Биология в таблицах и схемах / Сидоров Е.П. Анатомия и физиология человека, пособие для подготовки к ЕГЭ и ГИА,

21

1.В надкостнице проходят сосуды и нервы.

2.Надкостница участвует в питании кости и образовании новой костной ткани. За счет надкостницы срастаются переломы.

3.Суставные поверхности костей покрыты хрящом, а не надкостницей. 4.Хрящи не покрыты надкостницей.

3.Рост кости.

а. Кости могут расти и в длину, и в ширину.

б.Рост костей у человека в норме заканчивается к 22 — 25 годам.

1.У новорожденного скелет содержит кости, частично состоящие из хрящей. Затем хрящ постепенно замещается костной тканью39.

2.Кость растет в длину за счет клеток хрящевой ткани, образующей прослойки на концах длинных костей.

3.Рост в толщину идет за счет деления клеток надкостницы, которые образуют затем вокруг себя костное межклеточное вещество.

.Проволочная петля или краска, помещенные на поверхность кости экспериментального животного, со временем погружаются в толщу кости за счет роста кости в толщину.

4.Рост кости регулирует гормон гипофиза (гормон роста).

.При недостатке гормона роста человек становится карликом, а при избытке

— великаном (выше 2 м).

5.У взрослого человека одни клетки кости разрушает ее, а другие образует новое костное вещество. Поэтому в течение жизни кости у человека постоянно перестраиваются.

.Чем больше нагрузка на скелет, тем прочнее становятся кости..Физический труд и физкультура формируют скелет человека40.

4.Состав кости.

а.При прокаливании кости из нее удаляется вода и органические вещества. 1.Кость становится хрупкой.

2.Не теряет свой формы.

3.Оставшиеся неорганические вещества придают твердость кости. б.Выдерживание кости в 10% — ном растворе НСl приводит к растворению солей кальция.

1.Кость становится мягкой и гибкой.

2.Органические вещества придают кости упругость.

39Это неточность школьного учебника. На самом деле, хрящ, при замене на костную ткань, разрушается, в образовавшиеся полости врастают капилляры, фибробласты крови (клетки соединительной ткани) превращаются в остеобласты, образующие вокруг себя костную ткань.

40Учение о формообразующем значении функции было создано русским анатомом П.Ф.Лестгафтом (1837 — 1909), впервые сформулировавшем положение о возможности направленного воздействия специально разработанными комплексами физических упражнений на развитие органов человеческого тела. Продолжением идей П.Ф.Лестгафта являются теории шейпинга и бодибилдинга.*

21

22

в.Соотношение органических и неорганических веществ в кости изменяется с возрастом (возрастает количество неорганических веществ). Поэтому кости стариков часто ломаются при небольшой нагрузке.

III.СКЕЛЕТ ЧЕЛОВЕКА. 1.Соединение костей.

а.Число костей в скелете приблизительно 220. б.Только слуховые косточки не соединены со скелетом. в.Подвижные сочленения костей — суставы41.

1.На одной из костей имеется ямка — суставная впадина.

2.В суставную впадину входит соответствующая ей по форме головка другой кости.

3.И впадина, и головка покрыты слоем хряща, уменьшающего трение. 4.Кости в суставах объединяются прочными связками.

5.Сустав покрыт соединительнотканной суставной сумкой.

6.В суставной сумке для уменьшения трения находится суставная жидкость42. 7.Полуподвижные суставы (например, между позвонками) имеют хрящевые прокладки43 (межпозвоночные диски в позвоночнике) — полусуставы.

2.Скелет головы состоит из 2-х отделов мозгового и лицевого и содержит 23 кости.

а. Мозговой отдел (образован 8 костями).

1. Образован неподвижно сочлененными костями.

2.Имеет парные кости — теменные и височные.

.В височной кости проходит слуховой проход. 3.Непарные кости черепа — лобная и затылочная.

.В затылочной кости имеется большое затылочное отверстие.

4.Кости основания черепа пронизаны отверстиями для сосудов и черепномозговых нервов.

