Аналізатори, їх значення

У тісному функціональному взаємозв’язку з нервовою системою є діяльність аналізаторів. Вчення про функцію аналізаторів було розроблено спочатку І.Сеченовим і завершено І.Павловим. Аналізатор складається з трьох відділів: рецепторного (це орган чуття), доцентрового (нерв, по якому йдуть імпульси до центра) і центрального (відповідна ділянка головного мозку), де й відбувається остаточний аналіз і синтез збудження і формування наших відчуттів. Рецептори розташовані в усіх органах і тканинах, деякі з них зосереджені в спеціальних органах: зору, слуху, нюху, смаку, дотику.

Аналізатор зору. Око розташоване в очній ямці черепа (орбіті). Складається з трьох відділів: рецепторів (це палички і колбочки, які розміщені на сітківці ока); зорового нерва (передає імпульси до центра); центрального відділу (функціональна зона зору в корі великих півкуль). Аналізатором зору людина сприймає 80% оточуючого середовища (форму, розмір, колір, простір і т.д.). Рецепторні клітини аналізатора входять в склад ока. Очне яблуко має кулясту форму і оточене трьома оболонками: зовнішньою (білковою) або склерою; середньою (судинною) і внутрішньою (сітківкою). Склера найщільніша та найміцніша, надає очному форму яблука (опорна функція). Складається з волокнистої тканини, в якій переплетені колагенові та еластичні волокна. Спереду білкова переходить у прозору проникну для світла рогівку, яка пропускає і заломлює промені світла, оберігає око від ушкоджень та пилу. До неї прикріплюються окорухові м’язи, через склеру (позаду очного яблука) проходить зоровий нерв. Судинна оболонка складається з райдужки, ціліарного тіла та власне судинної оболонки. В центрі райдужки є зіниця (круглий отвір), що здатний змінювати величину залежно від інтенсивності освітлення шляхом природженого рефлексу. В середній частині оболонки міститься ціліарне тіло, яке складається з війкових м’язів і зв’язок, до них прикріплюється кришталик. Власне судинна оболонка – сітка кровоносних судин, які забезпечують безперервне живлення ока. Сітківка – світлосприймальна оболонка ока, яка побудована з декількох шарів, в ній розміщені рецепторні клітини палички і колбочки. Палички містять зоровий пігмент – родопсин, колбочки – йодопсин. Палички є рецепторами присмеркового зору, колбочки – рецептори денного зору, сприйняття кольорів. Оптичний апарат ока – кришталик і склисте тіло (яке виповнює порожнину очного яблука), волога камера (невелика кількість рідини, що виділяє судинна оболонка). Спочатку світло проходить через рогівку, рідину, що міститься між нею і райдужною оболонкою, зіницю, кришталик, склисте тіло і потрапляє на сітківку. На сітківці виникає зображення предмета. Якщо фокус заломлених променів попадає перед сітківкою – це визначається як близорукість, якщо позаду – далекозорість. Імпульси від рецепторів передаються по зоровому нерву в головний мозок. У функціональній зоні зору це сприймається як зорове відчуття. Допоміжний апарат ока: повіки, шість м’язів, які рухають око, слізний апарат.

Аналізатор слуху. Забезпечує сприйняття звукових коливань. Має вирішальне значення в розвитку мови. Доросла людина сприймає звуки з частотою коливань від 16 до 20000 за секунду, дитина – до 32000. Орган слуху частково розташований в товщі скроневої кістки черепа і складається із трьох основних відділів: зовнішнього, середнього і внутрішнього вуха. Перші два служать для проведення звуків, третій містить звукосприймальний апарат і апарат рівноваги. До зовнішнього вуха належить вушна раковина і зовнішній слуховий прохід. Вушна раковина утворена еластичним хрящем, має характерні завитки, що спрямовують звукові коливання у зовнішній слуховий прохід. Зовнішній слуховий прохід у дорослої людини завдовжки 2,5 см, у шкірі якого є волоски і видозмінені потові залози, що виробляють сірку. Середнє вухо складається із барабанної порожнини (яка з’єднана з носоглоткою) і трьох слухових кісточок: молоточка, коваделка і стремінця. Вони з’єднані рухомо і підсилюють звукові коливання. Внутрішнє вухо – це система порожнин і каналів, що заповнені рідиною. Функцію слуху виконує завитка – спірально закручений канал, що утворює 2,5 оберти; інші частини забезпечують збереження рівноваги тіла в просторі. Механізм сприймання: звукові коливання від барабанної перетинки за допомогою слухових кісточок через овальне вікно передаються рідині. Вібруючи, рідина подразнює рецептори, які розташовані в спіральному (кортіївому) органі завитки. Тут механічна енергія коливання ендолімфи перетворюється в електричну нервового збудження, яка у формі імпульсів передається по слуховому нерву у головний мозок (кінцево у функціональну зону слуху в скроневій долі).

