТФ - це універсальне джерело енергії в організмі людини. Вивільнення енергії відбувається за рахунок гідролізу ЛТФ, связанног з кінцевими фосфатной групою хімічним зв'язком. Частина цієї енергі виділяється у вигляді теплоти, необхідної для терморегуляції. Так, пр скорочення м'язів близько 80% енергії втрачається у вигляді тепла і лише 20% В перетворюється в механічну роботу.

Процеси обміну речовин, що відбуваються на клітинному і тканинному рівнях в організмі людини, називають метаболізмом, який складається з двох протилежних процесів: анаболізму і катаболізму.

Анаболізму - це процес біосинтезу органічних речовин. Вони забезпечують зростання, розвиток організму, оновлення його структур і накопичення структурної енергії. Катаболізм - це процес розщеплення або окислення складних молекул до простих речовин з виділенням енергії і резервуванням її у вигляді АТФ. Ці процеси забезпечують в організмі білковий, вуглеводний! і жировий обмін. Білки - це біополімери, у скла яких входять близько 20 амінокислот, що містять азот. Функції белко різноманітні: пластична (будівельна), енергетична, транспортна ферментативна та ін. При згорянні 1 г білка в організмі висвобождаетс 4,1 ккал енергії. Добова потреба людини в білках не менше 85-90 г.

Жири - це ефіри вищих жирних кислот і гліцерину. Їх функції - енергетична і структурна. Так, при згорянні в організмі 1 г жир вивільняється 9,3 ккал енергії. В добу потреба людини в жиру становить від 80 до 100 г. Жири депонуються в організмі в підшкірно жирової клітковини і в оболонках навколо внутрішніх органів.

Вуглеводи - це речовини, солодкі на смак, добре розчинні у воді. Їх можна умовно розділити на три класи сполук: моносахариди (глюкоза); дисахариди (мальтоза); полісахариди (крохмаль). Вони виконую енергетичну і пластичну функції, а також входять до складу нуклеїнових кислот (ДНК, РИК) і АТФ. Потреба у вуглеводах складає в добу 350-450 м Запаси вуглеводів в організмі людини у вигляді тваринного крохмалю - глікогену - є в печінці і в скелетних м'язах.

Таким чином, співвідношення в харчовому раціоні основних поживних речовин становить 1: 1: 4 (білків - жирів - вуглеводів).

До складу їжі входять також вода, мінеральні (неорганічні) речовини і вітаміни. Вітаміни - це особлива група речовин, що не синтезуються зовсім або синтезованих в малих кількостях в організмі людини. Вони необхідні для нормального обміну речовин, росту, розвитку людини, підтримання його здоров'я. Всі вітаміни поділяються на водо-і жиророзчинні. До першої групи належать вітамін С, вітамін групи В. Вони містяться в основному в продуктах рослинного походження (овочах, фруктах). Джерелом жиророзчинних витамино (А, В, Е і К) є їжа тваринного походження (молоко, яйця м'ясо, печінка). Деякі вітаміни (К і В 12 ) синтезуються мікрофлорою кишечника. Недостатні надходження вітамінів в організм супроводжуються різними захворюваннями (авітамінози).

До складу внутрішнього середовища організму входить кров, лімфа і тканинна рідина. Внутрішнє середовище має динамічним постійністю констант - гомеостазом, що є умовою незалежного існування підпр організму людини. Гомеостаз - механізм, за допомогою якого жваво організм підтримує параметри своєї внутрішньої середовища, протидіючи зовнішніх впливів, на такому постійному рівні, який забезпечує нормальне життя.

Функціями кровоносної системи є наступні:

  • 1. Підтримка гомеостазу.
  • 2. Транспортна (перенесення газів, поживних речовин, продуктів і метаболізму).
  • 3. Терморегуляторная.
  • 4. Захисна (участь в імунних реакціях).
  • 5. Екскреторна (видільна) і ін.