б.Лицевой череп состоит из 15 костей44.

1.Самая крупная кость лицевого черепа — нижнечелюстная кость (единственная подвижная кость черепа).

2.На обеих челюстях имеются ячейки для зубов. 3.Скелет туловища.

а. Позвоночник состоит из 33 — 34 позвонков.

1.Между позвонками находятся хрящевые диски, обеспечивающие его гибкость.

41'У человека свыше 230 суставов.

42'Суставная жидкость также необходима для питания суставного хряща.

43Пульпозное ядро в центральной части межпозвоночных дисков является остатками хорды.*

44Иногда к лицевому черепу причисляют еще и подъязычную кость.

22

23

2.Дуги позвонков образуют позвоночный канал, в котором проходит спинной мозг.

3.Отделы позвоночника:

.Шейный отдел состоит из 7 позвонков..Грудной отдел — из 12 позвонков.

1.К каждому грудному позвонку прикреплена пара ребер.

2.Соединение позвонков с ребрами полуподвижное45 , что позволяет поднимать и опускать грудную клетку при дыхании.

3.10 ребер соединены хрящом с грудиной46 , а 2 нижних ребра не соединены

(плавающие ребра).

.Поясничный отдел — из 5 позвонков..Крестцовый отдел — из 5 сросшихся позвонков..Копчиковый отдел из 4 — 5 позвонков.

б.Скелет верхних конечностей.

1.Скелет верхнего плечевого пояса состоит из лопатки и ключицы.

.В лопатке имеется полушаровидная ямка для прикрепления плечевой кости. 2.Скелет свободной верхней конечности образован плечом, предплечьем и кистью.

.Предплечье состоит из 2-х костей — лучевой и локтевой.

.Кисть состоит из 8 костей запястья, 5 костей пясти и фаланг пальцев (по 3 фаланги у каждого пальца, у большого пальца 2 фаланги).

в.Скелет нижней конечности.

1.Пояс нижней конечности состоит из 2-х тазовых костей, сросшихся с крестцом, и соединенных спереди лобковой костью.

2.Тазовые кости имеют впадину для головки бедренной кости.

3.Скелет свободной нижней конечности состоит из бедренной кости, большой и малой берцовой костей и костей стопы.

.Кости стопы состоят из 7 костей предплюсны (самая крупная из них — пяточная кость), 5 костей плюсны и фаланг пальцев (по 3 фаланги у каждого пальца, 2 фаланги у большого пальца).

4.Особенности скелета, связанные с прямохождением и трудовой деятельностью47.

45'Ребра могут поворачиваться в этих сочленениях.

46 Грудинные хрящи VIII, IX и Х ребра присоединяются к хрящу предыдущего ребра, образуя реберную дугу.'

23

24

а.Позвоночник имеет изгибы, смягчающие толчки при передвижении (у животных, передвигающихся на 4-х лапах, таких изгибов нет).

б.Грудная клетка расширена в стороны, у других млекопитающих сжата с боков. в.Большой палец руки противопоставлен другим пальцам.

г.Пальцы руки подвижны.

д.Ступня с непротивопоставляющимся большим пальцем. е.Широкий таз поддерживает внутренние органы.

ж.Нагрузка на кости нижних конечностей больше, поэтому они толще. з. Сводчатая стопа смягчает толчки.

и.Мозговой череп больше лицевого за счет сильного развития головного мозга. IV.ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ ПРИ ПОВРЕЖДЕНИИ СКЕЛЕТА.

1.Первая помощь при растяжениях и вывихах.

а. Растяжение — повреждение связок, соединяющих суставы, сопровождающееся отечностью, кровоизлиянием и сильной болью.

1.Охлаждение поврежденного места облегчает боль и предотвращает развитие отека, уменьшая объем внутреннего кровоизлияния.

2.Тугая фиксирующая повязка обязательна.

б. Вывих — выход суставной головки из суставной впадины, сопровождается сильной болью, иногда разрывом связок.

1.При вывихе поврежденному суставу требуется покой, который обеспечивает тугая повязка с шиной.

