bazanova_t_i_pavichenko_yu_v_biologiya_9_klas
.pdf
|
|
|
|
3 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
ОРГАНІЗМУ ЛЮДИНИ |
підвищений |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ФУНКЦІЙ |
||
рівень |
глюкози |
|
|
|
|||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
гомеостаз 70–110 мг/100 мл |
|
|
||
|
|
|
|
|
РЕГУЛЯЦІЯ |
||
3 |
|
|
знижений |
рівень |
глюкози |
||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
ЕНДОКРИННА |
|
|
|
|
1 |
|
гіпоталамус |
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
— нервові імпульси |
— глюкагон |
— адреналін, норадреналін |
— інсулін |
|
|||
Мал. 44.1. Зв’язок нервової і гуморальної регуляції рівня глюкози в крові: |
|
|
|||||
1 — підшлункова залоза; 2 — надниркові залози; 3 — печінка; 4 — скелетні м’язи |
|
||||||
Печінка знижує вироблення глюкози з глікогену. До регуляторного процесу приєднується підшлункова залоза, збільшуючи секрецію інсуліну. Інсулін діє на клітини печінки і скелетних м’язів, і до них з крові повертається надлишок глюкози — починається її перетворення на глікоген. Отже, у зниженні рівня глюкози в крові провідну роль виконує ендокринна система.
Взаємозв’язок систем нервової й гуморальної регуляції забезпечують численні рецептори нейронів і клітин ендокринних залоз. Так, на нейронах є рецептори до гормонів надниркових залоз, до глюкози
151
тощо. Клітини ендокринних залоз мають рецептори до медіаторів, які виробляють нейрони. Це дає клітинам змогу обмінюватися ін-
формацією про стан внутрішнього середовища організму.
Нейрогуморальна регуляція та імунна система. Усі ми хворіємо на інфекційні захворювання. У боротьбі з інфекцією завжди беруть участь усі регуляторні системи. Як взаємодіють вони в цьому процесі?
Відомо, що під час захворювання зазвичай підвищується температура тіла. Це означає, що до справи стала імунна система: її реакції супроводжуються виділенням великої кількості тепла. Проте організм не відповідає на зростання температури у звичайний спосіб, тобто потінням. Чому? Лейкоцити продукують біологічно активні речовини пірогени. Надходячи до нервового центра терморегуляції в гіпоталамусі, вони сигналізують про початок опору інфекції. Гіпоталамус гальмує реакції, що відводять тепло: висока температура внутрішнього середовища підвищує ефекти імунних реакцій і стримує розвиток мікроорганізмів.
Сигнали імунної системи впливають й на гіпоталамо-гіпофізарно- надниркову систему, яка у відповідь зменшує секрецію кортизолу. Відомо, що кортизол пригнічує активність органів імунної системи, а вони на початковій фазі боротьби з інфекцією мають продукувати якомога більше Т- і В-лімфоцитів. Аби кортизол не гальмував їх дозрівання, його продукція на певний час значно знижується.
Коли хворобу переборено, надмірна активність імунної системи втрачає сенс. У крові зменшується кількість продуктів розпаду мікроорганізмів, комплексів антитіло–антиген. Т-лімфоцити продукують спеціальні речовини, які подають сигнал гіпоталамусу про необхідність підвищити секрецію кортизолу, аби уберегти організм від аутоімунних захворювань.
Так завдяки обміну інформацією між імунною, нервовою та ендокринною системами регулюється діяльність організму, спрямована на його захист.
1. Поясніть, як ваш організм регулює рівень глюкози в крові під час склад-
ної контрольної роботи. Запропонуйте товаришеві оцінити, наскільки докладним було ваше пояснення.
2.Перевірте за текстом, які з поданих тверджень є правильними.
За допомогою пірогенів імунна система передає інформацію до гіпота-
ламуса про початок боротьби з інфекцією. Нервові імпульси, які надсилає гіпоталамус до потових залоз, посилюють виділення поту. На стадії
боротьби з інфекцією гіпоталамо-гіпофізарно-надниркова система
реагує на сигнали імунної системи, знижуючи продукцію кортизолу.
152
1. Доведіть, що робота ендокринних залоз регулюється нервовою системою. 2. Наведіть приклади гуморального впливу на діяльність нервової системи. 3. Чому регуляція рівня глюкози в крові не обмежується лише впливами нервової системи? 4. Яким є зв’язок між імунною і нервовою
регуляцією під час боротьби організму з інфекцією? 5. Як імунна система
впливає на роботу ендокринної системи? 6. Чим загрожує організму розлад координації в діях гіпоталамо-гіпофізарної та імунної систем?