Обсяг крові в організмі людини становить 4-6 літрів (або 6-8% від маси тіла). Всього 40-45% крові рухається по судинах (в нормі); пр навантаженні на організм кров виходить з депо: селезінки, печінки, легкі і її обмін збільшується. Система кровообігу у людини - пов серце і замкнута система кровоносних судин, що включає артерії вени, капіляри, куди кров надходить завдяки скороченням серця Скорочуючи, серце викидає порцію крові (70 мл) в артерії, при розслабленні в нього вливається кров з вен. Капіляри утворюють густу сет довжиною 200000 км.

Маса серця коливається в межах 200-400 г, за обсягом воно порівнянно з кулаком. Серце скорочується ритмічно з середньою частотою 75 разів на хвилину. Обсяг крові, що перекачується серцем за 1 хв, становить 6 л, але може досягати і 30 л / хв, якщо людина знаходиться в стані збудження або під великим фізичним навантаженням. У нормальних умовах у дорослої людини максимальне (систолічний) тиск крові в плечовій артерії становить 110-125 мм рт. ст., а мінімальна (діастолічний) - 70-85 мм рт. ст.

Система лімфообігу здійснює постійний відтік міжтканинної рідини у напрямку до серця. Лімфа служить для підтримки обсягу і складу тканинної рідини, всмоктування і перенесення поживні речовин з травного каналу у венозну систему, а також для участі в імунних реакціях організму за допомогою доставки лімфоцитів антитіл та ін. Лімфа підтримує білкове сталість крові. Її руху сприяють ритмічні скорочення стінок лімфатичних судин і негативне (присмоктуються) внутрішньо грудний тиск.

Основна функція органів дихання - забезпечення тканин організму людини киснем і звільнення їх від вуглекислого газу. Внутрішньоклітинний дихання забезпечує звільнення енергії, необхідної дл підтримки процесів життєдіяльності. Утворений при цьому вуглекислий газ (С0 2 ) переноситься кровио до легким і видаляється з видихаеми повітрям. Дихання відбувається безперервно і автоматично благодар нервовим імпульсам, що надходять з дихального центру, розташованого в довгастому мозку. Незважаючи на автоматизм дихального центру його робота контролюється корою великих півкуль. Дорослий челове в нормальному стані за один дихальний цикл вдихає і видихає в середньому близько 500 см 3 повітря, а при додатковому (після нормального вдиху) максимальному вдиху можна вдихнути ще 1500-3000 см 3 повітря. Життєва ємність легенів дорівнює сумарній величині дихательног і додаткового обсягів вдиху і виходу (3-5 л).

Травна система людини здійснює механічну і хімічну переробку їжі для всмоктування поживних вещест через стінки травного тракту і надходження їх в кров і лімфу У травному апараті відбуваються складні фізико-хімічно перетворення їжі: від формування харчової грудки в ротовій порожнині до всмоктування і видалення неперетравлених її залишків. Ці процес здійснюються в результаті рухової, всмоктуючої і секреторно функцій системи органів травлення. Всі травні функціонально регулюються нервовим і гуморальним шляхом. Нервові центри, регулюючі функції травлення, знаходяться в різних відділах головного мозок (довгастий мозок, гіпоталамус і кора головного мозку), а гормон здебільшого утворюються в самому шлунково-кишковому тракті.

Травна система людини складається з травної трубки (довжиною 8-9 м) і тісно пов'язаних з нею великих травних залоз: У печінки, підшлункової залози, слинних залоз (великих і дрібних).

У ротовій порожнині здійснюється первинна хімічна і фізична переробка їжі. Так, під дією ферментів слини - а-амілази і мальгази - відбувається гідроліз (розщеплення) вуглеводів при pH (кислотно-лужній рівновазі) 5,8-7,5. Слиновиділення відбувається реф-лекторно. Воно посилюється, коли ми відчуваємо приємні запахи або, наприклад, при попаданні сторонніх часток в ротову порожнину. Обсяг слиновиділення становить 0,5 мл в хв - в стані спокою (це полегшує речедвигательную функцію) і 5 мл в хв - під час їжі. Слини також має бактерицидні властивості. Фізична обробка харч включає роздрібнення (жування) і формування харчової грудки. Кром того, в ротовій порожнині відбувається формування смакових відчуттів У цьому велику роль відіграє також слина, яка в даному випадку виступає в ролі розчинника. Відомі чотири первинних смакових відчуття: кисле, солоне, солодке, гірке. Вони нерівномірно распределяютс на поверхні язика.