У внутрішньому вусі розміщений вестибулярний апарат, який складається із двох мішечків (овального і круглого) і трьох півколових каналів. Апарат є органом збереження рівноваги тіла.

Аналізатор нюху розташований у верхній частині носової порожнини і складається з трьох відділів. Нюхові рецептори розміщені в товщі слизової оболонки носової порожнини. Площина рецепторної зони коливається від 7,5 до 10 см². У людини їх близько 40 млн., а у собак – 225 млн. Це орган хімічного чуття, подразник повинен бути у газоподібному стані. Імпульси з рецепторів по нюхових нервах надходять у центри головного мозку, які розташовані в проміжному мозку і корі. Там формується відчуття запаху.

Аналізатор смаку. Рецепторні клітини розміщені на язиці і піднебінні. Подразник (їжа) сприймається в рідкому стані. Кінчик язика сприймає солодке, корінь – гірке, кисле – по боках, солоне – кінчик і по боках. Збудження із смакових рецепторів цибулин передається через волокна язикового нерва у міст і довгастий мозок, а звідси до зорових горбів і кори великих півкуль.

Аналізатори шкіри. Рецепторні клітини шкіри (нервові волокна) сприймають: дотик, натискування, тепло, холод. Дотикових рецепторів багато розміщено на губах, язиці. Збудження із рецепторів шкіри надходить по доцентрових волокнах нервів у кору великих півкуль у функціональну зону шкірно-м’язової чутливості (тім’яна доля), де й виникає відчуття дотику. Уся система, яка включає рецептори шкіри, нервові волокна і центри головного мозку, де відбувається прийом, аналіз і синтез збудження, складає шкірний аналізатор.

ВИЩА НЕРВОВА ДІЯЛЬНІСТЬ (ВНД)

Забезпечує різні форми взаємозв’язку тварин і людини з навколишнім середовищем, які здійснюються за участю вищих відділів центральної нервової системи (кори великих півкуль, підкірки). Основу вищої нервової діяльності становлять умовні рефлекси, що утворюються на основі безумовних рефлексів. ВНД забезпечує найглибше і найдосконаліше пристосування організму до умов існування. У тварин ВНД проявляється на основі першої сигнальної системи, тобто сприйняття впливу перших подразників середовища (предметів, явищ природи). ВНД людини сформувалась у процесі праці і соціальних відносин, тому крім першої сигнальної системи вона формується на основі других сигналів (слів). Це забезпечує можливість узагальнень та абстракцій.

Роль І.М. Сеченова і І.П. Павлова в створенні вчення про ВНД. Сеченов вперше у формі гіпотези висловив припущення про рефлекторну діяльність головного мозку в своїй роботі “Рефлекси головного мозку” (1863 р.), але не дав методик вивчення цих рефлексів. Об’єктивний метод вивчення рефлексів головного мозку був створений І.П.Павловим (через 40 років після виходу праці Сеченова), якого і вважають основоположником фізіології ВНД. В лабораторіях Павлова в експериментах було виявлено, що в діяльності (поведінці) тварин і людини виявляються безумовні та умовні рефлекси. Рефлекс – реакція організму на будь–яке подразнення, яке здійснюється за участю центральної нервової системи. Це основна форма діяльності нервової системи організму. Перше поняття про рефлекторну діяльність організму у фізіологію було введено Р.Декартом (300 років тому). Слово “рефлекс” вперше використав у XVII ст. фізіолог Прохазка. Анатомо–фізіологічний шлях рефлексу називають рефлекторною дугою. Вона складається з 5 ланок: 1) сприймаючий апарат (рецептори); 2) нервові волокна, які проводять збудження в ЦНС (чутливі, доцентрові, аферентні); 3) нервові центри, де відбувається обробка і переключення збудження з чутливих нервових клітин на рухові; 4) рухові (відцентрові, еферентні) нервові волокна, по яких імпульси надходять до робочих органів (ефекторів); 5) робочий орган (ефектор) – м’яз, залоза та ін. Передавання імпульсів від однієї нервової клітини на іншу в рефлекторній дузі, або на робочий орган здійснюється через синапси (потовщення на мембранах клітин), в яких синтезуються спеціальні хімічні сполуки – медіатори.

Безумовні рефлекси є вродженими, тобто вони проявляються вже у новонароджених (ссання, кліпання очима, відсмикування кінцівки, ковтання, кашель, чхання). Вони зберігаються все життя і проявляються в особин всього виду (тобто є видовою особливістю). В процесі пристосування новонародженого до умов середовища утворюються рефлекси умовні.

Умовні рефлекси виховуються на основі безумовних. Вони не є постійними і мають індивідуальну (а не видову) властивість. Першими умовними рефлексами, які вивчав Павлов, були харчові умовні рефлекси. Для їх вивчення необхідно на зовнішню сторону щоки вивести протоку привушної слинної залози (під час операції). Виховання умовного рефлексу проводять так. Піддослідну тварину приводять в камеру умовних рефлексів, ставлять в спеціальний станок, дають їжу, із протоки (фістули) виділяється слина. Це прояв безумовного харчового рефлексу. Потім за 30 с до годування перед собакою вмикають електричну лампочку. Слиновиділення на спалах лампочки не було. Після кількаразового поєднання запалювання лампочки і годування світло перетворюється на подразник, який сигналізує, що за ним з’явиться їжа, тобто світло стає умовним подразником, і ввімкнення лампочки вже викликає слиновиділення. Отже, умовні рефлекси створюються на основі безумовних.

Механізм утворення умовного рефлексу: імпульси від смакових рецепторів язика доходять у відповідну функціональну зону кори великих півкуль, де формується вогнище збудження. Після його аналізу і синтезу, імпульси по відцентрових нервах надходять до травних залоз, і відбувається виділення травних соків. Це ще безумовно рефлекторна діяльність. Якщо перед годуванням вмикати лампу, то подразнювались рецептори сітківки ока, від яких по доцентрових нервах збудження надходило у функціональну зону кори. При поєднуванні запалювання світла і годування одночасно збуджувалися два центри: травлення і зору. Збудження іррадіювало (поширювалось), і між центрами утворився тимчасовий зв’язок. Саме через нього збудження із центру зору надходить до центру травлення, а потім до травних залоз.

Умовні рефлекси утворюються не лише в експериментах, а й протягом всього життя людини чи тварини на подразники, які діють на них із зовнішнього середовища. Умовним подразником може бути і час. Наприклад, споживання їжі в один і той же час викликає секрецію травних залоз. Умовні рефлекси утворюються не лише на основі безумовних, а й на базі раніше утворених умовних, які добре сформувались і є стійкими. В даному випадку раніше вихований умовний рефлекс виконує роль безумовного подразника. Ця закономірність широко використовується в процесі навчання, де на основі наявних знань і вмінь формуються нові. Така умовна рефлекторна діяльність є основою абстрактного мислення.

Велике значення в утворенні умовних рефлексів у людини має слово, яке людина сприймає за змістом і яке є основою розвитку другої сигнальної системи. Тварини слова сприймають як звукові сигнали, в них друга сигнальна система відсутня.

Умовні рефлекси сприяють знаходженню їжі, укриття, уникненню небезпеки, усуненню шкідливих впливів.

Гальмування умовних рефлексів. Виховані умовні рефлекси при різних обставинах можуть загальмуватися (не проявлятися). Наприклад, якщо виробити умовний рефлекс – харчову реакцію на дзвоник, а потім давати дзвоник і не підкріплювати їжею, то харчова реакція на нього згасне. Таке гальмування називається згасальним, його ще називають внутрішнім, бо воно виникає всередині дуги умовного рефлексу. Згасальне гальмування розвивається у випадку, коли даний умовний рефлекс вже не потрібний в дещо змінених умовах існування організму. Крім внутрішнього, є ще зовнішнє гальмування умовних рефлексів, яке виникає у випадку, якщо в ЦНС одночасно із проявом вогнища умовного збудження, формується збудження під впливом якогось зовнішнього сигналу. Наприклад, якщо тварині під час запалювання лампочки (умовного сигналу) подати якийсь звук, то умовне слиновиділення на лампочку не проявиться. Гальмування умовних рефлексів має велике значення в пристосуванні організму до конкретних умов існування.

Тимчасові зв’язки є фзіологічним апаратом мислення, його аналітико–синтетичним механізмом. Велике значення для нормальної діяльності нервової системи і ВНД має сон як необхідний фізіологічний процес. Згідно сучасних поглядів, сон – це своєрідний функціональний стан ЦНС, під час якого:

1) отримана інформація під час бадьорості засвоюється, переводиться в довготривалу пам’ять;

2) відбувається адаптація клітин кори до отриманої інформації;

3) поповнення нервових клітин енергетичними речовинами.

Тепер відомо, що сон складається з двох фаз; повільного і швидкого сну (назви відображають характер коливань повільних і швидких електричних потенціалів мозку). Повільній стадії сну відповідають дрімота і наступні за нею зміни; знижується тонус скелетних м’язів, сповільнюється діяльність серцево–судинної системи, дихання. Під час швидкого сну пригнічуються рефлекси, рухи очних яблук стають швидкими, спостерігаються мимовільні рухи тулуба і кінцівок, підсилюється функція дихання і зростає серцебиття. Протягом сну повільний і швидкий сон змінюють один одного кожні 70–120 хв. На швидкий сон припадає 20% сну. Несприятливі впливи на ВНД здійснює: вживання алкоголю, куріння, наркотики.