2.Рекомендуется охлаждение поврежденного сустава.

2.Первая помощь при переломах костей48.

а. Неподвижность поврежденной конечности обязательна (необходимо предотвратить смещение костных обломков, вызывающее боль и повреждение мягких тканей).

б. Используют шинную повязку так, чтобы оба сустава сломанной кости были неподвижны.

в. При открытых переломах сначала накладывают повязку на рану, а затем шину.

47У ранних гоминид (австралопитек) могли сформироваться идиоадаптации, отличающие их от человекообразных обезьян, в связи с полуводным образом жизни (гипотеза Э.Харди и Я.Линдблада). Своеобразное отложение жира под кожей, большие молочные железы, отсутствие волос, развитие выступающего носа с ноздрями облегчали жизнь в воде, усложнение движений пальцев на передних конечностях для ощупывания добычи, уменьшение клыков, мешающих высасывать содержимое раковин. Эта гипотеза подтверждается наличием у человека паразитов, заражение которыми происходит при поедании пресноводных животных

— моллюсков (сосальщик), рыб (широкий лентец), также легкостью родов в воде и способностью только что родившегося младенца плавать.*'

48Опасным для жизни осложнением переломов может быть попадание капелек жира из костного мозга в сосуды, что вызывает их закупорку (эмболию) и нарушение кровоснабжения соответствующих участков организма.*

24

25

г.При переломах ребер пострадавший должен как можно глубже выдохнуть, и в таком положении на грудь накладывают тугую повязку. (В настоящее время этот метод не применяется, т.к. ведет к возникновению у пациента воспаления легких, поэтому рекомендуется лежать на сломанном ребре, чтобы оно меньше двигалось при дыхательных движениях грудной клетки).

д.При переломах позвоночника пострадавшего укладывают на ровную поверхность лицом вверх.

е.При переломах черепа пострадавший укладывается на спину с приподнятой головой.

V.МЫШЦЫ И ИХ ФУНКЦИИ. 1.Строение скелетных мышц.

а. Мышцы состоят из пучков поперечнополосатых мышечных волокон.

б. Мышца покрыта соединительнотканной оболочкой — фасцией, снижающей трение.

в. Мышцы прикрепляются к костям с помощью сухожилий (плотный волокнистый тяж из соединительной ткани)49.

2. Нервная регуляция деятельности мышц.

а. К мышцам подходят окончания чувствительных и двигательных нейронов50. 1.По чувствительным нервам идет информация от рецепторов кожи, мышц и сухожилий.

2. Сокращение мышц происходит за счет рефлексов, при возбуждении мышечных клеток нервными импульсами.

3.Регуляция сокращений мышц за счет больших полушарий делает движения произвольными.

2.Согласованность работы мышц на примере движений конечностей. а. Существуют 2 группы мышц — сгибатели и разгибатели.

1.Например, сгибатель — двуглавая мышца плеча (бицепс), а разгибатель — трехглавая мышца плеча (трицепс).

2.Синергисты — разные мышцы, участвующие в одном движении. 3.Антагонисты — мышцы, участвующие в противоположных движениях

б.При сокращении сгибателей сустав сгибается, если разгибатели расслабляются, в противном случае конечность закрепляется в определенном положении. в.Сгибание конечности вызывается возбуждением двигательных нейронов сгибателей и торможением двигательных нейронов разгибателей.

3.Работа мышц.

а. Источник энергии работы мышц — распад и окисление органических веществ. 1.Для работы мышц необходим кровоток, приносящий кислород и органические вещества и уносящий продукты обмена.

3.Утомление при мышечной работе.

49Мимические мышцы одним концом прикреплены к черепу, а другим к коже лица.*

50К каждому мышечному волокну подходит нервное окончание, являющееся отростком двигательного нерва.

25

26

а. Утомление51 — временное снижение работоспособности мышц, возникающее по мере их работы (изучал И.М.Сеченов).

1.При ритмической работе утомление наступает позже, т.к. в промежутках между сокращениями мышца отдыхает.

