Системы в организме: Органы. Системы органов. Организм — урок. Биология, Человек (8 класс).

Все системы человека

Определение 1

Организм – это целостная система, состоящая из различных органов, объединенных функцией обмена веществ.

Системы органов организма человека

В каждую систему органов входит собственный оригинальный набор компонентов или органов.

Определение 2

Орган – это часть организма, выполняющая определенную функцию и имеющая собственные оригинальные особенности строения.

Каждый орган имеет свойственную только ему форму, а также определенным образом располагается в организме. Как правило, базовые органы, формирующие какую – либо систему состоят из комплекса тканей, в основном четырех, но может быть включено и другое число тканей. Каждый орган в той или иной мере обеспечивает взаимодействие систем организма между собой. Все органы входят в систему органов. Они объединяются по принципу схожести строения и возможности реализации той или иной функции в организме.

Система органов – это физиологическая совокупность органов, направленная на выполнение какой-либо функции и являющаяся частью целостного организма.

В организме человека выделяют следующие ключевые системы органов:

• покровную;
• систему движения и опоры;
• кровеносную;
• пищеварительную;
• нервную;
• эндокринную;
• половую.

Строение различных систем органов организма человека

Система покровов человека состоит из слизистых оболочек и кожи. Она предохраняет организм от механических повреждений и является естественным барьером между ним и окружающей средой. Тем самым покровная система не допускает прохождения вредных веществ и чужеродных микробов во внутреннюю среду.

Рисунок 1. Органы и системы органов человека. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Система опоры и движения включает в себя костный и мышечный аппараты. Соединяясь между собой, кости образуют скелет тела. Для данной системы органов характерны такие функции как опора тела при ходьбе и других видах движения, создание полостей для расположения внутренних органов, обеспечение движения тела, а также защиты внутренних органов.

Опорно-двигательный аппарат работает по принципу синергизма и антагонизма, что позволяет разнообразить типы движений, выполняемых людьми.

Пищеварительная система человека включает в себя элементы пищеварительного тракта, а также различные железы. Конкретно в пищеварительную систему входят: язык, зубы, глотка, пищевод, слюнные железы, желудок, кишечник, печень, а также поджелудочная железа. В данной системе осуществляется химическое и механическое пищеварение. При этом пища измельчается, смачивается слюной, обрабатывается секретом других пищеварительных желез и образует необходимые организму питательные вещества, которые всасываются в кишечнике вместе с водой и потом с помощью кровеносной системы разносятся по организму и доставляются к тканям и органам.

Кровеносная система состоит из сосудов и сердца. Эти элементы обеспечивают движение крови и осуществление непрерывного обмена веществ. При этом клетки с кровью получают нужные питательные вещества и кислород. Кроме того, кровеносная система обеспечивает освобождение организма от вредных веществ: углекислого газа, токсинов и пр. Благодаря специфическому строению сердца (4 камеры) кровь человека четко разделяется на венозную и артериальную, при этом поддерживается постоянная температура тела человека.

Дыхательная система также обладает оригинальным строением. В нее входят: носовая полость, трахея, гортань, легкие, бронхи, альвеолы. Дыхательная система обеспечивает организм кислородом наряду с кровеносной системой. Также эта система высвобождает организм от углекислого газа. Благодаря работе дыхательной системы человек осуществляет качественное взаимодействие с окружающей средой.

Выделительная система человека включает в себя:

• почки,
• мочеточники;
• мочевой пузырь
• уретру.

Выделительная система позволяет реализовать функцию фильтрации крови и удалить жидкие продукты обмена веществ в окружающую среду. Также выделительная система иногда называется мочевыделительной. Функцию выделения веществ также берут на себя дыхательная, кровеносная и половая системы.

Половая система организма даёт возможность реализовать свойство самовоспроизведения. В женскую половую систему входит: матка, яичники, маточные трубы, влагалище, наружные половые органы. В мужскую половую систему входят: семенники, а также другие половые органы. В данной системе формируются половые клетки. Женские половые клетки называются яйцеклетками, а мужские – сперматозоидами. При слиянии они образуют зиготу, из которой в последствии развивается эмбрион.

Эндокринная система человека включает в себя комплекс желез внутренней секреции, в частности к ним относятся: щитовидная железа, гипофиз, поджелудочная железа. Каждая железа вырабатывает уникальный гормон, который направлен на регуляцию того или иного процесса в организме. Гуморальная регуляция наряду с нервной является наиболее значимым путем регуляции жизнедеятельности организма. Этот тип регуляции является более древним, по сравнению с нервной. Он протекает не так быстро, но имеет должную степень точности.

Нервная система имеет колоссально сложное строение, поскольку включает в себя как периферическую систему, так и центральную. К нервной системе относят головной и спинной мозг. Она объединяет все другие системы, регулирует и согласовывает их деятельность. Нервная система человека также позволяет ему осуществлять высшую нервную деятельность, обусловливает функционирование человеческой психики и его поведение в социальном пространстве.

Любая система органов реализует свои уникальные функции на нескольких уровнях организации жизни, а именно: молекулярном, клеточном тканево – органном, системном и организменном. В связи с этим система органов является не только структурным комплексом, но и функциональным.

Замечание 1

Необходимо также отметить тот факт, что принцип системности характерен и для представителей других царств живой природы.

Функции систем органов человека

☰

Человеческий организм как и большинство других живых организмов очень сложен. Он состоит из множества разных клеток, тканей и органов. Каждый орган в теле человека выполняет свою функцию. При этом он может обеспечивать работоспособность других органов, а также сам зависеть от их функционирования. Таким образом, организм человека представляет собой сложную систему, различные компоненты которой взаимосвязаны между собой.

Органы живого организма объединяют в группы — системы органов. Каждая система органов выполняет одну большую задачу для организма, играет определенную роль для него. А каждый орган в конкретной системе выполняют более мелкую задачу, своего рода подзадачу.

У человека выделяют более десяти систем органов. Основными являются следующие.

Покровная система — это кожа и слизистые оболочки. Кожа защищает остальные органы от повреждений, высыхания, предотвращает проникновение в организм вредных веществ и микроорганизмов, снижает воздействие температурных колебаний среды.

Опорно-двигательная система — это кости и мышцы. Кости человека подвижно соединены между собой, в результате получается единый подвижный скелет.

Скелет придает опору телу, к нему крепятся большинство мышц, также скелет выполняет защитную функцию для ряда органов. Мышечная ткань объединяется в отдельные мышцы, она отвечает за подвижность частей тела, входит в состав некоторых органов.

Пищеварительная система включает в себя множество органов, совместная работа которых обеспечивает тело человека питательными веществами, извлекаемыми из пищи путем ее переработки. Эти вещества сначала поступают в кровь, а затем разносятся по клеткам тела.

Дыхательная система человека состоит из нескольких органов, главными из которых являются легкие. В них происходит газообмен между кровью и воздухом. Из крови выводится углекислый газ, а в кровь поступает кислород. Кислород необходим для жизнедеятельности клеток, выработки энергии. В результате этого образуется углекислый газ, который должен удаляться из организма.

Кровеносная система состоит из сердца, различных сосудов, крови, органов кроветворения. Она обеспечивает перенос клеткам тела кислорода и питательных веществ, отвод от них продуктов распада. Также благодаря крови в организме происходит перераспределение тепла. Оно отводится от органов, которые его вырабатывают, к органам, которым его не хватает или через которые оно может быть удалено из организма. Кроме этих функций кровь выполняет ряд других — защищает нас от ряда болезней, выполняет иммунную функцию, разносит гормоны и др.

Выделительная система человека состоит из пары почек и ряда других органов. Ее функция — это удаление из крови продуктов обмена веществ, воды, а также вредных веществ, попавших в кровь из пищеварительной системы. Таким образом, выделительная система обеспечивает постоянство химического состава окружающей среды для клеток тела, что имеет важное значение для их нормальной жизнедеятельности.

Половая, или репродуктивная, система у мужчин и женщин состоит из разных органов. У обоих полов репродуктивная система производит половые клетки, а у женщин еще и обеспечивает вынашивание плода. Таким образом, функцией половой системы является размножение, т. е. обеспечение воспроизводства представителей вида.

Нервная система человека состоит из головного мозга, спинного мозга и множества различных нервов. Ее функциями являются обеспечение согласованной работы всех органов и систем организма, обработка информации, поступающей от органов и из окружающей среды, принятие на основе этого решений, разумная деятельность. Именно разумная деятельность является отличительной особенностью человека, выделяющей его из мира животных. Таким образом, нервная система — это регулятор организма человека, его «главный менеджер».

Эндокринная система человека включает различные железы, «разбросанные» по всему телу, которые синтезируют определенные химические вещества — гормоны. Посредством гормонов, поступающих в кровь, происходит управление организмом. В отличие от нервной системы, где сигналы передаются по нервам, здесь управление происходит иным путем (молекулами через кровь).

