Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы физиологии и анатомии человека. Профессиональные заболевания. Учебное пособие
.pdf
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Казанский государственный технологический университет»
С. В. Степанова, С.Ю. Гармонов
ОСНОВЫ ФИЗИОЛОГИИ И
АНАТОМИИ ЧЕЛОВЕКА.
ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ
ЗАБОЛЕВАНИЯ
Учебное пособие
Казань
КГТУ
2009
УДК 612.01
ББК 28.706
С79
Степанова, С. В.
Основы физиологии и анатомии человека. Профессиональные заболевания: учебное пособие / С. В. Степанова, С. Ю.
Гармонов. – Казань: Изд-во Казан. гос. технол. ун-та, 2009. - 217с.
ISBN 978-5-7882-0626-4
Изложены основные понятия о строении и функциях организма человека, механизмах регуляции гомеостаза и процессов
жизнедеятельности. Рассмотрены некоторые профессиональные
заболевания, возникающие в результате воздействия вредных
факторов производственной среды на человека.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 656600 «Защита окружающей среды», для специальностей
280201 – «Инженерная защита окружающей среды», 280202 –
«Охрана окружающей среды и рациональное использование
природных ресурсов», 280101 – «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» по дисциплинам «Физиология человека»,
«Основы токсикологии» и «Медико-биологические основы
безопасности жизнедеятельности».
Подготовлено на кафедре «Инженерная экология».
Табл. 1. Ил. 24.
Библиогр.: 20 назв.
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Казанского государственного технологического университета.
Рецензенты: д-р биол.наук, проф. Р.Р. Нигматуллина
канд. мед. наук Т.А. Киселева
ISBN 978-5-7882-0626-4 © Степанова
© Казанский государственный
технологический университет, 2009
С.В., Гармонов С.Ю., 2009
ПРЕДИСЛОВИЕ
Познание живой природы и бесконечного многообразия ее
форм – глобальная задача современного естествознания. Такое
познание было бы невозможным без тесного взаимодействия
наук о природе: биологи, химии, экологии и др.
Очень важным представляется тот факт, что биология и
экология, с тех пор как в них вошли методы химии, из описательных превратились в точные науки, ведущие исследования
на молекулярном уровне.
Химия, являясь мощным инструментом исследования и
познания процессов, протекающих в живых организмах, играет
важную роль в познании организма человека и его физиологических функций на разных уровнях его организации.
Поэтому современного эколога – специалиста невозможно
представить без знаний физиологии и анатомии систем органов
человека при его единстве функций и форм процессов регуляции их жизнеобеспечения, а также без багажа знаний неотложных состояний и поражений человека в чрезвычайных ситуациях.
Эти вопросы приобретают главенствующую роль в связи с
определяющим влиянием качества окружающей среды и образа
жизни на состояние здоровья человека. Ведь по данным Всемирной организации здравоохранения влияние на здоровье оказывают: образ жизни, среда обитания 70 %, наследственность
20 % и качество медицинской помощи 10 %.
3
В настоящее время все более возрастает антропогенная нагрузка на экосистемы и биосферы в целом. По этой причине инженер-эколог, разрабатывая технологии по очистке газовых выбросов, сточных вод или переработке отходов, должен учитывать физиологические основы жизнеобеспечения человека при
воздействии разнообразных вредных факторов, а также возможности регуляции механизмов поддержания гомеостатического
равновесия в организме и окружающей среде.
В структурном отношении данное издание представляет
собой учебный материал, состоящий из двух разделов: 1) основы анатомии и физиологии человека, 2) основные профессиональные заболевания.
Учебное пособие предназначено для студентов специальностей 280201 – «Инженерная защита окружающей среды» и
80202 – «Охрана окружающей среды и рациональное исполь-
2
зование природных ресурсов», 280101 – «Безопасность жизнедеятельности в техносфере», изучающих дисциплины «Физиология человека», «Основы токсикологии» и «Медикобиологические основы безопасности жизнедеятельности».
При этом изложение основ анатомии и физиологии человека и профессиональных заболеваний не ограничивается рамками лекционного курса и содержит материалы, полезные для
самостоятельной работы студентов.