2.Чем быстрее работа мышц и больше нагрузка, тем быстрее наступает утомление.

3.Средние нагрузка и ритм наиболее оптимальны для работы мышц.

4.Сеченов И.М. доказал, что лучший способ восстановления работоспособности мышц не пассивный, а активный отдых, т.е. отдых связанный с активизацией других групп мышц.

IV.ОСНОВНЫЕ ГРУППЫ МЫШЦ.

1.Мышцы рук участвуют в трудовой деятельности.

а. Большое количество мышц управляет работой пальцев. 2.Мышцы ног имеют большую массу.

а. Икроножная мышца сгибает ногу в колене, поднимает пятку, поворачивает стопу наружу.

3.Большая ягодичная мышца закрепляет тазобедренный сустав для вертикального положения тела.

4.Мышцы шеи и спины поддерживают вертикальное положение тела, участвуют в движениях туловища и поворотах головы.

5.Мышцы живота осуществляют наклоны вперед и повороты туловища, защищают органы брюшной полости, участвуют в дыхании.

6.Мышцы груди участвуют в дыхании и движениях верхней конечности.

а. Диафрагма — мышечная перегородка, разделяющая грудную и брюшную полости, участвует в дыхании "животом" (специфична для млекопитающих).

7.Мышцы головы.

а. Жевательные мышцы двигают нижнюю челюсть во всех направлениях. б.Мимические мышцы одним концом закреплены на кости, а другим — в коже лица. Их функция у приматов — передача эмоций.

V.ФОРМИРОВАНИЕ СКЕЛЕТА И МЫЩЦ. 1.Развитие опорно-двигательной системы человека.

а. Самый интенсивный рост и развитие мышц происходят в 14 — 17 лет.

б. Кости растут усиленно в местах, где на них оказывается сильное сжатие или растяжение.

1.Чем сильнее мышцы, тем крепче скелет.

2.Чем больше нагрузка на суставы, тем больше вероятность их заболевания.

.Избыточная масса тела ухудшает кровоснабжение костей и суставов, что ведет к их заболеваниям.

2.Значение тренировок.

51 Как показали эксперименты, искусственное возбуждение мышц после достижения чувства усталости, приводит к их нормальной работе. Следовательно, усталость связана с возникновением недостатка питательных веществ не в мышцах, а в двигательных нейронах.'

26

27

а.При работе любого органа в него поступает больше крови.

1.Чем больше работают мышцы, тем больше они получают питательных веществ и кислорода с током крови.

2.Поэтому при тренировках мышцы растут быстрее52.

3.При мышечных сокращениях активируют работу и другие системы органов (сердечнососудистая, дыхательная).

.Это улучшает их кровоснабжение и увеличивает в них обмен веществ, что благотворно влияет на здоровье человека.

.При отсутствии тренировки длительные физические нагрузки могут принести вред.

3.Предупреждение искривлений позвоночника и плоскостопия. а. Виды искривлений позвоночника;

1.Сколиоз — искривление позвоночника в боковую сторону. 2.Лордоз — искривление позвоночника вперед53.

3.Кифоз — искривление позвоночника назад.

б.Любое нефизиологическое искривление позвоночника приводит к нарушению работы внутренних органов и, как следствие, к разнообразным заболеваниям. 1.При искривлении позвоночника пережимаются спинномозговые корешки, что

нарушает управление нервной системой работы внутренних органов. 2.Пережатие кровеносных и лимфатических сосудов, питающих спинной мозг, за счет смещенных позвонков, нарушает управляющую работу спинного мозга.

в.Правильная осанка вырабатывается до 18 лет.

1.Естественные изгибы позвоночника возникают за счет роста межпозвоночных дисков.

г.Большие нагрузки могут привести к развитию плоскостопия (уплощение свода стопы).

1.У больных плоскостопием развивается боль в своде стопы при хождении и стоянии.

2.Плоскостопие можно устранить специальными физическими упражнениями. г.Предупреждение патологических деформаций скелета.

1.Физкультура.

2.Правильная осанка за письменным столом. 3.Не спать свернувшись, лучше спать на животе.