ЛЮДИНА ТА ЇЇ ЗДОРОВ’Я
Важливо розуміти, які особливості навколишнього середовища можуть бути несприятливими для вашого здоров’я. Так, за нестачі надходження Йоду в організмі знижується продукція гормонів щитоподібної залози. Часто нестача Йоду зумовлена його недостатністю у воді, яку споживають мешканці певного регіону. В Україні йододефіцитними є західні регіони, зокрема Закарпаття, і гірська частина Криму. У них мешканцям постачається бідна на Йод вода з гірських річок. Аби запобігти гіпотиреозу, необхідно споживати їжу, що містить цей елемент (морських молюсків, рибу, морську капусту), додавати в їжу йодовану сіль. Проте слід пам’ятати, щонадмірнеспоживанняЙодуможепризвестидозмінущитоподібній залозі, не менш загрозливих, ніж гіпотиреоз. Тому перш ніж використовувати добавки, що містять Йод, необхідно порадитися з лікарем. Тяжкою хворобою є цукровий діабет, під час якого вміст глюкози в крові перевищує норму гомеостазу. Часто надмірний вміст глюко-
зи спричинений зменшенням секреції інсуліну. Це відбувається, якщо клітини підшлункової залози гинуть унаслідок інфекцій, онкологічних або аутоімунних захворювань, алкоголю, куріння тощо. Проте цукровий діабет може розвинутися й тоді, коли інсулін виробляється в кількості, що відповідає нормі. У цьому разі причиною хвороби є порушення функцій рецепторів до інсуліну в клітинах печінки і м’язів. В обох випадках для відновлення нормального вуглеводного обміну організм потребує додаткової кількості інсуліну. Запобігти цукровому діабету допомагає здоровий образ життя, повноцінне збалансоване харчування.
НАША ЛАБОРАТОРІЯ |
Як відкрили інсулін? |
Хворобу, симптомами якої є рясне сечовиділення, спрага і втрата |
ваги, було описано ще римськими лікарями. Тривалий час її причи- |
ни були невідомі, а хворі — приречені на загибель. У ХVII ст. було |
153
ЕНДОКРИННА РЕГУЛЯЦІЯ ФУНКЦІЙ ОРГАНІЗМУ ЛЮДИНИ
з’ясовано, що в сечі таких хворих наявний цукор. Хворобу назвали цукровим діабетом і лікували її за допомогою дієти, що виключала солодке.
Перелом у боротьбі з цукровим діабетом настав
у 1921–1922 рр., коли канадські вчені Фредерік Бантінг (мал. 1) і Джон Маклеод виділили з під-
шлункової залози корови інсулін і зважилися ввести його людині. Першим одержав інсулін 14-річний хлопчик, який потрапив до лікарні у важкому стані. Ці ін’єкції врятували йому життя. Так почалася нова ера в ендокринології. За відкриття інсуліну Ф. Бантінг і Д. Маклеод здобули
Нобелівську премію. День народження Ф. Бан- Мал. 1. Фредерік Бантінг тінга — 14 листопада — проголошено Всесвітнім днем боротьби з цукровим діабетом. Сьогодні цукровий діабет ліку-
ють здебільшого людським інсуліном, одержаним методами генної інженерії.
В Україні вперше інсулін був синтезований у 1923 р. В. М. Коганом -Ясним. У 1930 р. він організував у Харкові першу в Україні ендокринологічну клініку.
ПІДСУМКИ
Ендокринна система складається із залоз, які виділяють у кров гормо-
ни, які, зв’язуючись з білком-рецептором клітини-мішені, змінюють її метаболізм. Гормони регулюють обмін речовин, ріст і розвиток організму,
підтримують гомеостаз, забезпечують пристосування організму до робо-
ти різної інтенсивності.
Центральним механізмом регуляції діяльності ендокринних залоз є гіпоталамо-гіпофізарна система. Між ендокринною, нервовою та імунною регуляцією є тісний взаємозв’язок.
ПРАЦЮЄМО РАЗОМ
Вивчаючи ендокринну систему, ви ознайомилися з багатьма гормона-
ми. Отже, настав час доповнити новою інформацією таблицю «Речовини
в моєму організмі». Порівняйте вашу таблицю з таблицею товариша. У кого з вас вона інформативніша?