Органы чувств человека различны, это несколько «подсистем», каждая из которых состоит из ряда органов. Органы чувств воспринимают значащую для организма информацию из окружающей среды и передают ее мозгу. На основе поступивших данных мозг принимает решения о том, что организму надо или не надо делать. Органы чувств человека состоят из органов зрения, воспринимающих свет, органов слуха, воспринимающих звук, органов обоняния и вкуса, воспринимающих химический состав (молекулы) окружающей среды и пищи, а также осязания, воспринимающего давление.

Совместная согласованная деятельность всех систем органов обеспечивает жизнь организма.

Урок 17. организм – единое целое — Биология — 6 класс

Биология, 6 класс

Урок 17. Организм – единое целое

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке

1. Обобщающий урок по теме «Организм – единое целое».

Тезаурус

Клетка – структурно-функциональная элементарная единица строения и жизнедеятельности всех организмов.

Ткани – совокупность клеток и межклеточного вещества, объединённых общим происхождением, строением и выполняемыми функциями.

Органы – это часть тела, выполняющие общие физиологические функции.

Система органов – органы, сходные по своему строению, происхождению и выполняемой функции.

Организм – живое тело, обладающее совокупностью свойств, отличающих его от неживой материи, в том числе обменом веществ, само поддерживанием своего строения и организации, способностью воспроизводить их при размножении, сохраняя наследственные признаки.

Основная и дополнительная литература по теме урока

1. Биология. 5 – 6 класс. Линия жизни. / В. В. Пасечник, С. В. Суматохин, Г. С. Калинова, Г. Г. Швецов, З. Г. Гапонюк. – М.: Просвещение, 2018.
2. Биология в схемах и таблицах / А. Ю. Ионцева, А. В. Торгалов.
3. Введение в биологию. Неживые тела. Организмы: учеб. для уч — ся 5 – 6 кл. общеобразоват. учеб. заведений / А. И. Никишов. – М.: Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС, 2012.
4. Биология. Живой организм. 5 – 6 классы: учебник для общеобразовательных учреждений с приложением на электронном носителе / Л. Н. Сухорукова, В. С. Кучменко, И. Я. Колесникова. – М.: Просвещение, 2013.
5. Биология. Обо всем живом. 5 класс: учебник / С. Н. Ловягин, А. А. Вахрушев, А. С. Раутиан. – М.: Баласс, 2014.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Тема нашего сегодняшнего урока – организм – единое целое. По данным науки, первые существа на нашей планете появились примерно три с половиной миллиарда лет назад. С момента появления примитивной жизни, благодаря эволюции, на земле появилось огромное многообразие живых форм. Бактерии, водоросли, простейшие животные, многоклеточные животные и человек, любое существо, возникшее из семени, споры или зиготы является организмом. В условиях лаборатории могут существовать отдельные клетки. В естественных условиях, то есть в природе, самостоятельно могут существовать только живые организмы. Организмы – это реальные носители жизни.

В живом организме все жизненные процессы взаимосвязаны. Это обеспечивается согласованным действием клеток, тканей, органов и систем органов. Поэтому любой организм – единое целое.

Взаимосвязь клеток и тканей

Взаимосвязь всех жизненных процессов одноклеточных организмов обеспечивается взаимодействием органоидов клетки. У многоклеточных организмов контакт и взаимодействие клеток происходят через клеточную мембрану. У высших растений связь между клетками обеспечивают тончайшие нити цитоплазмы, которые проходят через поры в клеточной оболочке и соединяют содержимое соседних клеток.

Сходные по строению и действующие совместно клетки образуют ткани, которые, в свою очередь, взаимосвязаны между собой. Взаимосвязь растительных тканей особенно ярко проявляется в процессе питания растений.

Взаимосвязь органов и систем органов

Из тканей формируются органы и системы органов, специализирующиеся на выполнении определенных функций. Они не способны существовать самостоятельно вне целостного организма и тесно связаны друг с другом.

Лист – орган, в котором происходит фотосинтез, он обеспечивает углеводами не только себя, но и другие органы растения. Перемещение воды и минеральных веществ от корней к листьям, а органических веществ в обратном направлении. осуществляется по стеблю. Он же служит опорой для листьев, цветков и плодов.

Органы и системы органов животных тоже взаимосвязаны между собой. Наш организм состоит из огромного числа разнообразных по форме, размерам и функциям клеток. Несмотря на высокую специализацию (структурные изменения клеточных элементов в соответствии с выполняемой функцией), все они имеют общий принцип строения (плазматическая мембрана, цитоплазма, ядро, органоиды) и обладают основными свойствами живого (обмен веществ и энергии, раздражимость, возбудимость, проводимость, секреция, деление и др.), включая поддержание постоянства внутренней среды клетки. Сходные по строению, функциям и происхождению клетки формируют ткани. По характеру деятельности (специализации) все ткани подразделяются на четыре группы: нервную, мышечную, эпителиальную и ткани внутренней среды. Из тканей образованы органы – анатомически обособленные части организма. Органы, совместно обеспечивающие выполнение одной или нескольких функций, объединяются в системы органов (дыхательную, кровеносную, пищеварительную и др.). Из систем органов образован целостный организм, способный противостоять неблагоприятным воздействиям внешней среды, которые несовместимы с жизнью отдельной клетки или системы.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля

Задание 1. Заполните таблицу.

Нервная регуляция	Гуморальная регуляция

Варианты ответов:

Осуществляется с помощью нейронов.

Осуществляется с помощью гормонов.

Действует быстро.

Действует медленно.

Правильный вариант ответа:

Нервная регуляция	Гуморальная регуляция
Осуществляется с помощью нейронов Действует быстро	Осуществляется с помощью гормонов Действует медленно

Задание 2. Восстановите последовательность.

Варианты ответов:

Клетки, системы органов, организм, органы, ткани.

Правильный вариант:

Органы — организм — клетки — системы органов — ткани.

Вред курения на организм человека

ДЕТСКИЕ ФОТОГРАФЫ В КАЗАНИ казань услуги юриста

long distance movers San Francisco long distance movers San Jose insulation service Berkeley

            31 мая  Международный день отказа от курения

И вот в который раз курильщик взял в руку сигарету, смачно щелкнул зажигалкой и затянувшись, как ему кажется, ароматным дымом, стал мечтательно разглядывать голубые кольца дыма, которые медленно расплывались в воздухе комнаты. Но задумался ли он хоть на одну секунду, какие процессы происходят в его организме и какой вред курение оказывает на него? Наверное, нет. А следовало бы! В дыме 20 сигарет(а это обычная «норма заядлого курильщика») содержится никотина 130 мг, аммиака 45 г, синильной кислоты 0,7—1,1 мг , угарного газа 0,6 л и множество других ядовитых веществ. Попадая в организм человека эти вещества, наносят ему непоправимый вред. Медики доказали что средняя продолжительность жизни курящего человека на 9 лет меньше чем у некурящего.

                                               Вред курения на органы дыхания

Органы дыхания – принимают на себя самый первый удар от табачных ядов. Как плотные частицы сажи, так и тот «букет», который входит в состав продуктов табачного дыма, раздражает слизистую оболочку гортани, трахеи, бронхов, мельчайших бронхиол и легочных пузырьков — альвеол. В результате того воздействия ядов табака, развивается хроническое воспаление дыхательных путей. Курильщики часто страдают бронхитом, их постоянно мучает кашель, особенно усиливающийся к утру.Кашель сопровождается обильным отхаркиванием грязно-серой мокроты. Постоянное раздражение голосовых связок, которое часто встречается у курильщиков, делает его голос грубым, хриплым, неприятным. Двое молодых людей заключили пари, кто из них без перерыва выкурит больше сигарет, и уже после 12 выкуренной сигареты один из них почувствовал себя плохо. У него помутилось сознание, и он умер от внезапной остановки сердца. Вред курения на здоровье весьма многообразен. Нельзя назвать такой орган, который бы не страдал от химических веществ находящихся в табаке

                 Вред курения на нервную систему,  на органы чувств

Из всех систем нашего организма, от курения, в первую очередь страдает нервная система. Нервная система управляет всеми процессами, происходящими в нашем организме. Она отвечает за связь организма с внешней и внутренней средой. И в первую очередь от отравления табачными ядами страдает именно нервная система. Одним из первых признаков отравления табаком нервной системы, является головокружение. Обычно головокружения сопровождаются приступами, а иногда и чередой приступов большой интенсивности . Кажется, что все предметы движутся, а если человек закрывает глаза, появляется чувство кружения собственного тела. У курящих людей со стажем развиваются симптомы характерные для невротического состояния: быстрая утомляемость, раздражительность, ослабление памяти, нервность, головные боли        Вред курения на органы чувств тоже страдают от ядовитых веществ, выделяемых при курении, так как никотин убивает окончания вкусовых нервов и полости рта и таким образом исчезают вкусовые восприятия. У злостных курильщиков нередко возникают проблемы со зрением, иногда теряется цветоощущение, человек не может различать цвета. Это объясняется действием ядов табака на зрительный нерв. Курение также отрицательно действует и на функцию слуха. У курящих людей «закладывает уши»

Подготовила врач психиатр  ОГБУЗ

 « Грайворонская ЦРБ »                                                       Н. Е. Горбачева

Энергетические системы организма и целенаправленная тренировка

Главная / Статьи / Энергетические системы организма и целенаправленная тренировка

Мониторинг частоты сердечных сокращений (ЧСС), совместно или без контроля уровня молочной кислоты (лактата), — на сегодняшний день неотъемлемый элемент тренировки, позволяющий спортсмену и наставнику подобрать оптимальную  интенсивность, что позволяет при меньших нагрузках добиваться более высоких результатов. Эффективная тренировка, ведущая к высоким достижениям, возможна только при хорошем знании и правильном применении принципов энергообеспечения физической деятельности.