4
ВВЕДЕНИЕ
Анатомия и физиология человека – это важнейшие биологические науки, изучающие строение и функции человеческого
организма. Как устроен человек, как функционируют его органы, должен знать не только каждый медик и биолог, но и специалист – инженер-эколог, который непосредственно занимается вопросами охраны здоровья человека и окружающей природной среды.
Организм человека представляет собой единую систему с
общими законами развития, закономерностями строения и жизнедеятельности. Его функционирование подчиняется биологическим закономерностям, присущим всем живым организмам. В
то же время человек социален и отличается от животных развитым мышлением, интеллектом, наличием второй сигнальной
системы, общественными взаимоотношениями. Особенности
формы, строения тела человека невозможно понять без анализа
функций, равно как нельзя представить особенности функции
любого органа без понимания его строения. Человеческий организм состоит из большого числа органов, огромного количества
клеток, но это не сумма отдельных частей, а единый слаженный
живой организм. Поэтому нельзя рассматривать органы без
взаимосвязи друг с другом, без объединяющей роли нервной и
сосудистой систем.
5
Анатомия и физиология, входящие в число естественнонаучных дисциплин, составляют фундамент для последующего
изучения экологии, токсикологии, микробиологии. Без этих наук о структуре и процессах, происходящих в органах и их элементах, нельзя понять любые преобразования как в здоровом
организме в условиях нормы, так и при заболеваниях в условиях
вредного воздействия экологических факторов на организм.
Ведь особенности строения тела человека, характерные для каждого индивидуума, передающиеся от родителей, определяются
наследственными факторами, а также влиянием на данного человека внешней среды (экологические факторы, питание, физические нагрузки). Человек живет не только в условиях биологической среды, но и в обществе, в условиях определенных человеческих взаимоотношений. Поэтому он испытывает воздействие коллектива, социальных факторов. В связи с этим анатомия
и физиология изучают человека не только как биологический
объект, но учитывают при этом влияние на него социальной
среды, условий труда и быта.
Особую роль при этом приобретает знание профессиональных заболеваний, обусловленных воздействием на организм
человека различных факторов химической, физической и биологической природы.
Древние греки утверждали: «В здоровом теле – здоровый
дух». Зная, как работает организм, какие факторы наиболее значимы в регуляции жизнедеятельности, можно предвидеть, каким
образом возможно предотвратить нарушение функций отдельных систем и органов под влиянием различных вредных веществ, с которыми контактирует человек в результате своей
производственной деятельности.
6
1. ОСНОВЫ ФИЗИОЛОГИИ И АНАТОМИИ
ЧЕЛОВЕКА
Анатомия – наука о строении и форме, происхождения и
развитии организма, его органов и систем.
Истоки анатомии уходят в доисторические времена. Среди
первых известных истории ученых следует назвать Гиппократа
(ок. 460-377 гг. до н. э.), Аристотеля (384-322 гг. до н.э.), Герофила (род. ок. 304 г. до н.э.). Выдающийся врач и энциклопедист
древнего мира Клавдий Гален из Пергама (131-201) обобщил
имеющиеся к тому времени анатомические знания, первым заинтересовался функцией органов. Ученый врач Востока Абу
Али ибн Сина (Авиценна, 980-1037) написал энциклопедический труд «Канон врачебной науки», в котором содержались
многочисленные сведения по анатомии и физиологии. В эпоху
Возрождения анатомия, как и другие науки, шагнула далеко вперед. Особенно большой вклад в анатомию внесли Леонардо да
Винчи (1452-1519) и Андрей Везалий (1514-1564). В XVII–XIX
вв. анатомия обогащается все новыми и новыми фактами. В анатомии возникает и успешно развивается функциональное направление. В XVII в. были опубликованы анатомические труды
и атласы. В XIX в. анатомия из науки описательной превратилась в науку синтетическую, функциональную. Большой вклад в
развитие анатомии внесли русские ученые – А. П. Протасов
1724-1796), С. Г. Зыбелин (1735-1802), А. М. Шумлянский
(
(1748-1795), П. А. Загорский (1764-1846), Н.И. Пирогов (1810-
1881), П.Ф. Лесгафт (1837-1909).