КРОВОНОСНА СИСТЕМА

Кров – рідка сполучна тканина, циркулює в судинній системі і складається з міжклітинної речовини – плазми (55–60%) – і кров’яних клітин (40–45%). Разом з міжклітинною рідиною і лімфою кров становить внутрішнє середовище організму. Циркулюючи в замкненій системі, кров виконує функції: дихальну, транспорт поживних речовин, екскреторну, транспорт гормонів, терморегуляторну, гомеостатичну, захисну. Плазма містить близько (в %): 92 води, 7–8 білків, 0,08–0,12 глюкози, 0,7–0,8 жирів, 0,9 солей. Білки виконують захисну функцію і підтримують колоїдно–осмотичний тиск. Глюкоза є основним джерелом енергії для клітин. Мінеральні речовини плазми (Na, Ca, K та ін.) підтримують осмотичний тиск і мають велике значення в життєдіяльності організму. Вперше клітини крові відкрив італійський анатом і лікар Марцелло Мальпігі в 1665 році.

Еритроцити – без’ядерні, двоякоувігнуті округлої форми клітини, діаметром 7-8 мкм. В 1 мм³ – 4-5,5 млн. Утворюються в червоному кістковому мозку, живуть 3–4 місяці. Руйнуються в селезінці і печінці. Основна функція еритроцитів – транспорт кисню від органів дихання до тканин і видалення із тканин вуглекислого газу. Тіло еритроциту вкрите мембраною, а всередині майже повністю заповнене білковою речовиною – гемоглобіном. Гемоглобін складається з білка глобіну і залізовмісної сполуки – гему. Саме атом заліза гемоглобіну здатний приєднувати кисень. Сполуки гемоглобіну з киснем мають яскраво-червоний колір, і називаються оксигемоглобінами (HbO₂). Кров, насичена киснем, називається артеріальною, а насичена вуглекислим газом – венозною. Під впливом різних негативних чинників (недостатнє харчування, особливо нестача вітамінів, заліза; руйнування еритроцитів алкоголем тощо) відбувається зменшення еритроцитів або зниження вмісту гемоглобіну. Кров переносить менше кисню, від чого настає киснева недостатність, цей стан називають недокрів’ям.

Лейкоцити (білі тільця) мають ядра і здатні до амебоїдного руху. В 1 мм34–8 тис. Зростає кількість при запальних процесах. Збільшення лейкоцитів понад фізіологічну норму називають лейкоцитозом, а зменшення – лейкопенією. Тривалість життя 3–5 днів, утворюються в червоному кістковому мозку, лімфатичних вузлах. У крові є кілька видів лейкоцитів. Процентне співвідношення між ними називається лейкоцитарною формулою. Основна функція – захист організму від збудників хвороб. Поглинання мікроорганізмів називається фагоцитозом, це явище вивчив І.Мечніков (1883 р.). Захисні властивості крові зумовлені також здатністю деяких видів лейкоцитів утворювати антитіла (специфічні білки) у відповідь на проникнення в організм збудників захворювань. Отже, імунітет може бути клітинним (фагоцитоз) і гуморальним (антитіла).

Імунітет – прояв захисних реакцій на генетично чужорідні речовини (антигени). Розрізняють форми імунітету: природний (природжений і набутий в результаті захворювання), штучний (активний, утворюється після щеплення, пасивний – введенням в організм готових сироваток).

Тромбоцити – безбарвні, без’ядерні, кулястої форми клітини. У 1 л крові міститься (180-320)*10⁹ тромбоцитів. Вони легко руйнуються при пошкодженні кровоносних судин, утворюються у червоному кістковому мозку. Важливу роль відіграють у зсіданні крові.

Захисною реакцією організму є зсідання крові. Його механізм: тромбоцити, які при пораненні кровоносних судин легко руйнуються, виділяють фермент тромбопластин (тромбокіноза). Тромбопластин діє на неактивний фермент плазми протромбін, який перетворюється на активну форму – тромбін. Тромбін діє на розчинний у плазмі крові білок фібриноген, перетворюючи його на нерозчинний – фібрин, котрий у формі білих ниток заплітає рану в судині. Для даного механізму потрібна присутність Са²⁺ та вітаміну К, якщо їх немає зсідання крові не відбувається. Таке захворювання називається гемофілією. При деяких захворюваннях крові (атеросклерозі) кров може зсідатись всередині судини і утворювати тромби, які призводять до закупорки судин. В організмі є речовини, що запобігають зсіданню крові і утворенню тромбів. До них належить гепарин, і фермент сироватки крові фібринолізин.

Групи крові – є природженою імунологічною властивістю. В 1900 році австрійський вчений К.Ландштейнер відкрив групи крові. Класифікація груп крові проводиться на основі наявності в еритроцитах білків аглютиногенів (А, В) і плазмі крові – аглютинінів (a, b). Зручно розглянути таблицю 5.

Таблиця 5

Група	В плазмі крові	В еритроцитах	Співвідношення у людей, %
I(OO)	a, b	–, –	50-52
II(AO)	–, b	A, –	25-27
III(BO)	a, –	–, B	15-16
IV(AB)	–, –	A, B	6-8

При переливанні крові запобігають зустрічі однойменних аглютинінів та аглютиногенів. Універсальним донором є людина з першою групою крові, а реципієнтом – з четвертою. Природженою властивістю крові є наявність в еритроцитах у 85% людей ще й резус-фактора (білку), що враховують також при переливанні крові. При переливанні несумісної крові за резус-фактором або ж при вагітності, коли мати резус-позитивною, а дитина – резус-негативною, виникає резус-конфлікт. У крові матері утворюються антитіла, які руйнують еритроцити плоду.

Кровообіг – рух крові по замкнених порожнинах серця і судин. У людини два кола кровообігу. Велике – починається від лівого шлуночка аортою і закінчується в правому передсерді верхньою і нижньою порожнистими венами. Від аорти відходять артерії, які несуть артеріальну кров до всіх органів. В органах дрібні артерії розпадаються на сітку капілярів, де й відбувається газообмін і обмін речовин, після чого артеріальна кров перетворюється на венозну. Мале коло кровообігу (МКК) починається з правого шлуночка венозним стовбуром (поділяється на праву і ліву легеневі артерії) і закінчується чотирьма легеневими венами (несуть артеріальну кров), які впадають у ліве передсердя. Основне призначення МКК – звільнення крові в легенях від вуглекислого газу і збагачення киснем. Центральною ділянкою кровообігу є серце. Форма конусовидна. Стінка складається з 3–х шарів: епікард (зовнішній), міокард (середній), ендокард (внутрішній). Зверху серце оточене сумкою – перикард, який оберігає його від перерозтягнення при наповненні кров’ю. Між навколосерцевою сумкою і серцем міститься рідина, що зволожує серце і зменшує його тертя під час скорочень. Маса серця людини коливається в межах 250-360 г. Серце 4–х камерне. Між шлуночками і передсердями є стулкові клапани, відкриваються лише в сторону шлуночків. Півмісяцеві клапани (розміщені в місцях виходу зі шлуночків аорти та легеневого стовбура), запобігають поверненню крові в шлуночки (при зростанні тиску в судинах). Кров по судинах рухається безперервно завдяки різниці тисків крові в артеріях і венах. Найшвидше рухається в дузі аорти – 50 см/с; найповільніше – в капілярах.

Цикл роботи серця складається з 3–х фаз: скорочення передсердь – 0,1 с; шлуночків – 0,3 с; загальне розслаблення – 0,4 с. Серце працює ритмічно (за хв – 65–75 скорочень). Ритм серцевих скорочень задається провідною системою серця. Це видозмінені м’язові клітини, в яких спонтанно виникають нервові імпульси. Регулюється робота серця нервовою і гуморальною системами. Симпатична система прискорює ритм і підвищує силу скорочень; парасимпатична (блукаючий нерв) діє протилежно. Подібно до симпатичної системи діє адреналін (гормон наднирників). Стимулюють роботу серця катіони Са²⁺, а катіони К^2–– сповільнюють. Впливає також кора великих півкуль. З роботою серця практично знайомляться на основі пульсу. Пульс – це ритмічні коливання стінок артерій, які викликаються в момент викидання крові з лівого шлуночка в аорту. Частота пульсу індивідуальна і становить у підлітків 72-85 уд./хв., а в дорослих – 60-75 уд./хв.

Лімфа, лімфообіг. Лімфа утворюється із міжклітинної рідини, яка фільтрується через лімфатичні капіляри. За хімічним складом подібна до плазми крові. З капілярів надходить до лімфатичних судин, які впадають у вени. За день утворюється 2–4 л лімфи.

ДИХАННЯ

Забезпечує постійне надходження в організм кисню і виведення СО2. Дихання людини включає такі процеси: 1) обмін повітря між зовнішнім середовищем і альвеолами легень; 2) обмін газів між альвеолярним повітрям і кров’ю (дифузія газів у легенях);
3) транспорт газів кров’ю; 4) обмін газів між кров’ю і тканинами в тканинних капілярах;
5) використання кисню клітинами і виділення ними вуглекислого газу. Процеси (1–4) складають зовнішнє дихання; останній (5) – це внутрішнє дихання. Органи дихання – носова порожнина, носоглотка, ротоглотка, гортань, трахея, бронхи, легені. Верхні дихальні шляхи вистелені миготливим епітелієм, війки якого різко і швидко рухаються в напрямку ніздрів і виводять назовні пил і мікроорганізми. Гортань є повітроносний орган і орган звукової мови. Складається з 3–х непарних і 3–х пар малих хрящів. До стінок прикріплюються м’язи і голосові зв’язки. Між голосовими зв’язками правої і лівої половин розташована голосова щілина. Скорочення голосових зв’язок викликає коливання видихуваного повітря, що й спричиняє утворення голосу. Нижній відділ гортані переходить в трахею (довжина 9–11 см), яка складається з 16–20 неповних хрящових кілець. Трахея поділяється на два головних бронхи (правий і лівий), кожний з яких розгалужується, утворюючи бронхіальне дерево. Найтонші бронхи називаються бронхіолами і закінчуються альвеолами. Стінка альвеол – одношаровий епітелій, вкритий густою сіткою капілярів, це газообмінна частина легень. Її загальна поверхня становить 100–150 м².