Энергетические системы

Аденозинтрифосфат (АТФ) в организме человека является универсальным источником энергии, которая высвобождается при распаде АТФ до аденозинфосфата (АДФ) и используется мышцами для выполнения механической работы. Запасы АТФ в мышцах незначительны, расходуются за 2 секунды. Системы ресинтеза АТФ (фосфатная, лактатная и кислородная) поддерживают относительное постоянство этого вещества.

Фосфатная система ресинтеза АТФ (анаэробная, алактатная) включает использование запасов АТФ в мышцах (2сек) и быстрое восстановление АТФ из креатинфосфата (КрФ), которого хватит ещё на 6-8 секунд. Система важна для всех взрывных, кратковременных и стремительных действий. Уже через 30 секунд после нагрузки АТФ и КрФ восстанавливаются на 70%, а через 3-5 минут полностью. Важно — направленная тренировка соответствующими упражнениями с достаточными периодами отдыха не только повышает запасы АТФ и КрФ, но и ускоряет процесс распада и восстановления АТФ за счёт увеличения ферментативной базы, поэтому и представителям стайерских дисциплин полезно регулярно включать в основную тренировку краткие (не более 10 с), мощные, быстрые упражнения.

Кислородная система ресинтеза АТФ (аэробная) является наиболее важной в тренировках на выносливость, поскольку она может поддерживать физическую работу в течение длительного времени, снабжая энергией посредством химического взаимодействия пищевых веществ (главным образом, жиров и углеводов) с кислородом. Производительность кислородной системы зависит от количества кислорода, которое способен усвоить организм человека (МПК – максимальное потребление кислорода).  Углеводы — более эффективное топливо по сравнению с жирами, т.к. при одинаковом потреблении энергии на их окисление требуется на 12% меньше кислорода, но запасов углеводов (гликоген печени и мышц) хватит на 60-90 минут активности, запасы жира практически неисчерпаемы, при окислении не образуется лактат. Чем выше интенсивность нагрузки, тем больше вклад углеводов в энергообразование. Но при одинаковой интенсивности аэробной нагрузки тренированный спортсмен будет использовать больше жиров и меньше углеводов, чем не тренированный, т.е. будет расходовать энергию более экономно. Важно – обязательное включение длительных медленных тренировок в видах на выносливость.

Распад углеводов происходит в два этапа, на первом, протекающем без участия кислорода, образуется молочная кислота (лактат), которая используется в ресинтезе АТФ на втором этапе с участием кислорода. Пока потребляемого кислорода достаточно, молочная кислота не будет накапливаться в организме. Важно – элиминация лактата, основанная на его использовании на втором этапе углеводного энергообеспечения лежит в основе обязательных низкоинтенсивных заминок, активного отдыха и восстановительных тренировок.

Лактатная система

Итак, при росте интенсивности нагрузки и недостатке кислорода молочная кислота, образовавшаяся в первой анаэробной фазе, не нейтрализуется полностью во второй, аэробной, в результате накапливается в работающих мышцах, что приводит к ацидозу, или закислению мышц, основной причине мышечной усталости. При превышении определённого уровня интенсивности (который варьируется от человека к человеку) происходит активация механизма, посредством которого организм переходит на полностью анаэробное энергообеспечение, где в качестве источника используются исключительно углеводы. Ускорение, подъём, финишный рывок – за них ответственна лактатная система. При нарастающем ацидозе спортсмен не способен поддерживать тот же уровень нагрузки, что приводит достаточно быстро к резкому снижению интенсивности или отказу выполнять нагрузку.

Важно – в самом начале любого упражнения, независимо от его интенсивности энергообеспечение происходит только анаэробным путём. Каждый раз организму требуется несколько минут, чтобы аэробная система включилась в работу. Соответственно, разминка обязательна.

Ацидоз повреждает аэробную ферментативную систему мышечной клетки, что снижает аэробные способности. Если клетки повреждены ацидозом, то может потребоваться несколько дней, прежде чем ферментативная система начнёт снова нормально функционировать и аэробные возможности восстановятся, а аэробные тренировки будут эффективными. Повреждение мышечных стенок в результате ацидоза является причиной утечки веществ из мышечных клеток в кровь, замедляется образование КрФ, нарушается работа сократительного аппарата, страдает координация, тренировки на технику или скорость неэффективны, возрастает риск травм.

Типы мышечных волокон

Условно мышечные волокна разделяются на два типа: красные (тип1, медленно сокращающиеся) и белые (тип2, быстро сокращающиеся). Между мужчинами и женщинами не существует разницы в соотношении быстрых и медленных мышечных волокон, реакция на тренировку одинаковая. Красные мышечные волокна густо усеяны капиллярами, снабжаются энергией преимущественно аэробно, важны в видах на выносливость. Белые мышечные волокна (выделяют так же подтип2а – анаэробно-аэробные и подтип2в – анаэробные) обладают высокой анаэробной способностью, поэтому максимально используются в скоростно-силовых видах. Соотношение белых и красных волокон у отдельного человека генетически детерминировано, т.е. практически мы изначально рождаемся либо стайерами, либо спринтерами. Под воздействием тренировок некоторое количество белых волокон могут превратиться в красные, к сожалению, обратное действие невозможно. Выраженный стайер никогда не станет спринтером, а у спринтера есть шанс стать хорошим стайером. С возрастом спринтерские способности спортсмена снижаются быстрее, чем способности к выполнению длительной работы. Важно – в видах на выносливость обязательно находить время для скоростно-силовых тренировок, чтобы поддерживать соответствующие качества на достойном уровне.

Целенаправленная тренировка

Тренировка должна быть направлена именно на ту энергетическую систему, которая участвует в энергообеспечении конкретной спортивной деятельности. Результаты марафонца зависят от его способности выполнять длительную работу, поэтому его тренировки должны быть нацелены на совершенствование кислородной системы и расширение аэробных способностей. Для спринтера важны максимальные возможности его фосфатной системы, поэтому его тренировки должны быть направлены на увеличение числа высокоэнергетических фосфатов. В некоторых видах, например в беге на средние дистанции (400, 800, 1500м), лыжном спринте требуется тренировка все систем энергообеспечения, требуются высокие анаэробно-аэробные способности, спортсмены должны учиться бороться с сильным ацидозом.

Таблица 1. Зависимость подключения энергосистем от продолжительности нагрузки.

Продолжительность	Скорость. Фосфатная система	Аэробные способности. Кислородная система	Анаэробные способности: фосфатная и лактатная системы
130 – 180 мин	0	95	5
28 – 50 мин	5	80	15
14 – 26 мин	10	70	20
9 – 16 мин	20	40	40
4 – 6 мин	20	35	55
2 – 3 мин	30	5	65
1 – 1,5 мин	80	5	15
22 – 35 с	98	0	2
10 – 16 с	98	0	2

Зависимость между продолжительностью нагрузки и относительным вкладом различных энергетических систем применима к любому виду спорта. Подключение той или иной энергетической системы зависит от продолжительности нагрузки. Например, для бега на 1 500м (продолжительность 4 – 6 мин) 20% тренировок должно быть направлено на совершенствование фосфатной системы (спринтерские тренировки), 25% — на повышение аэробной выносливости и 55% — на повышение анаэробных возможностей.

Итак, тренировка должна выполняться при определённой (для каждого вида спорта) интенсивности, которая измеряется в разных величинах — % от максимальной ЧСС (ЧССмах) или % от анаэробного порога (АнП). АнП обозначается нагрузка, выше которой организм переключается с аэробного на частично анаэробное. Международные обозначения зон интенсивности следующие: аэробная (А), развивающая (Е от endurance – выносливость, чуть выше анаэробного порога) и анаэробная (Аn). Каждая из трех зон разделяется на 2 подзоны. Существует так же восстановительная зона (R – recreation).

Таблица 2. Зоны интенсивности.