Після ковтання їжа потрапляє в шлунок. Залежно від складу їжа в шлунку знаходиться різний час. Хліб і м'ясо переваріваютс за 2-3 год, жири - 7-8 ч. У шлунку з рідких і твердих компонентів їжі поступово формується напіврідка кашка - химус. Шлунковий сік має дуже складний склад, так як є продуктом секреції трьох типів шлункових залоз. Він містить ферменти: пепсиноген, що розщеплюють білки; ліпази, що розщеплюють жири і ін. Крім того, у скла шлункового соку входять соляна кислота (НС1), прідающа соку кислу реакцію (0,9-1,5), і слиз (мукополісахариди), що оберігає стінку шлунка від самопереваріванія.

Майже повне звільнення шлунка відбувається через 2-3 години після прийому їжі. При цьому він починає скорочуватися в режимі 3 рази на хвилин (тривалість скорочень від 2 до 20 с). Шлунок щодня виділяє 1,5 л шлункового соку.

Травлення в 12-палої кишки відрізняється ще більшою складністю з огляду на те, що до них вступають три травних соку: жовч, панкреатичний сік і власний кишковий сік. У 12-палої кишки химус піддається дії ферментів, гидролизующих і жири, і вуглеводи, н білки, а також нуклеїнові кислоти; pH при цьому становить 7,5-В 8,5. Найбільш активні ферменти підшлункового соку. Жовч полегшує переварювання жирів, перетворюючи їх в емульсію. У 12-палої кишки піддаються подальшому розщепленню вуглеводи.

У тонкому кишечнику (худа і клубова кишка) поєднуються три взаємопов'язані процеси - порожнинне (позаклітинне) травлення, пристеночное (мембранне) і всмоктування. Разом вони являють собою етапи травної-транспортного конвеєра. Химус продвігаетс по тонкій кишці зі швидкістю 2,5 см в хвилину і перетравлюється в нема за 5-6 ч. Кншка скорочується 13 разів за хвилину, що сприяє перемішуванню і нагрівання їжі. Клітини кишкового епітелію покриті микроворсинками, що представляють собою вирости висотою 1-2 мкм. Кількість і величезна - від 50 до 200 млн на 1 мм 2 поверхні кишечника. Загальна площа кишечника за рахунок цього зростає до 400 м 2 . У порах між микроворсинками адсорбовані ферменти.

В кишковому соку міститься повний набір ферментів, що розщеплюють білки, жири, вуглеводи, нуклеїнові кислоти. Ці ферменти здійснюють пристінкових травлення. Через микроворсинки відбувається всмоктування простих молекул цих речовин в кров і в лімфу. Так, білки всмоктуються в кров у вигляді амінокислот, вуглеводи - у вигляді глюкози і інших моносахаров, а жири - у вигляді гліцерину і жирних кислот в лімфу і частково в кров.

Процес травлення закінчується в товстому кишечнику. Залози товстого кишечника секретують слиз. У товстому кишечнику благодар населяють його бактеріям відбувається бродіння клітковини і гниття білків. При гнитті білків утворюється ряд отруйних продуктів, які всмоктуючись у кров, знезаражуються в печінці. Печінка виконує бар'єрну (захисну) функцію, синтезуючи з отруйних речовин нешкідливі для організму речовини. У товстому кишечнику завершується активне всмоктування води і формування калових мас. Мікрофлора (бактерії) товстого кишечника здійснює біосинтез деяких біологічно активних речовин (наприклад, вітамінів групи В і К).