154
Розділ 10
Розмноження і розвиток людини
Перегляньте свої дитячі фотографії у віці, коли ви були немовлям. Важко повірити, що малюк на цих світлинах — це ви. Ваші зріст і вага
збільшилися в декілька разів, змінилась і ваша зовнішність. У дитинстві ви навчилися ходити й розмовляти, згодом — читати і писати, а тепер ви розв’язуєте складні завдання з математики й фізики, аналізуєте істо-
ричні події тощо. Які зміни чекають на вас надалі? Які регуляторні системи контролюють ріст і розвиток людини? Яку роль у цих процесах відіграє статева система людини? Відповіді на ці запитання ви знайдете, вивчивши
розділ «Розмноження і розвиток людини».
Ви також дізнаєтеся про будову чоловічої та жіночої статевих систем;
про формування чоловічих і жіночих статевих клітин; про запліднення і внутрішньоутробний розвиток людини; про етапи розвитку людини; про особливості статевого дозрівання хлопців і дівчат.
§ 45. Статева система людини
Функції статевої системи людини пов’язані з реалізацією процесів її розмноження і розвитку. Людина — ссавець, отже, вона розмножується тільки статевим шляхом. У особин обох статей формуються гамети (статеві клітини): яйцеклітини в жінок, сперматозоїди в чоловіків. Унаслідок злиття їх ядер, тобто запліднення, утворюється зигота — клітина, з якої починається розвиток ембріона. Запліднення відбувається в жіночому організмі, де й розвивається зародок. Коли формування ембріона закінчується, відбуваються пологи й народжується дитина, яку мати спочатку вигодовує молоком.
Розмноження є функцією статевих систем чоловіка й жінки. Усі його етапи координують регуляторні системи організму, і насамперед — гуморальна. Статеві гормони, що виробляються корою надниркових залоз і статевими залозами, впливають на роботу статевої
системи і розвиток людини протягом усього життя.
Будова статевої системи людини. Статеві системи чоловіка й жінки відрізняються за будовою. Чоловіча статева система призначена для формування сперматозоїдів та їх доставки в організм жінки. Жіноча статева система створює умови для дозрівання яйцеклітин і їх запліднення, для розвитку зародка, вона забезпечує пологи. Обидві системи складаються з внутрішніх і зовнішніх статевих органів.
155
6 |
5 |
|
4
7
3
2
8
9 |
1 |
Мал. 45.1. Внутрішні органи чоловічої статевої системи: 1 — сім’яник; 2 — придаток сім’яника; 3 — сім’явивідна
протока; 4 — сім’яні міхурці; 5 —сечовий міхур; 6 — сечовід; 7 — передміхурова залоза; 8 — сім’явипускальний (сечовипускальний) канал; 9 — статевий член
2
1
a
3
б
Мал. 45.2. Внутрішня будова сім’яника
(а); сперматозоїди у порожнині сім’яного канальця (б): 1 — сім’яний каналець; 2 — канальці придатка сім’яника; 3 — сім’явивідна протока
Чоловіча статева система (мал. 45.1). Сперматозоїди формуються в парних статевих залозах — сім’яниках (яєчках). Вони розташовані в шкіряних мішечках — мошонці, яка розміщується поза черев-
ною порожниною. Завдяки такому розташуванню температура в сім’яниках становить близько 34°С, що є необхідною умовою дозрівання гамет. У пухкій сполучній тканині сім’яників містяться кліти-
ни, які секретують статеві гормони. У сім’янику розміщується близько 1000 сім’яних канальців — тоненьких звивистих трубочок завдовжки до 50 см і діаметром близько 200 мкм (мал. 45.2). Одні клі-
тини їх стінок утворюють сперматозоїди, інші продукують деякі ре-
човини сім’яної рідини. Сім’яну рідину, що містить сперматозоїди, називають спермою.
Із сім’яних канальців сперма надходить до канальця придатка
сім’яника, де відбувається остаточне формування сперматозоїдів. Від кожного придатка відходить сім’явивідна протока, яка впадає
в сечовипускальний канал: у чоловіків статева система анатомічно сполучена з видільною. У цей канал відкривається й протоки перед-
156
міхурової залози і сім’яних міхурців. Їх секрети є складовою сперми, вони містять речовини, які підтримують життєздатність гамет.