Зона инс-ти	Характеристика	% от АнП	% от ЧССмах
R	Восстановительная, очень низкая интенсивность	70 — 80	60 – 70
A1	Аэробная 1, низкая интенсивность	80 — 90	70 — 80
A2	Аэробная 2, средняя интенсивность	90 — 95	80 – 85
E1	Развивающая 1, транзитная зона	95 — 100	85 – 90
E2	Развивающая 2, высокоинтенсивная выносливость	100 — 110	90 – 95
An1	Анаэробная, основана на гликолизе	максимальное энергообеспечение – 2-3 мин
An2	Анаэробная 2, основана на фосфатах	Максимальное энергобеспечение – до 10с

Тренировка фосфатной системы

Главная цель – истощение высокоэнергетических фосфатов без накопления молочной кислоты. Лучший способ – спринты на максимальной (продолжительность отрезка 6-8сек) или субмаксимальной (20-30с) скоростях, выполняемые повторно (8-10раз) с большими паузами пассивного отдыха (3-5 мин в зависимости от подготовленности). Выполнение лёгкой нагрузки во время отдыха частично блокирует ресинтез АТФ и КрФ, приводит к их недостаточным запасам для следующего ускорения, активации анаэробной системы и накоплению лактата. Руководствуясь показателями ЧСС, управлять спринтерской тренировкой и вносить коррективы невозможно, для этого лучше использовать показатели лактата.

Тренировка лактатной системы

Основная цель —  совершенствование способности спортсмена выполнять упражнение при высоких концентрациях лактата. Интенсивные тренировки в анаэробной зоне, лучший – интервальный метод, оптимальная продолжительность отрезков максимального усилия от 30с до 3-х минут, активный отдых от 30с до нескольких минут, концентрация лактата не должна снижаться слишком сильно. Важно — после напряжённых анаэробных нагрузок обязательны очень лёгкие восстановительные тренировки.

Тренировка кислородной системы

Лучший метод – тренировки на выносливость, то есть нагрузки с субмаксимальной мощностью в течение длительного времени без накопления лактата.

Интенсивная аэробная тренировка выполняется в виде интервальной работы (с короткими или длинными рабочими отрезками). В первом случае кислородная система полностью активируется, ЧСС 90% ЧССмах, т.е. на уровне или чуть выше анаэробного порога, отрезки 2-8 мин., количество интервалов 5 -8, отдых 4-6 мин., небольшое повышение лактата до 5-6 ммоль/л допустимо. Во втором случае, ЧСС 85-90% ЧССмах, отрезки 8-20 мин., количество 4-5, отдых 5 мин, лактат 3-4 ммоль/л. Данные тренировка не должна проводиться чаще 1-2 раз в неделю. Эффективны при хорошем самочувствии. При сопутствующей усталости или недостаточном восстановлении резко возрастает опасность перетренировки.

Промежуточная аэробная тренировка выполняется со средней интенсивностью (80-85% ЧССмах), лактат не накапливается, продолжительность зависит от соревнований, к которым готовиться спортсмен. Соревновательная дистанция обычно преодолевается 1 раз за неделю.

Экстенсивная аэробная тренировка представляет длительную непрерывную работу при ЧСС 70-80% ЧССмах продолжительностью от 90 мин, тренируют жировой обмен, часто совмещают с промежуточной аэробной тренировкой.

Восстановительная тренировка

Неотъемлемая часть общего тренировочного процесса. Работа при интенсивности  менее 70% от ЧССмах не улучшает аэробные способности, но в большинстве случаев более выгодна для восстановления, чем пассивный отдых (см.выше).

*По книге — ЧСС, ЛАКТАТ И ТРЕНИРОВКИ НА ВЫНОСЛИВОСТЬ. П.ЯНСЕН. ТУЛОМА 2007г.

В книге изложены теория, практика и анализ тренировки спортсменов на выносливость на основе мониторинга частоты сердечных сокращений (ЧСС) и уровня молочной кислоты (лактата) в крови, приведены тесты нахождения анаэробного порога и оценки функционального состояния, обсуждаются проблемы перетренированности и спортивного сердца.

Биологические ритмы — описание часов работы организма

Каждый организм имеет встроенные биологические часы, регулирующие химические процессы, возникающие как реакции на внутренние и внешние сигналы. Активность биологических часов человека не одинакова на протяжении суток. За 24 часа они то замедляются, то ускоряются.

Согласно китайской философии, человеческий организм подвержен трем ритмам: интеллектуальному, эмоциональному, и физическому. Эти три биоритма определяют все состояния тела, захватывая даже состояния молекул.

Суточный биоритм начинает функционировать с работы легких (с 3 до 5 часов – время тиньши), поскольку интенсификация активности бронхов и легких – один из начальных этапов пробуждения и подготовки к деятельному состоянию. Необходимо создать внешние условия (открыть форточку) для поступления большего количества кислорода, поскольку в это время мозг особенно в нем нуждается. При недостатке кислорода мозг «забирает последние накопления», и легкие «ослабевают». Таким образов, создаются предпосылки возникновения патологических измененияй в легких. Это время еще называют первой волной саморегуляции психики и физиологии.

• 3 часа минимальный уровень выработки мелатонина, отвечающего за наш спокойный сон, психические реакции. Те, кто не спит в это время в 5 раз больше страдают депрессиями.

В 3 раза повышается склонность к онкологии.

• С 5 до 7 часов (время маоши) – время максимальной активности толстого кишечника, который готов к детоксикации.

Если нет опорожнения кишечника , то все яды и токсины возвращаются в кровеносную систему. Вот почему люди, страдающие запорами часто жалуются на головную боль. 5 утра – минимальная температура тела и минимальная активность почек.

В 6 часов срабатывает «биологический будильник».Оживают все системы организмов, активируется обмен веществ, увеличивается количество Биологические ритмы глюкозы и аминокислот в крови, повышается артериальное давление. На работу здорового организма оказывает благоприятное влияние обливание холодной водой. В 6 – 7 часов особенно сильна именная защита организма.

• С 7 до 9 часов (время чэньши) – время максимальной активности желудка. Все готово для восполнения ежедневной потребности организма в энергии. Завтрак должен быть полноценным, поскольку желудок перерабатывает не только пищу, но и жизненные события, включается деятельность стимулирующая к размышлениям. Если человек голоден, преобладают отрицательные эмоции, дающие плохие советы.

В период с 7 до 11 часов «сытый организм » начинает бороться с возможными еще скрытыми и проявившимися заболеваниями.

В 9 часов отмечается максимальный выброс гормона коры надпочечников – кортизона, которому отводят роль регулятора нашей активности и тонуса. В крови отмечается суточный минимум лимфоцитов, поэтому снижается иммунитет и повышается опасность заболеваний респираторными инфекциями.

• С 9 до 11 часов (время сыши) максимум работы системы селезенка – поджелудочная железа.

Не стоит принимать лекарственные препараты в это время. Можно дать возможность организму самому побороться с болезнью.

• 10 часов – пик кровообращения. Здоровый организм способен выполнять любые нагрузочные функции.

Особенно активно работают отделы мозга, отвечающие за выполнение математических действий.

• 11 – 13 часов (время уши) – время для самых сложных физических и эмоциональных нагрузок.

Организм проявляет наибольшую выносливость. Здоровый миокард справляется со всем, что предлагает ему жизнь. Люди с сердечно – сосудистыми заболеваниями должны быть предельно осторожны, так как в это время чаще всего могут проявляться осложнения. К 12 часам запас энергии начинает таять , и организм плохо справляется со стрессом,в это время можно перекусить.

• С 13 до 15 часов (время вэйши) максимально активна система тонкого кишечника.

Это период большого эмоционального и физического напряжения сил. Таким образом, период с 11 до 14 часов – время предельно возможных для организма нагрузок и способность к запоминанию на длительное время. Кроме того, это время, когда меньше всего ощущается боль – подходящий период сходить к стоматологу. 15 часов время максимальной утомляемости. Необходимо дать организму короткий, но эффективный отдых (провести оздоровительную релаксацию длительностью 5 – 10 минут).

• В 16 часов оживляется кровообращение, можно заниматься спортом.

С 15 до 17 часов (время шэньши) – солнце жизни (максимальная активность в системе мочевого пузыря). Начало второй волны саморегуляции психики и физиологии. Это время неторопливого и мудрого общения со своей душой, встречи с друзьями ( не следует видеться с недоброжелателями).

• С 17 до 19 часов (время юши) максимум активности системы почек. Более глубинная саморегуляция.

Можно вспомнить самое сокровенное, хорошее время для прогулок и решения важных вопросов. 19 – 21 час (время сюйши)– активна система перикарда, отвечающая за вегето – сосудистую нервную регуляцию. Можно снова давать организму высокие нагрузки, активно творить, поскольку система перикарда защищает сердце от эмоциональных бурь.

• С 21 до 23 часов (время цзыши)– солнце жизни в системе тройного обогревателя ) легкие, печень, почки.

Это время предназначено для серьезной работы по решению своих жизненных задач. К 21 часу в желудке постепенно снижается выработка желудочного сока, а около полуночи прекращается совсем. Поэтому обильная белковая пища может принести вред. Период с 19 до 21 часа и с 21 до 23 часов можно рассматривать как время работы организма «во вторую смену», выдерживая большие нагрузки. Это время, когда хорошо обдумывается информация, гениальные люди совершают открытия. К 22 часам усиливается выработка серотонина ( гормон хорошего настроения). Это лучшее время для романтических встреч.

• С 22 до 2 ночи к гениальным людям приходят открытия, хорошо обдумывается информация, а обычный человек страдает повышенным аппетитом.