4.При переноске тяжести нагружать обе руки, поднимать тяжесть с помощью мышц ног с прямой спиной.

5.Не носить тесную обувь с высоким каблуком.

КРОВЬ

52Увеличивается не число мышечных волокон, а их толщина.

53В норме позвоночник имеет физиологические искривления: лордоз в поясничном и шейном отделах позвоночника и кифоз в грудном копчиковом отделах. Физиологические изгибы необходимы для амортизации толчков при ходьбе.

27

28

I.СОСТАВ И ФУНКЦИИ КРОВИ. 1.Значение крови.

а. Транспортная функция.

1.Переносит к клеткам питательные вещества и кислород. 2.Переносит к органам выделения продукты обмена. 3.Перенос тепла.

б.С помощью крови осуществляется гуморальная регуляция (транспортировка гормонов).

в.Защитная функция (клетки и вещества крови участвуют в иммунном ответе). г.Участие в поддержании постоянства внутренней среды организма (например, ионного состава, рН, состава белков и др.).

д.Участие в терморегуляции (кровь переносит тепло из органов, в которых оно вырабатывается, в органы, отдающие тепло, например, кожу, кишечник, легкие, мочевой пузырь).

2.Состав крови.

а. Объем крови взрослого человека — 5 л (у мужчин — 5,2 л, у женщин — 3,9 л). б. Кровь относится к соединительной ткани.

1.Межклеточное вещество крови — плазма (55% объема крови)..90% — вода, 10% — белки, жиры, глюкоза, соли и др54..Изменение состава плазмы вредно для организма.

.Через легкие происходит выброс лишнего СО2, через почки выводятся растворимые продукты обмена.

.Состав плазмы поддерживается организмом на одном уровне. Изменения в ее составе обычно ведут к заболеваниям.

1.Изменение концентрации глюкозы в крови (гипер — или гипогликемия) вызывает обморочное состояние и даже смерть.

2.Ацидоз и алкалоз — изменения кислотности плазмы — сопровождают крупные воспалительные процессы55. Наблюдаются при диабете, отравлениях, голодании, заболеваниях желудочно — кишечного тракта.

3.0,9% раствор NaCl — физиологический раствор. Клетки в нем не изменяют своего объема, при больших концентрациях соли в растворе клетки уменьшаются, при меньших — увеличиваются, при концентрации 0,3% происходит разрушение эритроцитов56 — гемолиз).

2.Клетки крови образуются в красном костном мозге ( ядерные клетки — лейко-

циты и безъядерные — эритроциты, тромбоциты57).

54Более точный состав плазмы: белки — 7%, жиры — 0,8%, глюкоза — 0,12%, соли —

0,9%, рН 7,3.'

55Границы физиологической нормы рН 7,35 — 7,45. При рН 7,2 наступает коматозное состояние (потеря сознания, расстройство жизненно важных функций).*

56'Лейкоциты при таких концентрациях не разрушаются.

57 Диаметр тромбоцитов — 2 — 5 мкм, в 1 мм их насчитывается от 250 до 400 тыс. В кровотоке тромбоциты находятся от 8 до 11 дней.'

28

29

a. Их созревание, накопление и разрушение происходит в лимфатических узлах, зобной железе (тимус), селезенке и печени.

3.Свертывание крови — защитная реакция организма, предохраняющая его от кровопотери.

а. Разрушение кровеносного сосуда приводит к выходу из него крови, это запускает цепь биохимических процессов, ведущих к образованию тромба58 1.Из растворимого низкомолекулярного белка фибриногена под действием

ферментов собирается высокомолекулярный нерастворимый белок — фибрин. 2.Этот процесс идет под действием фермента тромбина, выделяющегося из тромбоцитов, при их разрушении вне сосудов и их контакте с клетками соединительной ткани59.

3.Для свертывания крови необходимы ионы кальция. Если их удалить, свертывания не происходит.

4.Процесс свертывания идет за 3 — 8 мин.

5.После свертывания сгусток уплотняется под действием химических факторов из тромбоцитов.