Физиология человека – наука о процессах жизнедеятельности и механизмах их регуляции на клеточном, тканевом, органном и организменном уровнях. Начало физиологии как науке
было положено трудами английского врача У. Гарвея (1578-
657), создавшего учение о кровообращении. Первые работы по
1
физиологии в России были предприняты в XVIII в. М. В. Ломоносовым, изучавшим особенности цветного зрения и давшим
7
классификацию вкусовых ощущений. Неоценимый вклад в развитие физиологии внесли русские учёные И. М. Сеченов, И. П.
Павлов, Н. Е. Введенский, В. М. Бехтерев, А. А. Ухтомский и
др.
Задача физиологии – это не только установление факта,
показывающего, что происходит с той или иной функцией во
время жизнедеятельности, но и выяснения того, с помощью каких механизмов реализуется функция, с какой целью она обеспечивается в той или иной системе, органе, ткани.
Физиология изучает роль различных веществ в деятельности организма, способы регуляции отдельных функций, взаимосвязи клеток в процессе объединения ее в органы и ткани, изменения в организме при приспособлении к неблагоприятным условиям окружающей среды. Сегодня науку физиологию подразделяют на общую физиологию, изучающую природу процессов,
единых для организмов различных видов, а также общие закономерности реакции организма на воздействие внешней среды,
и частную физиологию, которая изучает физиологию отдельных
органов (печени, почек, сердца) или систем (нервной, кровеносной, пищеварительной и т. д.). Специальными физиологическими дисциплинами являются патологическая физиология (изучает органы и процессы, отклоняющиеся от нормы) и прикладная
физиология (рассматривает особенности жизнедеятельности человека в специфических условиях, например в космосе, под водой, высоко в горах).
Человек, как все живые существа, состоит из клеток, связанных между собой соединительными структурами. Сами клетки ведут себя как живые существа, поскольку они выполняют
такие же жизненные функции, как и многоклеточные организмы: питаются, чтобы обеспечивать свою жизнедеятельность, используют кислород для получения энергии, отвечают на определенные раздражители и обладают способностью к размножению.
Клетки делятся на прокариотические и эукариотические
(рис. 1). Первые – это водоросли и бактерии, которые содержат
генетическую информацию в одной единственной органелле,
8
хромосоме, а эукариотические клетки, составляющие более
сложные организмы, такие как человеческое тело, имеют четко
дифференцированное ядро, в котором находится несколько хромосом с генетическим материалом. Строение клетки представлено на рис. 2.
а
Рис. 1 . Виды клеток: а - эукариотическая клетка,
б - прокариотическая клетка
Рис. 2. Строение клетки
б
9
1.1. Опорно-двигательная система
Человеческое тело представляет собой совокупность органов, систем и аппаратов, которые действуют слаженно, выполняя жизненно важные функции. Движение является необходимой частью функции связи и взаимодействия, и тело может осуществлять это движение благодаря опорно-двигательному аппарату. Опорно-двигательная система включает кости, мышцы и
соединения костей. Кости - это твердые и прочные части, служащие опорой телу, мышцы - мягкие части, покрывающие кости, а соединения костей - это структуры, при помощи которых
кости соединяются. Все кости, а их примерно 220, составляют
систему костей, или скелет, который придает телу внешнюю
конфигурацию, вид и обеспечивает ему жесткое и прочное устройство, защищает внутренние органы, накапливает минеральные соли и вырабатывает клетки крови.
Кости состоят в основном из воды и минеральных веществ,
образованных на основе кальция и фосфора, и из вещества, именуемого остеином. Кость не является застывшим органом: она
находится в постоянном процессе развития и разрушения. Для
этого у кости имеются остеобласты (костеобразующие клетки) и
остеокласты, клетки (разрушающие ее) чтобы не давать ей чрезмерно утолщаться. В случае перелома остеокласты разрушают
осколки кости, а остеобласты вырабатывают новую костную
ткань.
Функции опорно-двигательной системы. Скелет и мышцы
опорные структуры и органы движения человека. Они выпол-
–
няют защитную функцию, ограничивая полости, в которых расположены внутренние органы. Так, сердце и легкие защищены
грудной клеткой и мышцами груди и спины; органы брюшной
полости (желудок, кишечник, почки) - нижним отделом позвоночника, костями таза, мышцами спины и живота; головной
мозг расположен в полости черепа, а спинной мозг - в позвоночном канале.
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]