С 23 до 1 часа ночи максимальная активность желчного пузыря. Эта система контролирует опорно двигательный аппарат и сексуальную сферу. Созданы условия для проявления агрессивности и гнева. Но, поскольку природа умна, она в это время укладывае человека спать, чтобы он не натворил бед. Во сне вся агрессия устремляется на восстановление сил уставшего организма. Однако, «совы» в это время могут работать без ущерба для своего здоровья. Очень полезно лечь спать именно в это время. 00 часов – благоприятное время для «самопочинки» организма. Быстрее заживают раны, повышается иммунитет.

• С 1 до 3 часов (время чоуши) ночи активна системы печени. А поскольку печень энергетически решает любые жизненные проблемы, то в этот период происходит интенсивный обмен веществ, и в организме отмечается «большая чистка».

У бодрствующих в это время людей отмечаются более частые случаи депрессивных состояний, нервные срывы. Таким образом, становится понятно, что сам организм – это точно настроенный механизм, работающий в гармонией с окружающей средой. Он может подстроиться под окружающую среду самостоятельно, нужно только не мешать ему.

Роль микробиоты в регуляции гомеостаза организма человека при инфекции | Бухарин

Взаимодействия «паразит–хозяин» микробов и человека весьма разнообразны и нередко нарушают гомеостаз хозяина, т. е. стабильное внутреннее равновесие функционирующих систем организма. С другой стороны, имеется немало примеров, когда микробные клетки оказываются полезны для сохранения здоровья человека. Однако в этом «союзе, неотделимом от вражды», который длится уже много веков, есть свой «микробный орган» — микробиом, которым Природа наделила человека, защищая все его биотопы. Как же это осуществляется и что в «копилке» исследователей?

Метаболическая интеграция и сигнальные молекулы

Обилие разнообразных сигнальных молекул и метаболитов в кишечнике позволяет микробиоте осуществлять влияние на состояние организма хозяина, формирование его гомеостаза и управление поведением. Регуляторные метаболиты микроорганизмов включают короткоцепочечные жирные кислоты, гамма-аминомасляную кислоту, биотин, витамин К, путресцин, спермидин, спермин, таурин, кадаверин, триптофан и др. [1][2][3][4].

Была обоснована интеграция метаболизма человека и его микробиоты на основе обобщения результатов исследований с участием микробных метаболитов в развитии критических состояний [5], где было показано, что в сложившейся системе человек–микробиом присутствуют все необходимые объективные условия для формирования метаболической интеграции. Особого внимания заслуживает группа микробных экзометаболитов, имеющих ароматическое строение. Их анализ выявил около 50 ароматических соединений в кишечнике здорового человека, в количественном отношении преобладали такие метаболиты, как фенилуксусная кислота, гидроксифенилуксусная кислота, фенилпировиноградная кислота и др. В сыворотке крови здоровых людей обнаружено присутствие большинства этих ароматических аминокислот с преобладанием гидроксифенилуксусной кислоты. Изменение соотношения ароматических аминокислот в крови авторы связывают с их избирательной утилизацией клетками тканевых барьеров, хотя это не исключает потребности в метаболитах кишечной доминантной микрофлоры.

Имеются данные, подтверждающие роль опиатов в инфекционном процессе [6][7]. Экспериментальные материалы показывают, что при стрессе у лабораторных животных появляются опиаты в просвете кишечника, что сопровождается активацией вирулентности кишечной палочки и нарушением барьерной функции кишечного эпителия [8]. Оказалось, что динорфин — представитель группы опиатов, не увеличивает ростовые свойства, но усиливает продукцию пиоцианина у псевдомонад. А это является еще одним доказательством влияния эукариотических «сигнальных молекул» на физиологию прокариот без изменения их роста/размножения [9].

В ряде работ также описано снижение вирулентности микроорганизмов под действием сигнальных молекул иммунной системы, посредством нарушения микробного кворума, как это было показано на примере динорфина и интерферона (INF)-γ [8][9][10]. В работе M.W. Bader и соавт. [11] представлены данные о влиянии пептидных гормонов, имеющих структурную гомологию к антибактериальным пептидам, на микроорганизмы. Предполагается, что эти молекулы обладают вторичной антимикробной активностью, помимо их мишень-специфического взаимодействия с клетками эукариот.

Натрийуретические пептиды в настоящее время также рассматриваются как пептиды с антимикробным действием, которые могут оказывать влияние на микробиоту при инфекционном процессе [10]. В пользу этого свидетельствуют данные о формировании пор в мембране бактерий под действием С-типа натрийуретического пептида и увеличение концентрации мозгового натрийуретического пептида при септическом шоке. В ряде работ установлено, что натрийуретические гормоны типа В и С стимулируют вирулентные свойства псевдомонад, не влияя на их ростовые характеристики, но изменяя внутриклеточную концентрацию цАМФ. Считается, что механизм данного действия натрийуретических гормонов опосредован белком Vfr, связывающим цАМФ и контролирующим выработку различных факторов вирулентности у Pseudomonas aeruginosa. Исследования штаммов псевдомонад показали наличие рецепторов к разным подтипам натрийуретических гормонов, действующих как через цАМФ, так и через цГМФ [12][13][14].

Гипоталамические нонапептиды

Всеобщий исследовательский интерес к окситоцину и вазопрессину не случаен. Являясь продуктом гипоталамо-гипофизарной нейросекреторной системы (ГГНС) головного мозга, его супраоптического и паравентрикулярного ядер, окситоцин, как и вазопрессин, обладает широтой физиологических действий и принимает непосредственное участие в регуляции адаптационных реакций организма человека [15]. Особенно наглядно это выявляется при инфекции, когда окситоцин защищает хозяина от возбудителя. Ранее считали, что препарат не оказывает защитный эффект непосредственно, хотя и была обнаружена его способность усиливать антимикробное действие антибиотиков, применяемых в комбинации с окситоцином [16].

Так в чем же секрет защитного эффекта при инфекционной патологии? Что он делает с возбудителем инфекции? Для этого вернемся к ранним работам по регуляции персистентного потенциала бактерий О.Л. Черновой (1989) [17], которая, изучая влияние различных антисептических фармакологических средств на антилизоцимную активность золотистого и эпидермального стафилококков, показала, что лидером в десятке изученных антисептиков — препаратов, подавляющих антилизоцимную активность бактерий, — оказался окситоцин, что позволило обратить внимание на ингибирование этого персистентного признака микроорганизмов. В последующем Д.А. Кириллов (2004) [18] методом клонального анализа популяций различных возбудителей инфекции показал, что окситоцин перестраивает персистентный потенциал клонов популяции возбудителя вплоть до его элиминации из организма хозяина.

Эти работы «проторили дорожку» в XXI в. — век инфектологии (от микробиологии и иммунологии), изучающей взаимоотношения паразит–хозяин при инфекции на основе симбиотической платформы и клонального анализа персистентного потенциала популяции возбудителя. Таким образом, клональная перестройка популяции возбудителя болезни, снижающая его адаптационные возможности, — это существенный механизм защиты хозяина, реализуемый при помощи окситоцина.

Не исключено, что данный механизм защиты хозяина от инфекций — еще одна иллюстрация из разряда «природоподобных технологий», которые нам еще предстоит освоить. Но это дело времени и смелости ума. А основания для этого есть.

Посильную лепту в изучение защитного эффекта окситоцина внесли и иммунологи, описавшие другие механизмы опосредованного защитного действия окситоцина при инфекции: фагоцитарную функцию макрофагов, усиление бластной трансформации лимфоцитов, ингибирование биопленкообразования патогенов [19].

Обсуждая эту проблему, нельзя не упомянуть инсулиноподобный эффект окситоцина, базирующийся на усилении синтеза гликогена из глюкозы.   Хирурги хорошо пользуются этим приемом, применяя окситоцин на фоне сахарного диабета пациентов при гнойно-некротических поражениях стоп и гнойно-воспалительных заболеваниях мягких тканей [19][20][21].

Универсальные регуляторные эффекты нонапептидов нашли свое применение и при панкреонекрозе, деструктивном панкреатите и системных поражениях поджелудочной железы [22][23].

Исследователи не теряют интереса к фундаментальным проблемам медицины. Это в полной мере относится к проблеме гомеостаза организма. Как и чем мы можем помочь пациенту?

Лучшее свидетельство тому — исследование, выполненное в «школе» академика Ю.В. Наточина, где был выявлен новый механизм работы многоцелевого регулятора гомеостаза — окситоцина, определивший новую функциональную роль нонапептида — его участие в осморегуляции организма. При изучении регуляции водовыделительной функции почек отмечено, что после водной нагрузки при гипергидратации у крыс возрастала секреция окситоцина ГГНС, что способствовало усилению водного диуреза и приводило к более быстрому выделению воды почкой и восстановлению осмотического гомеостаза [24].

Адипокины и цитокины

Многочисленные исследования механизмов взаимосвязи метаболических нарушений и воспалительных процессов привели к признанию факта, что жировая ткань функционирует как эндокринный орган, выделяя различные биологически активные вещества (адипокины). Изучение адипокинов показало, что дисбаланс данных про- и противовоспалительных медиаторов приводит к различным метаболическим дисфункциям, что свидетельствует о роли адипокинов в формировании гомеостаза хозяина [25]. Принимая во внимание участие адипокинов в воспалении, эти пептиды были разделены на провоспалительные (лептин, резистин, интерлейкин (IL)-6, фактор некроза опухоли (TNF)-α) и противовоспалительные (адипонектин, антагонист рецептора IL-1, IL-10) [26].

Лептин обладает множественным действием и влияет на гипоталамус, осуществляя гормональную регуляцию, связанную с поступлением питательных веществ и энергетическим метаболизмом, а также влияет на метаболизм глюкозы, липидов и другие функции человека [27]. Одной из важных функций лептина является регуляция иммунного ответа, что предполагает роль данных пептидов в интегративных механизмах ассоциативного симбиоза человека и микроорганизмов.

В настоящее время этот вопрос активно изучается. Еще не выяснена защитная роль адипокинов при инфекции толстого кишечника с участием лептина, индуцирующего продукцию муцина за счет стимуляции эпителиальных клеток ободочной кишки и таким образом обеспечивающего статический внешний барьер против патогенов. Однако при этом бактериальная инвазия Salmonella typhimurium, наличие эндотоксина сальмонелл или кишечной палочки не влияли на уровень лептина в крови. Напротив, введение токсина Clostridioides difficile лабораторным животным вызывало значительное повышение уровня лептина в плазме крови и усиливало экспрессию рецепторов к лептину на клетках слизистого эпителия, что предполагает прямой провоспалительный эффект лептина в кишечнике [28][29].

Известно, что диарея, возникающая при бактериальной кишечной инфекции, связана с воздействием микробных липополисахаридов на иммунную систему и нарушением моторики желудочно-кишечного тракта. В экспериментах in vivo выявлено, что у мышей, получавших грелин, нарушение моторики, вызванное присутствием эндотоксина в крови, корректировалось за счет ингибирования уровня оксида азота в желудочно-кишечном тракте и уменьшения продукции провоспалительных цитокинов IL-1β и TNF-α, а также за счет индукции противовоспалительного цитокина IL-10 [30, 31].

Интеграция микробиоты с организмом хозяина может осуществляться при помощи сигнальных молекул иммунной системы человека — цитокинов, баланс которых является одним из условий формирования гомеостаза человека, поскольку цитокины принимают непосредственное участие в регуляции иммунного ответа при инфекции [32]. При этом изменение цитокинового баланса происходит не только за счет взаимодействия микробиоты с клетками иммунитета, но и при непосредственном влиянии бактерий на цитокины (антипептидная активность). Также известно влияние самих цитокинов на биологические свойства микроорганизмов. В экспериментах in vitro показана стимуляция ростовых свойств бактерий под действием IL-1, IL-2, IL-6, INF-γ, TNF-α. У культуры Yersinia pestis обнаружены мембранные рецепторы (антиген сборки капсулы F1), связывающие IL-1β, а у Р. aeruginosa — белок, специфически связывающийся с INF-γ, что приводило к активации механизмов «quorum sensing» [33][34][35][36][37].

Получены данные о ферментах бактерий, расщепляющих многие виды органических макромолекул, включая цитокины IL-2, INF-γ [38], которые могут свидетельствовать о том, что инактивация цитокинов, являющихся продуктом иммунных клеток (лимфоцитов, макрофагов и др.), может привести к нарушениям механизмов как врожденного, так и адаптивного иммунитета. Подтверждением модификации цитокинов и их рецепторов служат материалы, свидетельствующие, что ауреолизин золотистого стафилококка, являющийся металлопротеазой, может вызвать деградацию рецепторов к IL-6 на клетках, цистеиновая протеаза Streptococcus pyogenes разрушает IL-1β, а сериновая протеаза — IL-8. Кроме того, цистеиновая протеаза Porphyromonas gingivalis может вызвать деградацию целой группы цитокинов, включая IL-8, -1β, -6, -12, INF-γ, TNF-α, а металлопротеаза Р. aeruginosa способна разрушать IL-2, IL-6 [39][40].

Таким образом, полученные «находки» иллюстрируют способность микробиоты не только влиять на продукцию цитокинов иммунными клетками, но и использовать определенные цитокины в качестве ростовых факторов и медиаторов «чувства кворума», а также проявлять антипептидную активность, внося свой вклад в формирование цитокинового баланса в организме человека.

Несомненно, что взаимодействие микробных сигнальных метаболитов и иммунной системы человека представляет интерес с позиции интеграции молекулярных систем про- и эукариот при ассоциативном симбиозе человека. В ряде работ показано, что различные гомологи ацилгомосерин-лактонов (АГЛ) ускоряют апоптоз макрофагов и нейтрофилов, ингибируют пролиферацию лимфоцитов и выработку TNF-α и IL-12, тормозят Т-клеточный ответ, индуцируют апоптоз в дендритных клетках и CD4+ Т-лимфоцитах. Роль АГЛ подтверждается наличием механизмов, ограничивающих количество сигнальных молекул в среде, что названо «тушением кворума». Снижение концентрации АГЛ контролируется со стороны как микробиоты, так и хозяина. К примеру, бациллы в ответ на увеличение количества АГЛ продуцируют фермент, инактивирующий широкий спектр АГЛ путем расщепления лактонового кольца. Клетки дыхательного эпителия млекопитающих также производят АГЛ-инактивирующие ферменты (параоксоназы), деградирующие АГЛ синегнойной палочки. В другой работе показано существование трех семейств параоксоназ, которые у млекопитающих расположены преимущественно в печени и могут инактивировать разнообразные АГЛ [41][42][43][44][45][46].

При изучении механизмов интеграции микробиоты и хозяина интерес также представляют сигнальные молекулы микроорганизмов. Их влияние на иммунитет человека было показано на примере гомологов алкилоксибензолов, когда под влиянием метилрезорцина изменялись функциональная активность и субстратная специфичность лизоцима [47].

Очевидно, что в механизмах интеграции микробиоты и человека задействованы сигнальные молекулы: со стороны микробиоты — низкомолекулярные метаболиты, молекулы «quorum sensing» и пр. , а со стороны хозяина — гормоны и медиаторы иммунитета. По-видимому, в условиях симбиотических взаимоотношений микробиота–хозяин формируется единая регуляторная среда, в которой наблюдается многообразие создающихся связей: от непосредственных (прямых) взаимодействий — разрушения сигнальных молекул (инактивации молекул кворума, разрушения антимикробных факторов иммунитета), индукции физиологических функций за счет наличия схожих рецепторов к лигандам и, наконец, модификации сигнальных молекул (расширения спектра имеющихся антимикробных ферментов, появления антимикробной активности у пептидов, ранее не имевших данного свойства) — до косвенных воздействий, опосредованных активацией и регуляцией системы иммунитета через цитокиновую сеть и систему адипокинов. По-видимому, сочетание этого многообразия механизмов интеграции в единой регуляторной среде приводит к формированию гомеостаза, означающего динамическое равновесие сигнальных систем микробиоты и человека в условиях ассоциативного симбиоза [46].

Бифидофлора кишечного биотопа — «форпост» здоровья человека

Роль микробного «органа» (микробиома) трудно переоценить, и уж если он создан Природой и сосуществует с хозяином много веков, то остается лишь понять его физиологическое назначение. Наличие в организме млекопитающих универсального и древнего «центра управления» — гипоталамо-гипофизарной системы, продуцирующей нонапептидные нейросекреторные гормоны (вазопрессин и окситоцин), предполагает, что они не могут остаться без работы [48][49].

Оказалось, что кишечная микрофлора, стимулируя иммунную защиту хозяина, защищает организм от раневой инфекции. С одной стороны, эта защита может осуществляться за счет транслокации полезной микрофлоры хозяина, как это было показано на примере бацилл [50]. С другой стороны, микробные компоненты (клетки и метаболиты), формируя кишечно-мозговую ось, могут влиять на выработку гипоталамического гормона — окситоцина. Работы по изучению влияния бактерий на секрецию окситоцина малочисленны и проведены на модели лактобактерий. Установлено, что лактобациллы стимулируют продукцию окситоцина, что благотворно отражается на заживлении инфицированных ран в эксперименте [51]. Также отмечено, что Lactobacillus spp. стимулируют окситоцин, который регулирует экспрессию INF-γ и CD25 для иммунной толерантности. Все эти усилия предупреждают избыточную реактивность как своих, так и внешних факторов среды, которые способствуют преждевременному старению организма. На моделях мышей показана эффективность индуцированных лактобациллами и их клеточными лизатами T-reg при участии нейропептидного гормона окситоцина [51–53].

Приведенные материалы вкупе с описанными нашими данными свидетельствуют, что микробиом усиливает регуляцию окситоцина, тем самым улучшая течение раневой инфекции, способствуя быстрейшему заживлению ран [19].