До видільним органів належать нирки, шкіра, потові, сальні залози, легені. Функції нирок різноманітні:

  • 1. Участь в регуляції водного балансу організму.
  • 2. Участь в сталості іонного балансу.
  • 3. Регуляція осмотичного тиску у внутрішньому середовищі організму.
  • 4. Підтримка кислотно-лужної рівноваги та ін.

Основна функція нирок - видалення з організму шкідливих і чужорідних для нього речовин шляхом утворення і виведення сечі. Нирки щохвилини пропускають більше 1 л крові, а всього ними за добу фільтрується та очищується 1700 л крові. Сеча виділяється в кількості 1 - 1,5 л / добу У нормі у здорової людини сеча містить тільки шкідливі продукт метаболізму і не повинна містити глюкозу і білок.

Поряд з нервовою регуляцією функцій, в організмі людини існує гуморальна (гормональна) регуляція за допомогою біологічно активних речовин - гормонів. Нервова і гуморальна регуляція функцій в організмі взаємопов'язані. Гормони в організмі людини впливаю на наступні процеси: 1) обмін речовин і енергії; 2) зростання і розвиток;

3) розмноження; 4) адаптація.

Гормони - це біологічно активні речовини, що виробляються спеціальними залозами внутрішньої секреції, не мають спеціальних проток. Вони надходять прямо в кров і регулюють функції органів-мішеней. Всі залози внутрішньої секреції діляться на центральні і периферичні. До центральних залоз відносяться гіпофіз і епіфіз Гіпоталамус як структура проміжного мозку також виділяє речовини володіють гормональною активністю. Периферичними залоз є щитовидна, статеві, підшлункова, надниркові залози і тимус.

Нервова система забезпечує взаємодію організму із зовнішнім середовищем і регулює роботу всіх органів і систем організму. Вона поділяється на соматичну і вегетативну, а вони, в свою чергу на центральну і периферичну. Центральна нервова система складається зі спинного та головного мозку. Структурно-функціональну одиницю нервової системи є нервова клітина - нейрон. Соматична нервова система забезпечує чутливу і рухову функції, а веге татівная - іннервує всі внутрішні органи і залози, забезпечуючи регуляцію харчування, дихання, виділення, розмноження.

Особливий розділ фізіології займається вивченням матеріальних основ психічної діяльності людини. Він з'явився завдяки робота І. М. Сеченова і І. П. Павлова, створили вчення про безумовних і умовних рефлексах як двох різних форм поведінки людини. Безумовні рефлекси - видові, генетично закріплені, стереотипні форм поведінки людини. Вони виникають відразу, не потребують вироблення (наприклад, вроджені харчові і оборонні рефлекси). Умовні рефлекси - індивідуально придбані в процесі життя і обучени пристосувальні реакції, що виникають на основі утворення тимчасової зв'язку між умовним подразником і безумовним рефлекторні актом. Даний розділ науки вивчає такі складні прояви психик людини, як свідомість, увагу, пам'ять, емоції, мислення та ін. Ет вищі психічні функції.

Свідомість - це вища форма відображення мозком людини навколишнього світу, що передається іншим людям у формі слів і символів. Особливість психічних функцій людини є наявність мови, або другої сигнальної системи. Це особливі умовні рефлекси, що виробляються на слів (перша сигнальна система - це конкретні образи навколишнього світу) Слово - це узагальнюючий сигнал, який замінює конкретний предмет, явища. Тому І. П. Павлов слово позначив як «сигнал сигналів», або другою сигнальною системою. У людини завдяки другою сигнальною систем формується абстрактно-логічне мислення. Мова - це історично сформована форма спілкування людей за допомогою символів і знаків.

Завдяки вищої нервової діяльності (ВИД) у людини функціонують увагу, пам'ять, мислення. Увага - це зосередженість, виборча, пізнавальна спрямованість процесів, націлених на певний об'єкт, значущий в даний момент. Пам'ять - здатність мозку запам'ятовувати, зберігати і відтворювати отриману інформацію. Мислення - складний вид мозкової діяльності людини в процесі пристосування до нових умов і рішення нових життєвих завдань.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >