Общие принципы организации тела человека:
Тело человека состоит из: головы, шеи, туловища и двух пар конечностей.
Анатомическое положение человека в пространстве - вертикальное без опоры на верхние конечности (видовое отличие человека).
Тело человека построено согласно законам симметрии:
- по отношению к фронтальной плоскости (поверхности тела)- передняя (вентральная) и задняя (дорзальная);
- по отношению к сагиттальной плоскости (половины тела) - правая и левая;
по отношению к горизонтальной плоскости - верх и низ.
Полости тела - это анатомические образования, в которые погружены и функционируют жизненно важные органы и системы организма:
- дорзальная полость (задняя) - расположены органы центральной нервной системы;
- вентральная полость (передняя) - помещены все внутренние органы.
Вентральная полость состоит из:
грудной полости и средостения;
брюшной полости и забрюшинного пространства;
полости таза.
Области тела - это участки поверхности тела, имеющие стабильную анатомическую структуру, границы, и на которые возможно проецировать подлежащие органы и системы.
Разделы морфологии человека:
1.Общая морфология - изучает общие закономерности строения организма человека на разных уровнях организации.
2.Частная морфология - изучает вопросы строения отдельных органов и систем организма в тесной взаимосвязи с выполняемыми ими функциями.
Особенности морфологии спорта:
1.Основной генетически определенной функцией тела человека является функция движения.
2.Локомоция - это высшая форма двигательной функции человека - перемещение в пространстве.
3.Для реализации локомоторной функции в организме человека генетически предопределены:
- системы реализации движения - двигательные сегменты (опорно-двигательный аппарат);
- системы обеспечения движения - дыхательная, циркуляции, кроветворения и др.;
- системы регуляции и координации движения - нейрогуморальная.
Двигательные сегменты тела человека:
- верхняя конечность и плечевой пояс (парный сегмент);
- нижняя конечность и плечевой пояс (парный сегмент);
- позвоночный столб.
Подготовка спортсмена - это система формирования в организме человека устойчивых функциональных систем (по Анохину) обеспечения локомоторной функции для достижения определенных целей.
Тренировка (тренинг) - этот комплекс педагогических приемов, направленных на формирование устойчивых функциональных систем посредством воздействия на вторую сигнальную систему человека.
Дрессировка (дрессура) - это комплекс педагогических приемов воздействия на первую сигнальную систему (подкорковые структуры), которая используется при подготовке животных.
Тема 2. Клеточный уровень организации организма человека .
Цитология - наука о клетке, об общих закономерностях, присущих клеточному уровню организации живой материи.
Клетка - наименьшая структурная единица живого, которая является основой развития, строения и жизнедеятельности всех животных и растительных организмов.
Основные физиологические свойства клеток:
раздражимость - способность реагировать на внешние и внутренние воздействия различной природы (физической, химической или биологической);
проводимость - это физиологическое свойство клеток проявляется в виде волны возбуждения, зародившегося в месте приложения раздражителя и распространяющегося по клетке, чтобы дойти до отдельных ее частей;
сократимость - реакция на раздражение, проявляющаяся в изменении объема клетки в каком-либо направлении;
поглощение и усвоение - способность клетки поглощать химические соединения со своей поверхности и использовать их;
секреция - способность синтезировать новые соединения, аккумулировать и выделять их в окружающую среду;
экскреция - способность выделять продукты обмена через поверхностную мембрану;
дыхание - способность поглощать кислород, который используется в процессе клеточного дыхания и освобождения энергии;
рост и размножение - поддержание стабильности популяции клеток в зависимости от потребностей организма.
Основные термины, определяющие функциональное состояние клеток:
гипертрофия - увеличение объема клетки;
гиперплазия - увеличения количества клеток;
апоптоз - генетически запрограммированная смерть клеток (проявляется в уменьшении объема клеток с формированием “апоптозных телец”);
некроз - нарушение структуры и функции клеток под воздействием внешних или внутренних факторов (проявляется в виде набухания и лизиса клеток);
репарация - способность восстановления генетически определенной морфологической структуры.
Генетические особенности клеток:
одноклеточный организм - многофункциональная биологическая структура, обладающая способностью к размножению, перемещению, трансформации энергии и поддержанию внутреннего гомеостаза автономно;
функционально специализированная клетка многоклеточного организма - биологическая структура, имеющая генетически определенные механизмы функционирования в биологических комплексах (тканях) и выполняющая ограниченное число функций (функциональная специализация).
Общие принципы структурной организации клетки:
Для клетки характерно наличие цитоплазмы и ядра.
Цитоплазма включает в себя:
гиалоплазму - матрикс цитоплазмы;
органеллы - постоянные образования, имеющие характерную структуру и специфическую функцию в клетке;
включения - временные образования, являющиеся продуктом жизнедеятельности клетки.
Плазмолемма - внешняя клеточная мембрана, отделяющая цитоплазму клеток от внешней среды.
Ядро клетки имеет: ядерную оболочку, хроматин, ядрышко и нуклеоплазму.
Неклеточные структуры - являются производными клеток (симпласты, синцитии, межклеточное вещество).
Морфология клеток:
Клетки различных органов и систем организма разнообразны по форме, строению, химическому составу и характеру обмена веществ.
Форма клеток находится в непрерывной связи с особенностями их функционирования.
Плазмолемма (наружная мембрана):
отделяет клетку от окружающей среды, регулирует активный и пассивный транспорт веществ (эндоцитоз, разновидностями которого является фагоцитоз и пиноцитоз), обеспечивает связь между клетками организма благодаря наличию мембранных рецепторов (белковые молекулы, воспринимающие воздействие молекул-регуляторов по принципу “ключ-замок”):
она состоит из двойного липидного слоя, неполярные (ненесущие заряды) части молекулы обращены друг к другу, а полярные (заряженные) головки - к внешнему слою и цитоплазме;
в структуру мембран включены белки и углеводы, которые образуют сложные соединения - гликолипиды, гликопротеиды. Холестерин, присутствующий в мембранах, изменяет ее физико-химические свойства (текучесть).
Интегративным показателем физико-химических свойств мембран клеток является способность к “деформабильности” (изменению формы клеток) под воздействием механических факторов.
В плазмолемме присутствуют поры, через которые открываются каналы для транспорта химических соединений и воды.
Межклеточные соединения (выросты цитоплазмы) являются специфическими структурами плазмолеммы.
Виды соединений:
простые - (в т.ч. зубчатые, пальцевидные), пятна сцепления (десмосомы), плотные соединения и пояски сцепления;
сложные соединения - щелевидные соединения (нексусы).
Неклеточные соединения:
симпласты - многоядерные структуры, состоящие из большого объема цитоплазмы c многочисленными ядрами. Они образуются в результате слияния клеток или деления ядер без разделения цитоплазмы (пример, поперечно-полосатые мышечные волокна);
синцитии (соклетия) – структуры, сформированные в результате незавершенного цитокенеза (разделение клеток);
межклеточное вещество - производное преимущественно клеток мезенхимального происхождения (соединительная ткань, хрящи, кости).
Органеллы клеток:
мембранные - эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, митохондрии, лизосомы, пероксисомы;
немембранные - рибосомы, центриоли, микротрубочки, микрофибриллы, микрофиламенты.
Рибосома - гранула рибонуклеопротеина, состоящая из двух субъединиц большой и малой.
Функция - принимает участие в синтезе белка в свободном виде или же при фиксации на мембранах эндоплазматической сети.
Эндоплазматическая сеть - система трубочек и уплощенных цистерн. Функция - принимает участие в транспорте веществ.
Митохондрии – палочковидные образования, содержащие крипты (выступы, ориентированные внутрь).
Функция - обеспечение клетки энергией.
Комплекс Гольджи - состоит из уплощенных цистерн, транспортных пузырьков, секреторных гранул и секрета.
Функция - упаковка, конденсация и выведение белковых секретов, участие в синтезе углеводов, гликопротеидов, формирование лизосом.
Лизосомы - органеллы внутриклеточного расщепления эндогенных и экзогенных молекул. Различают четыре основные формы лизосом: первичную, вторичную (фаголизосома), аутофагосомы и остаточные тельца.
Пероксисомы - морфологически напоминают лизосомы, но не содержат гидролитических ферментов.
Функция - содержат комплекс ферментов, нейтрализующих пероксид-радикалы (свободные радикалы).
Цитоскелет клеток формируется за счет микрофибрилл и микротрубочек.
Микротрубочки построены из белка тубулина.
Белки миофибрилл различны для отдельных тканей: в эпителии - кератин, в фибробластах - виментин, в мышцах - десмин и скелетин.
Микрофиламеты состоят из сократительных белков, главным образом актина.
Ядро, клеточный цикл. Деление клеток.
Ядро является обязательным компонентом клетки, где локализуется геном и формируются молекулы, контролирующие синтетические процессы в цитоплазме (информационная, транспортная и рибосомальная РНК).
Ядро чаще всего имеет сферическую или овоидную (овальную) форму, но возможны и другие варианты: палочковидная, сегментированная и др.
Интерфазное ядро (неделящейся клетки) окружено ядерной оболочкой, в которой находятся ядерные поры, обеспечивающие прохождение макромолекул.
Генетическая информация сосредоточена в ДНК ядра.
Хромосомы построены из комплекса ДНК с белком (дезоксинуклеопротеид). Они видны во время митотического деления как резко базофильные продолговатые тельца.
В интерфазном ядре можно видеть нуклеоплазму и конденсированные участки хромосом - гетерохроматин. Деконденсированные участки хроматина (эухроматин) на светооптическом уровне не выявляются:
в начальных фазах митотического деления весь хроматин конденсируется, образуя видимые хромосомы. У человека соматические клетки содержат 46 хромосом (22 пары гомологичных хромосом и 2 половые);
у женщин половые хромосомы парные (ХХ-хромосомы), а в мужском организме - непарные (ХУ-хромосомы). В женском организме одна из ХХ хромосом в интерфазном ядре не деконденсируется и представлена в виде “полового хроматина”: в большинстве клеток в виде базофильной глыбки на внутренней поверхности ядерной оболочки (тельце полового хроматина) или в сегментоядерных нейтрофилах в виде придатка ядра (“барабанная палочка”).
Ядрышко - часть ядра, в котором интенсивно синтезируется рибосомная РНК.
Деление клеток.
Основной способ деления соматических клеток - митоз, при котором происходит формирование видимых нитей - хромосом. Разновидность митоза - мейоз (деление созревающих половых клеток).
Клеточный цикл делится на фазы и периоды:
Интерфаза, которая состоит из периодов:
G1 - постмитотический период, когда происходит синтез и накоплениебелков в клетке;
S - синтетический период, когда удваивается ДНК;
G2 - премитотический период, когда происходит синтез белка, необходимого для построения митотического веретена (тубулин).
Митоз, при котором генетический материал перемещается таким образом, что обеспечивается равномерное распределение генетического материала между материнской и дочерней клеткой:
профаза - происходит конденсация хроматина;
метафаза - происходит формирование веретена деления;
анафаза - происходит расщепление центромеров и расхождение хроматид;
телофаза - происходит разделение цитоплазмы, деспирализация
хромосом, реконструкция оболочки ядра, появление ядрышек.
О митотическом цикле говорят тогда, когда клетки через определенный промежуток времени повторно входят в фазу митоза. Это наблюдается только при быстром росте популяции клеток. Во взрослом организме это явление наблюдается редко. Большинство клеток находится в состоянии интерфазы в течение недель или месяцев, а затем проделывает несколько циклов. Такую интерфазу называют периодом G