В свете обсуждаемой проблемы определенный интерес представляют данные оренбургских исследователей ИКВС УрО РАН, проводящих изучение биологических характеристик бифидофлоры в качестве ключевого регулятора здоровья человека.

Систематическое изучение микросимбиоценоза кишечного биотопа у человека позволило выявить феномен микробного распознавания свой– чужой в условиях взаимодействия доминантных (бифидофлора) и ассоциативных микросимбионтов [46].

Известно, что, независимо от уровня сложности, любые живые организмы (от прокариот до высших эукариот) имеют различные механизмы защиты от чужеродной информации, поскольку концепция «своего» тесно связана с самоидентификацией и саморегуляцией любой биологической системы [54].

Микробное распознавание и механизмы самоидентификации бактерий активно изучаются. L.M. Wenren с соавт. [55] в результате исследования роста культур Proteus mirabilis на поверхности агаровых сред отметили, что взаимоотношения микроорганизмов в бульонной культуре могут отличаться от таковых в модели «агаровой среды», поскольку в этом процессе имеют значение микробные метаболиты. A.E. Shank и соавт. [56] связывали регуляторные взаимодействия микроорганизмов с наличием в супернатанте сигнальных молекул. Очевидно, что изменение фенотипа микробных популяций при межмикробном взаимодействии осуществляется с помощью различных молекул, далее использующихся микробиотой в качестве индукторов новых метаболитов-посредников, что в конечном итоге оказывает влияние на формирование антагонистических либо синергидных связей между микроорганизмами [46].

С использованием приема индукции микробных метаболитов в условиях пары доминант–ассоциант был выявлен феномен оппозитного (усиление/подавление) влияния микросимбионтов на их биологические свойства (антагонистический, персистентный потенциал и способность к формированию биопленок), позволяющий реализовать принцип «свой–чужой» в условиях микросимбиоценоза. Дальнейшее развитие исследований по определению «чужеродности» штаммов микроорганизмов позволило определить биосовместимость бактерий в микробной композиции и оценить эффективность пробиотических препаратов [46].

Используя симбиотический подход на платформе нового направления «инфекционная симбиология», было определено, что не только организм хозяина, посредством различных механизмов врожденного и адаптивного иммунитета, выявляет и уничтожает «чужеродные» штаммы бактерий и грибов, но и сами микроорганизмы (представители доминантной микробиоты) способны определять «свои» и «чужие» виды микросимбионтов в составе микросимбиоценоза. Таким образом, своеобразная перестройка «микробного органа» человека позволяет микробиоте сформировать симбиотические связи для поддержания стабильного функционирования микросимбиоценоза на оптимальном уровне с целью выживания нормофлоры в той экологической нише человека, которую она занимает.

Заключение

Оценивая ретроспективу рассмотренного вопроса, можно сделать вывод о целесообразности продолжения накопления материала по выяснению механизмов защиты организма хозяина при помощи микробных клеток и их продуктов. Активно изучается возможность использования в качестве регуляторов гомеостаза организма человека сигнальных молекул, гормонов и цитокинов. Это очень интересная многообещающая тематика по выявлению новых «природоподобных» технологий, которые нам предстоит еще открыть, но учиться у Природы не зазорно.

Появление в третьем тысячелетии науки инфектологии значительно расширило рамки изучения отношений «паразит–хозяин» с включением симбиотического подхода на организменном и клональном уровнях персистентного потенциала патогенов.

Это позволило выявить роль кишечной микробиоты в регуляции гомеостаза хозяина через треугольник «кишечная микробиота–ГГНС–окситоцин» [19]. К этому можно присовокупить материалы, уточняющие биоэффекты данного универсального ключевого регулятора гомеостаза:

1) более быстрое заживление ран;

2) поддержание костно-мышечной массы тела человека;

3) улучшение ментального здоровья;

4) психотропное действие, регуляция социальной памяти и когнитивных функций;

5) пониженный риск ожирения;

6) усиление репродуктивной активности и др.

Описанный треугольник «микробиота–ГГНС–окситоцин» подтвержден экспериментально-клиническими материалами и органично вписывается в концепцию «кишечно-мозговой оси», характеризующую ряд важнейших физиологических функций хозяина, существенно дополняя их.

1. Zheng X., Xie G., Zhao A., Zhao L., Yao C. , Chiu N.H., et al. The footprints of gut microbial-mammalian cometabolism. J. Proteome Res. 2011; 10(12): 5512-22. https://doi.org/10.1021/pr2007945

2. Le Gall G., Noor S.O., Ridgway K. Metabolomics of fecal extracts detects altered metabolic activity of gut microbiota in ulcerative colitis and irritable bowel syndrome. J. Proteome Res. 2011; 10(9): 4208-18. https://doi.org/10.1021/pr2003598

3. Beloborodova N.V, Olenin A.Y., Fedotcheva N.I., Shubina V, Teplova V.V. Effect of phenolic acids originating from microbes on mitochondria and neutrophils. Crit. Care. 2012; 16(Suppl. 3): 26.

4. Matsumoto M., Kibe R., Ooga T., Aiba Y, Kurihara S., Sawaki E., et al. Impact of intestinal microbiota on intestinal luminal metabolome. Sci. Re: 2012; 2: 233. https://doi.org/10.1038/srep00233

5. Белобородова Н.В. Интеграция метаболизма человека и его микробиома при критических состояниях. Общая реаниматология. 2012; 8(4): 42-54.

6. Hooi D.S., Bycroft B.W., Chhabra S.R., Williams P., Pritchard D.I. Differential immune modulatory activity of Pseudomonas aeruginosa quorum-sensing signal molecules. Infect. Immun. 2004; 72(11): 6463-70. https://doi.org/10.1128/iai.72.11.6463-6470.2004

7. Pritchard D.I. Immune modulation by Pseudomonas aeruginosa quorum-sensing signal molecules. Int. J. Med. Microbiol. 2006; 296(2-3): 111-6. https://doi.org/10.1016/j.ijmm.2006.01.037

8. Wu L. , Holbrook C., Zaborina O., Ploplys E., Rocha F., Pel¬ham D., et al. Pseudomonas aeruginosa expresses a lethal virulence determinant, the PA-I lectin/adhesin, in the intestinal tract of a stressed host: the role of epithelia cell contact and mole¬cules of the quorum sensing signaling system. Ann. Surg. 2003; 238(5): 754-64. https://doi.org/10.1097/01.sla.0000094551.88143.f8

9. Zaborina O., Lepine F., Xiao G., Valuckaite V, Chen Y, Li T., et al. Dynorphin activates quorum sensing quinolone signaling in Pseudomonas aeruginosa. PLoS Pathog. 2007; 3(3): 1-15. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.0030035

10. Lesouhaitier O., Veron W., Chapalain A., Madi A., Blier A.S., Dagorn A., et al. Gram-negative bacterial sensors for eukaryotic signal molecules. Sensors (Basel). 2009; 9(9): 6967-90. https://doi.org/10.3390/s90906967

11. Bader M.W., Sanowar S., Daley M.E., Schneider A.R., Cho U., Xu W., et al. Recognition ofantimicrobial peptides by a bacterialsensor kinase. Cell. 2005; 122(3): 461-72. https://doi.org/10.1016/j.cell.2005.05.030

12. Vila G., Resl M., Stelzeneder D., Struck J., Maier C., Riedl M., et al. Plasma NT-proBNP increases in response to LPS administration in healthy men. J. Appl. Physiol. (1985). 2008; (105): 1741-5. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.90442.2008

13. Veron W., Lesouhaitier O., Pennanec X., Rehel K., Leroux P., Orange N., et al. Natriuretic peptides affect Pseudomonas aeru-ginosa and specifically modify lipopolysaccharide biosynthesis. FEBS J. 2007; 274(22): 5852-64. https://doi.org/10.1111/j.1742-4658.2007.06109.x

14. Veron W., Orange N., Feuilloley M.G., Lesouhaitier O. Natri-uretic peptides modify Pseudomonas fluorescens cytotoxicity by regulating cyclic nucleotides and modifying LPS structure. BMC Microbiol. 2008; 8: 114. https://doi.org/10.1186/1471-2180-8-114

15. Стадников А.А., Бухарин О.В. Гипоталамическая нейросекреция и структурно-функциональный гомеостаз прои эукариот. Оренбург; 2012.

16. Стадников А.А. Роль гипоталамических нейропептидов во взаимодействии прои эукариот (структурно-функциональные аспекты). Екатеринбург; 2001.

17. Чернова О.Л. Антилизоцимная активность стафилококков, выделенных при бактерионосительстве: автореф. дисс. … канд. биол. наук. Челябинск; 1989. 17 с.

18. Кириллов Д.А. Лекарственная регуляция персистентных свойств микроорганизмов: автореф. дисс. … канд. мед. наук. Оренбург; 2004. 22 с.

19. Бухарин О.В., Стадников А.А., Перунова Н.Б. Роль окситоцина и микробиоты в регуляции взаимодействий прои эукариот при инфекции. Екатеринбург; 2018.