Сечовипускальний канал проходить усередині статевого члена (пеніса). Він, як і мошонка, є зовнішнім статевим органом. Функція
пеніса полягає у видаленні сечі під час сечовипускання і сперми під час статевого акту. Сечовипускальний канал оточений тканиною губчастої будови. Її комірки можуть наповнюватися кров’ю із судин, що підходять до неї. Тоді пеніс твердішає, збільшується в розмірах, випрямляється і стає здатним виконувати свою функцію в статевому акті. Сфінктери сечовивипускального каналу регулюють надходжен-
ня сечі й сперми, тому ці рідини одночасно до нього не потрапляють.
Жіноча статева система (мал. 45.3). Жіночі гамети (яйцеклітини) утворюються в парних статевих залозах — яєчниках. В епітеліальній тканині зовнішнього шару яєчника розташовані фолікули (мал. 45.4), у яких формуються яйцеклітини. Певні клітини фолікулів продукують статеві гормони. Внутрішня частина яєчника складається зі сполучної тканини і містить кровоносні судини та нерви.
Після дозрівання в яєчниках яйцеклітини потрапляють до маткових труб, які сполучені з маткою. Довжина маткових труб становить близько 12 см, їх стінки утворені гладенькою м’язовою тканиною, внутрішній шар якої вистелений війчастим епітелієм. Коливання війок і скорочення гладеньких м’язів труб переміщують яйцеклітину в напрямку матки. У матковій трубі відбувається запліднення, якщо в ній одночасно опиняються яйцеклітина і сперматозоїди.
Матка — порожнистий грушоподібний м’язовий орган завдовжки до 7,5 см і завширшки до 5 см, розташований за сечовим міхуром.
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
3 |
2 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
2 |
|
|
|
|
5 |
|
Мал. 45.4. Зрілий фолікул |
|
|
|
||
|
|
з яйцеклітиною у яєчнику: |
|
Мал. 45.3. Внутрішні органи жіночої статевої системи: |
1 |
— стінка фолікула; |
|
1 — яєчник; 2 — маткова труба; 3 — матка; 4 — шийка |
2 |
— порожнина фолікула; |
|
матки; 5 — піхва |
|
3 |
— яйцеклітина |
РОЗМНОЖЕННЯ І РОЗВИТОК ЛЮДИНИ
157
У матці зародок розвивається до пологів. Вузький канал — шийка матки — веде з матки в піхву — м’язову трубку завдовжки 8–10 см.
Зовнішні статеві органи жінки виконують захисну функцію, перешкоджаючи проникненню хвороботворних організмів у внутрішні статеві органи.
1.На мал. 45.1 знайдіть внутрішні органи чоловічої статевої системи,
функцією яких є утворення гамет, регуляція роботи статевої системи,
виведення гамет з організму.
2.Звертаючись до тексту, визначте, які функції виконують яєчники, маткові труби, матка. Знайдіть ці органи на мал. 45.3.
1. Які органи чоловічої статевої системи відповідають за утворення гамет?
за їх видалення з організму? 2. Де утворюються і куди потрапляють жіно-
чі гамети? 3. У якому органі відбувається запліднення? 4. Як жіноча ста-
тева система пристосована до того, щоб забезпечити розвиток зародка?
5. Статеві залози є залозами змішаної секреції. Які особливості їх будо-
ви про це свідчать?
§ 46. Гаметогенез. Менструальний цикл
Основні етапи гаметогенезу. Вам відомо, що всі соматичні клітини організму є диплоїдними, тобто їх ядра містять подвійний набір хромосом, і лише статеві клітини є гаплоїдними (мають одинарний
набір хромосом). Яким є походження гамет?
Гаметогенез — процес, результатом якого стає утворення статевих клітин, починається в організмі людини під час ембріонального розвитку. На ранніх етапах розвитку ембріона в зачатках його статевих залоз накопичуються особливі зародкові клітини — сперматогонії (у чоловічому організмі) й оогонії (у жіночому). Їх розмноження приводить до появи клітин-попередниць гамет. У період статевого дозрівання в підлітків під дією статевих гормонів починається стадія росту, а слідом за нею — стадія дозрівання клітин-попередниць. Унаслідок двох послідовних поділів такої диплоїдної клітини утворюються гаплоїдні клітини, а з них — гамети (див. § 6). Ці три стадії
гаметогенезу характерні й для чоловічого, і для жіночого організму. Проте утворення сперматозоїдів (сперматогенез) і яйцеклітин (оо-
генез) мають суттєві відмінності.
Сперматогенез. У чоловіків розмноження сперматогоніїв після народження гальмується і відновлюється в 11–13 років (див. § 41).