Легені (ліва і права) зовні вкриті сполучнотканинною оболонкою – плеврою, яка складається із двох листків. Внутрішній зростається з тканиною легень, а зовнішній – із стінками грудної порожнини. Між листками є міжплевральна порожнина. В ній тиск на 6–9 мм рт. ст. нижче, ніж атмосферний. Це сприяє рухам легень під час вдиху та видиху. Вдих зумовлюється скороченням зовнішніх міжреберних м’язів та м’язів діафрагми, що приводить до збільшення об’єму грудної клітки і до розтягування тканини легень. В результаті цього повітря із верхніх дихальних шляхів (де тиск вищий) заходить до альвеол. Після цього наступає видих – міжреберні та діафрагмальні м’язи розслабляються, грудна клітка і легені повертаються у вихідне положення. За 1 хв доросла людина робить 16–18 дихальних рухів. Максимальна кількість повітря, яку людина може вдихнути після глибокого видиху – 3000–5000 мл (це життєва ємкість легень). При спокійному диханні – 500 мл (дихальний об’єм). В основі газообміну в легенях і тканинах лежить різниця парціальних тисків газів, тобто різниця вмісту кисню і вуглекислого газу в артеріальній і венозній крові, повітрі альвеол та в тканинах. Швидкість дифузії вуглекислого газу із крові в 25 разів більша, ніж кисню. Кров транспортує кисень від легень до тканин і вуглекислий газ від тканин до легень. В стані спокою людині потрібно 25–30 см³ кисню за 1 хв. 1 г гемоглобіну зв’язує 1,34 см³ кисню, утворюючи сполуку оксигемоглобін. 10% СО₂ переноситься у сполуці з гемоглобіном (карбоксигемоглобін), остання кількість у сполуці гідрокарбонатів натрію і калію. Регуляція процесу дихання здійснюється нервовою і гуморальною системами.

Центр дихання знаходиться в кількох відділах ЦНС (довгастому, проміжному, середньому мозку). Він координує ритмічну діяльність дихальних м’язів (скорочення і розслаблення), викликаючи почергово вдих і видих, та узгоджує дихання з функціональним станом організму. Автономія дихального центру зумовлюється нервовими імпульсами, які надходять із нервових закінчень легень, судин, м’язів, а також із кори великих півкуль. Центр дихання чутливий до вмісту вуглекислого газу в крові і кислих продуктів обміну речовин, які і здійснюють гуморальну регуляцію.

ТРАВЛЕННЯ

Травлення – це процеси, що забезпечують фізичну і хімічну зміну їжі з подальшим всмоктуванням поживних речовин у кров і лімфу. Основними поживними речовинами є білки, жири, вуглеводи. Білки (пластичний матеріал) людина отримує в основному з тваринних продуктів, засвоюваність яких складає до 96% з наявністю всіх незамінних амінокислот. Вуглеводи (енергетичний матеріал) в основному поступають в організм із рослинних продуктів. Багаті рослинні продукти на вітаміни, мінеральні сполуки. Травлення проходить під впливом ферментів. Ферменти – біологічно активні речовини, здатні прискорювати хімічні реакції. Будова органів травлення: ротова порожнина, глотка, стравохід, шлунок, кишечник (тонкий і товстий). В травленні приймають участь залози: слинні, підшлункова, печінка.

Ротова порожнина – в ній їжа подрібнюється зубами (їх 32), змочується слиною, в якій є наступні компоненти: ферменти (птіалін і мальтаза), лізоцим (має бактерицидну дію), муцин (склеює їжу в комок). Птіалін і мальтаза починають розщеплювати вуглеводи. Коли сформована в комок їжа попадає на корінь язика, настає рефлекс ковтання. Їжа через глотку надходить в стравохід. Стравохід – довга трубка (23–25 см). Завдяки скороченню м’язів його стінки їжа проштовхується в шлунок.