6.Плазма, лишенная фибриногена, называется сывороткой60.

7.В лимфе также находится фибриноген, поэтому лимфа может свертываться. 8.У больных гемофилией (наследственная болезнь, сцепленная с полом) кровь не свертывается в течение длительного времени из — за дефицита некоторых плазменных факторов свертывания.

II.ЭРИТРОЦИТЫ.

1.Функция — перенос кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким.

а. Белок эритроцитов гемоглобин61 может химически связываться с О2 и СО2.

б. Гемоглобин состоит из 4 субъединиц белка глобина62 , к каждой из которых присоединена небелковая часть — гем, содержащая атом железа (II). 1.Гемоглобин придает крови темно — красный цвет.

58Процессы свертывания крови представляют собой ферментативные аутокаталитические реакции, т.е. предшествующие продукты таких реакций катализируют последующий их ход до образования фибринового сгустка.

59 Процессы свертывания крови представляют собой ферментативные аутокаталитические реакции, т.е. предшествующие продукты таких реакций катализируют последующий их ход до образования фибринового сгустка.

60В процессе свертывания крови участвуют плазменные и тромбоцитарные факторы (такое название получили биологически активные вещества, участвующие в свертывании крови). Недостаток первых и уменьшение или неполноценность вторых приводит к замедлению свертываемости и кровоточивости.

61 В школьном учебнике "Общая биология" (21 изд.1991, стр 148) неправильно указана молекулярная масса гемоглобина — 15200, на самом деле у человека гемоглобин имеет молекулярную массу 68000 (4 субъединицы по 17000).*

62 Молекула гемоглобина состоит из двух — глобинов и двух — глобинов, являющихся продуктами разных генов.*

29

30

2.Соединение гемоглобина (оксигемоглобин) с кислородом имеет ярко — алую окраску, поэтому — это цвет артериальной крови.

3.Нестойкое соединение гемоглобина с О2, разрушается в тканях, бедных кислородом, поэтому венозная кровь имеет темно — красный цвет.

2.Эритроциты имеют двояковогнутую форму и не содержат ядра.

а. Диаметр 7,5 мкм. б.В 1 мм крови находится 5 млн. эритроцитов63. в. Продолжительность жизни эритроцитов около 100 — 120 дней. г. Новые эритроциты образуются в красном костном мозге.

д. Запас эритроцитов на случай кровопотери находится в селезенке, депонирующей (хранящей) до 300 мл крови.

е. Разрушение эритроцитов идет в печени и селезенке.

3.Малокровие — снижение числа эритроцитов в крови и (или) уменьшение содержания в них гемоглобина.

а. Причины малокровия: плохое питание, инфекционные заболевания, кровопотери, авитаминозы, злокачественные опухоли, недостаток железа в пище, например, при вегетарианском питании.

б.Часто малокровие излечимо. 4.Переливание крови.

а. Кровь берут у взрослых людей — доноров.

б.Кровь, обработанную антисвертывающими составами, хранят в закупоренных сосудах.

в.В таблице указано, кровь какого донора можно перелить какому реципиенту64.

г.Группы крови передаются от родителей детям и не изменяются со временем. 1.Группы крови наследуются тремя независимыми друг от друга генами. Два гена доминантны А и В и один ген 0 — рецессивен.

2.Люди с первой группой крови имеют генотип 00, со второй — А0 или АА, с третьей — В0 или ВВ, с четвертой — АВ.

д.Наиболее распространенной группой является I, редкая группа — IV65.

63Суммарная площадь эритроцитов 3500 — 3800 м.

64В 1900 г стало ясно, что при переливании крови возможна несовместимость, ведущая к смерти реципиента. Кровь всех людей была разделена на 3 группы.

65Распределение по группам крови неодинаково в различных районах Земли. I — ая группа наиболее распространена (ее частота составляет 90 — 100%) для населения Центральной и Южной Америк. Однако в Москве частота I — ой группы составляет 33%, II — ой — 38%, III — ей — 21% и IV — ой — 8%.*

30