158
a |
б |
|
Мал. 46.1. Схема поділу клітин-попередниць статевих клітин. Утворення сперматозоїдів (а) і яйцеклітин (б)
Починаючи з цього періоду, у сім’яниках сперматогонії розмножуються постійно, з них формуються клітини-попередниці, що ростуть і дозрівають. Унаслідок дозрівання, тобто поділу, з однієї клітинипопередниці утворюються чотири сперматозоїди (мал. 46.1 а). Вони потрапляють у сім’яні придатки, де триває стадія формування: сперматозоїди набувають характерної форми й властивостей. Термін поділу клітини-попередниці і формування сперматозоїда — близько 80 днів. Упродовж доби сім’яники продукують близько 120 млн гамет. Сперматогенез триває в чоловіків до старості.
Сперматозоїд складається з голівки, шийки і хвоста. Це дрібна клітина довжиною 50 мкм. На вістрі голівки розміщується органела, заповнена ферментами, що здатні розчиняти оболонку яйцеклітини під час запліднення. У голівці розташоване ядро з одинарним набором хромосом. За допомогою хвоста сперматозоїд швидко рухається.
Оогенез. У яєчниках жінок розмноження оогоніїв й утворення з них клітин-попередниць яйцеклітин закінчується в ембріональному періоді. Кожна клітина-попередниця розміщується у фолікулі, вона оточена залозистими й епітеліальними клітинами, що забезпечують її розвиток. Стадія дозрівання клітин-попередниць розпочинається лише через 10–12 років після народження. У яєчниках новонародженої дівчинки налічується 300–400 тис. фолікулів, проте утворити яйцеклітину мають шанс не більше 300–500 з них.
У кожному яєчнику почергово дозріває по одній клітині-поперед- ниці. Унаслідок двох послідовних поділів клітини-попередниці утворюються чотири гаплоїдні клітини, але лише одна з них стає яйцеклітиною (мал. 46.1 б). Три інші, так звані полярні тільця, значно менші за яйцеклітину і незабаром гинуть. Завдяки такому нерівноцінному поділу весь запас поживних речовин концентрується в яйцеклітині. За рахунок цього запасу живуть і діляться клітини зародка в перші дні
РОЗМНОЖЕННЯ І РОЗВИТОК ЛЮДИНИ
159
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
||||||
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
5 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в
|
|
1 |
|
|
3 |
|
|
|
5 |
|
|
|
7 |
|
|
|
9 |
|
|
|
11 |
|
|
|
13 |
|
15 |
|
|
|
17 |
|
|
|
19 |
|
|
|
21 |
|
|
|
23 |
|
|
|
25 |
|
|
|
27 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|||||||
Мал. 46.2. Менструальний цикл. Зміни, що відбуваються в яєчнику (а); зміна концентрації полових гормонів у крові (б); зміни в будові стінки матки (в): 1 — ріст та дозрівання фолікула; 2 — вихід яйцеклітини з фолікула (овуляція); 3 — утворення і зникнення жовтого тіла; 4 — естроген; 5 — прогестерон; 6 — наростання внутрішнього шару тканин стінки матки; 7 — менструація
розвитку. Яйцеклітина значно більша за сперматозоїд: її діаметр дося-
гає 0,1 мм. Оогенез триває в жінок до 45–55 років.
Менструальний цикл (мал. 46.2). Оогенез є стадією розмноження, що має завершуватися заплідненням й утворенням ембріона, який розвивається в матці. Яйцеклітини дозрівають в яєчниках періодично, так само періодично змінюється й стан матки. Яким є зв’язок між цими процесами?
Уяєчнику під дією гормону естрогену активується фолікул,
уякому починається дозрівання яйцеклітини. Зазвичай на 14-й день фолікул лопається: відбувається овуляція — вихід яйцеклітини з фо-
лікула і з яєчника. На місці фолікула утворюється жовте тіло — тимчасова залоза внутрішньої секреції. Вона продукує гормон прогестерон, який гальмує дозрівання чергової яйцеклітини.
Яйцеклітина матковими трубами протягом кількох днів прямує до матки. Якщо запліднення не відбувається, яйцеклітина, досягши матки, гине. Жовте тіло в яєчнику руйнується, і під дією естрогену
вновому фолікулі починається дозрівання чергової яйцеклітини.
Зпочатком дозрівання фолікула матка починає готуватися до зустрічі із зародком: внутрішній шар її тканин під дією естрогену нарощується. Цей процес додатково стимулюється прогестероном. Якщо запліднення не відбувається, нарощені тканини відторгаються і разом із загиблою яйцеклітиною через піхву виходять назовні.
160