Шлунок має форму гака, мішка, більша його частина розміщена у лівому підребер’ї. Стінка складається із 3–х шарів: сполучнотканинного (зовнішнього), м’язового (середнього), слизового (внутрішнього). В слизовій оболонці є 3 види залоз: головні (виділяють ферменти), обкладові (соляну кислоту), додаткові (слиз). Основні ферменти шлунка: пепсини, желатиназа, ліпаза, хімозин – у дітей. У виділенні шлункового соку є дві фази: рефлекторна і шлункова. Рефлекторна поділяється на: 1) умовно–рефлекторну (викликається виглядом, запахом, часом сприймання їжі); 2) безумовно–рефлекторну (жування, ковтання їжі). Шлункова – при подразненні рецепторів шлунка їжею. Ця фаза здійснюється як під впливом нервової системи, так і гуморально. В шлунку їжа знаходиться 2–8 годин. За добу виділяється 1,5–2 л соку. Перетравлюються в шлунку білки (до пептидів), емульговані жири (молока), продовжується розщеплення вуглеводів ферментами слини, поки їх активність не блокується кислим середовищем. Перехід вмісту шлунка в кишки відбувається періодично, невеликими порціями. Для відкриття сфінктера (розміщеного між шлунком і кишечником) необхідно: з одного боку – кашоподібна консистенція вмісту шлунка та його кисла реакція, з другого боку – нейтралізація і евакуація попередньої порції з дванадцятипалої кишки.

Тонка кишка починається 12–палою кишкою, дальше йде порожниста і клубова. В 12–палу кишку вливається сік підшлункової залози та жовчі печінки. В кишці багато ферментів. Трипсин і хімотрипсин розщеплюють білки; ліпаза – жири; амілаза, мальтаза, лактаза – вуглеводи. Фермент ентерокіназа (синтезується в кишечнику) активізує трипсин. В 12–палій кишці білки розщеплюються до амінокислот; вуглеводи – до глюкози; жири – до гліцерину і жирних кислот. В тонкому кишечнику відбувається всмоктування речовин, яке здійснюється через ворсинки слизової оболонки кишечника, котрі збільшують площу кишечника до 4–5 м². Всмоктування – складний фізіологічний процес.

Товста кишка – довжина 1,5–2 м. Виділяють такі її частини: сліпу з черевоподібним відростком; ободову; сигмовидну; пряму, яка закінчується анальним отвором. В товстій кишці відбувається всмоктування води, продуктів гниття та бродіння і формування калових мас.

Вся кров від кишок проходить через печінку, де поживні речовини зазнають перетворень, тут знешкоджуються продукти гниття і можливі отруйні речовини. Печінка – найбільша залоза, вага 1,5–2 кг. Розташована в правому підреберрі. В заглибині нижньої поверхні печінки знаходиться жовчний міхур (об’ємом 40–70 мл). В клітинах печінки безперервно синтезується жовч (за добу 500–1200 мл). В проміжках між споживанням їжі вона збирається в жовчному міхурі. Жовч активує ферменти кишечника, ліпазу, емульгує жири, згубно діє на мікроорганізми. Печінка приймає участь в обміні вуглеводів, білків, жирів, вітамінів. В ній синтезується сечовина (тим самим знешкоджується аміак), з глюкози утворюється глікоген (може проходити і зворотній процес). В печінці синтезуються усі білки плазми крові – альбуміни, глобуліни, фібриноген, протромбін та ін. Підшлункова залоза розміщена під шлунком, довжина 12–15 см, має дольчасту будову. Їй властиві два види секреції: зовнішня і внутрішня. Зовнішня секреція – це синтез ферментів: трипсиногену, ліпази, амілази, мальтази, лактази. Протокою залози ферменти надходять в 12–палу кишку і мають велике значення в процесі травлення.

Велике значення у вивченні процесів травлення мали роботи І.П. Павлова, який розробив методики виведення протоків слинних залоз на зовнішню сторону щоки, утворення фістули в шлунку, методику удаваного годування та маленького ізольованого шлуночка.

В середньому за добу доросла людина повинна спожити 80–100 г білків; стільки ж жирів (із них 20–25 г рослинних); 350–400 г вуглеводів. В склад харчового раціону повинні входити вітаміни. Вітаміни необхідні для підтримання нормальної життєдіяльності організму. Значення вітамінів вперше встановив М.Лунін (1881 р.). Назву “вітамін” ввів у науку К.Функ (1912 р.). Надходять вітаміни в організм людини в основному з рослинною їжею. Вони необхідні для синтезу багатьох ферментів і деяких біологічно активних речовин. Зараз відомо понад 20 вітамінів. Вони поділяються на дві групи: жиророзчинні і водорозчинні. Основні з них:

Вітамін С (аскорбінова кислота). Водорозчинний, в організмі людини не синтезується. При авітамінозі (відсутності вітаміну) розвивається захворювання – цинга (кровоточать ясна, капілярні крововиливи на шкірі та внутрішніх органах, знижена опірність організму, нервово–психічні розлади). На добу дорослому потрібно 63–105 мг. Він є у перці, хріні, горобині, смородині, суницях, цитрусових, шипшині, капусті (особливо квашеній).

Вітаміни групи В (водорозчинні):

1) В₁ (тіамін) – недостача приводить до розвитку хвороби бері–бері (розлад функції нервової системи). Він є в неочищеному рисі, борошні грубого помолу, горосі, дріжджах (пивних), печінці, нирках, м’язі серця, мозку. В день людині потрібно 2–3 мг.

2) В₁₂ (ціанокобаломід) – при відсутності розвивається недокрів’я. Міститься в печінці і стінках кишок тварин. Синтезується також бактеріями кишок людини. При порушенні секреції шлунка засвоєння вітамінів не відбувається.

Вітамін А. При відсутності сповільнюється ріст у дітей, сухість слизових оболонок, запалення і розм’якшення слизової і рогівки ока, зменшення кількості зорового пігменту родопсину, що приводить до т. зв. курячої сліпоти. Джерелом вітаміну є лише тваринні продукти: риб’ячий жир, вершкове масло, печінка. В рослинних продуктах (моркві, шпинаті, солодкому перці, зеленій цибулі, салаті) є провітамін. Добова потреба 1–2 мг.

Вітамін D – антирахітичний, бо при недостачі або відсутності розвивається рахіт. Хвороба проявляється в дитинстві і супроводжується порушенням утворення кісткової тканини внаслідок зменшення в ній солей кальцію і фосфору. Кістки залишаються м’якими і викривляються. Вітамін є у вершковому маслі, жовтках яєць, найбільше в риб’ячому жирі. Дітям раннього віку потрібно 2,5–125 мкг. Дорослим повністю вистачає в харчових продуктах. Синтезується в шкірі людини з ергостерину під впливом ультрафіолетових променів.

ВИДІЛЕННЯ

В живому організмі постійно відбувається обмін речовин, в процесі якого проходить розщеплення білків, жирів, вуглеводів. Кінцевими продуктами обміну є: вода, вуглекислий газ, аміак, сечова кислота, фосфорнокислі солі та ін. Вони переходять в кров, а з крові через органи виділення виводяться з організму. Найбільше їх виводиться через систему сечовидільних органів, яка складається з нирок, сечоводів, сечового міхура і сечовивідного каналу. Сечовидільна система приймає активну участь в підтримці гомеостазу внутрішнього середовища. Нирки (права і ліва) розміщені по боках хребта, на рівні поперекових хребців. Через внутрішню сторону нирки (ворота) проходить сечопровід, ниркові артерії і вени, лімфатичні судини і нерви. Структурною і функціональною одиницею нирки є нефрон (в одній нирці біля 1 млн.). Має складну будову. Сечоутворення проходить у нефроні у дві фази. Перша фаза – фільтраційна. Плазма крові проходить під тиском через капіляри мальпігієвого клубочка, і вода з розчиненими в ній низькомолекулярними речовинами переходить у порожнину капсули нефрона. Це первинна сеча, в її склад входить: сечовина, сечова кислота, іони неорганічних речовин, глюкоза і амінокислоти. На протязі доби її утворюється 150–180 л. Друга фаза – зворотного всмоктування (реабсорбції) проходить в звивистих канальцях та петлі Генле (складові частини нефрона). В кров назад всмоктується більша частина води, глюкоза, деякі амінокислоти, вітаміни та ін. Рідина, яка надходить у збірну трубку, називається вторинна сеча. В ній містяться сечовина, сечова кислота, аміак, сульфати, фосфати, натрій, калій та ін. Кількість вторинної сечі за добу близько 1,5 л. Сеча збирається у сечовому міхурі. В міру його наповнення, нервові закінчення в стінках подразнюються, і наступає рефлекторне сечовипускання через сечовивідний канал.

Шкіра – це зовнішній покрив тіла, виконує захисну функцію, бере участь в процесі виділення (піт), сприйнятті подразнень, теплообміні, запасанні енергетичного матеріалу (жиру). Придатками шкіри є: волосся, нігті, потові, сальні і молочні залози. Поверхня шкіри – 1,5–1,6 м², складається з 3–х шарів: епідермісу, власне шкіри, підшкірної клітковини.

Верхній шар епідермісу ороговіває і постійно злущується. Поновлюється за рахунок поділу клітин нижнього (росткового) шару. У власне шкірі розміщені залози, волосяна сумка, гладенькі м’язи (піднімають волосся), кровоносні судини, нервові закінчення. Шкіра має значення в терморегуляції організму. Інтенсивність тепловіддачі зростає при підвищенні температури навколишнього середовища і здійснюється через тепловипромінювання, теплопровідність, потовиділення. Теплорегуляція проходить рефлекторно.

Дата добавления: 2015-10-23