20. Widmaier U., Shah P.R., Lee G. Interactions between oxytocin, glucagon and streptozotocin induced diabetic rats. Regul. Pept. 1991; 34(3): 235-49. https://doi.org/10.1016/0167-0115(91)90182-g

21. Бухарин О.В., Курлаев П.П., Перунова Н.Б., Скоробогатых Ю.И. Экспериментальное изучение комбинации ципрофлоксацина с окситоцином на образование биоплёнок условно-патогенными бактериями. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2010; (6): 3-7.

22. Костюченко А.Л., Филин В.И. Неотложная панкреатология. СПб.: Деан; 2000.

23. Демидов В.М., Демидов С.М. Перспективы интрабурсального применения даларгина и сандостатина при лапароскопических вмешательствах у больных с панкреонекрозами. Анналы хирургической гепатологии. 2002; 7(1): 200.

24. Наточин Ю.В., Голосова Д.Р., Шахматова Е.И. Новая функциональная роль окситоцина участие в осморегуляции. Доклады Академии наук. 2018; 479(6): 712-5. https://doi.org/10.7868/S0869565218120228

25. Greenberg A.S., Obin M.S. Obesity and the role of adipose tis-sue in inflammation and metabolism. Am. J. Clin. Nutr 2006; 83(2): 461-5. https://doi.org/10. 1093/ajcn/83.2.461s

26. Toussirot E., Streit G., Wendling D. The contribution of adipose tissue and adipokines to inflammation in joint diseases. Curr Med. Chem. 2007; 14(10): 1095-100. https://doi.org/10.2174/092986707780362826

27. El Homsi M., Ducroc R., Claustre J. et al. Leptin modulates the expression of secreted and membrane-associated mucins in colonic epithelial cells by targeting PKC, PI3K, and MAPK path-ways. Am J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 2007; 293(1): G365-73. https://doi.org/10.1152/ajpgi.00091.2007

28. Jenkins N.L., Turner J.L., Dritz S.S., Durham S.K., Minton J.E. Changes in circulating insulinlike growth factor-I, insulinlike growth factor binding proteins, and leptin in weaned pigs in-fected with Salmonella enterica serovar Typhimurium. Domest. Anim. Endocrinol. 2004; 26(1): 49-60. https://doi.org/10.1016/j.domaniend.2003.09.001

29. Mykoniatis A., Anton M., Wilk M., Wang C.C., Ungsunan L., Bluher S., et al. Leptin mediates Clostridium difficile toxin A-induced enteritis in mice. Gastroenterology. 2003; 124(3): 683-91. https://doi.org/10.1053/gast.2003.50101

30. Chen Y.T., Tsai S.H., Sheu S.Y. et al. Ghrelin improves LPS-induced gastrointestinal motility disturbances: roles of NO and prostaglandin E2. Shock. 2010; (33): 205-212.

31. Waseem T., Duxbury M., Ito H., Tsai L.H. Exogenous ghrelin modulates release of pro-inflammatory and anti-inflammatory cytokines in LPS-stimulated macrophages through distinct sig-naling pathways. Surgery. 2008; 33(2): 205-12. https://doi.org/10.1097/shk.0b013e3181ae841b

32. Lambert G. Stress-induced gastrointestinal barrier dysfunction and its inflammatory effects. J. Anim. Sci. 2009; 87(14 Suppl.): E101-8. https://doi.org/10.2527/jas.2008-1339

33. Zav’yalov V, Chernovskaya T.V., Navolotskaya E.V., Karlyshev A.V., MacIntyre S., Vasiliev A.M., et al. Specific high af-finity binding of human interleukin 1 beta by Caf1A usher pro-tein of Yersinia pestis. FEBS Lett. 1995; 371(1): 65-8. https://doi.org/10.1016/0014-5793(95)00878-d

34. Wu L., Holbrook C., Zaborina O., Ploplys E., Rocha F., Pelham D., et al. Pseudomonas aeruginosa expresses a lethal virulence determinant, the PA-I lectin/adhesin, in the intestinal tract of a stressed host: the role of epithelia cell contact and molecules of the quorum sensing signaling system. Ann. Surg. 2003; 238(5): 754-64. https://doi.org/10.1097/01.sla.0000094551.88143.f8

35. Романова Ю.М., Алексеева Н.В., Степанова Т.В., Разумихин М.В., Томова А.С., Шилов И.А. и др. Влияние фактора некроза опухоли на размножение вегетативных и некультивируемых форм сальмонелл. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2002; (4): 20-5.

36. Kanangat S., Meduri Gu., Tolley E.F., Patterson D.R., Meduri C.U., Pak C., et al. Effects of cytokines and endotoxin on the intracellular growth of bacteria. Infect. Immun. 1999; 67(6): 2834-40. https://doi.org/10.1128/iai.67.6.2834-2840.1999

37. Wilson M., Seymour R., Henderson B. Bacterial perturbation of cytokine networks. Infect. Immun. 1998; 66(6): 2401-9. https://doi.org/10. 1128/iai.66.6.2401-2409.1998

38. Potempa J., Pike R.N. Corruption of innate immunity by bacterial proteases. J. Innate. Immun. 2009; 1(2): 70-87. https://doi.org/10.1159/000181144

39. Sheets S.M., Robles-Price A.G., McKenzie R.M., Casiano C.A., Fletcher H.M., et al. Gingipain-dependent interactions with the host are important for survival of Porphyromonas gingivalis. Front. Biosci. 2008; 13: 3215-38. https://doi.org/10.2741/2922

40. Leidal K.G., Munson K.L., Johnson M.C., Denning G.M. Metalloproteases from Pseudomonas aeruginosa degrade hyman RANTES, MCP-1, and ENA-78. J. Interferon. Cytokine. Res. 2003; 23(6): 307-18. https://doi.org/10.1089/107999003766628151

41. Tateda K., Ishii Y, Horikawa M., Matsumoto T., Miyairi S., Pechere J.C., et al. The Pseudomonas aeruginosa autoinducer N-3-oxododecanoyl homoserine lactone accelerates apoptosis in macrophages and neutrophils. Infect. Immun. 2003; 71(10): 5785-93. https://doi.org/10.1128/iai.71.10.5785-5793.2003

42. Telford G., Wheeler D., Williams P., Tomkins P.T., Appleby P., Sewell H., et al. The Pseudomonas aeruginosa quorum-sensing signal molecule N-(3-oxododecanoyl)-L-homoserine lactone has immunomodulatory activity. Infect. Immun. 1998; 66(1): 36-42. https://doi.org/10.1128/iai.66.L36-42.1998

43. Boontham P., Robins A., Chandran P., Pritchard D., Camara M., Williams P., et al. Significant immunomodulatory effects of Pseudomonas aeruginosa quorum-sensing signal molecules: possible link in human sepsis. Clin. Sci. (Lond. ) 2008; 115(11): 343-51. https://doi.org/10.1042/cs20080018

44. Stoltz D.A., Ozer E.A., Ng C.J., Yu J.M., Reddy S.T., Lusis A.J., et al. Paraoxonase-2 deficiency enhances Pseudomonas aeruginosa quorum sensing in murine tracheal epithelia. Am. J. Physiol. Lung. Cell. Mol. Physiol. 2007; 292(4): L852-60. https://doi.org/10.1152/ajplung.00370.2006

45. Bar-Rogovsky H., Hugenmatter A., Tawfik D.S. The evolution-ary origins of detoxifying enzymes: the mammalian serum paraoxonases (PONs) relate to bacterial homoserine lactonases. J. Biol. Chem. 2013; 288(33): 23914-27. https://doi.org/10.1074/jbc.m112.427922

46. Бухарин О.В., Перунова Н.Б. Микросимбиоценоз. Екатеринбург; 2014.

47. Евдокименко А.Ю., Досадина Э.Э., Эль Регистан Г.И., Белов А.А. Влияние алкилоксибензолов на ферментативную активность некоторых гидролаз при различных условиях. Успехи в химии и химической технологии. 2016; 30(9): 10-2.

48. Gordon J.I. Honor thy gut symbionts redux. Science. 2012; 336(6086): 1251-3. https://doi.org/10.1126/science.1224686

49. Бухарин О.В. Адаптивные стратегии взаимодействия возбудителя и хозяина при инфекции. Вестник Российской академии наук. 2018; 88(7): 637-43. https://doi.org/10.31857/S086958730000087-3

50. Тарасенко В.С., Фадеев С.Б., Бухарин О.В. Хирургическая инфекция мягких тканей (клинико-микробиологический аспект). Екатеринбург; 2015.

51. Poutahidis T., Kearney S.M., Levkovich T., Qi P., Varian B.J., Lakritz J.R., et al. Microbial symbionts accelerate wound healing via the neuropeptide hormone oxytocin. PLoS One. 2013; 8(10): e78898. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0078898

52. Poutahidis T., Springer A., Levkovich T., Qi P., Varian B.J., Lakritz J.R., et al. Probiotic microbes sustain youthful serum testosterone levels and testicular size in aging mice. PLoS One. 2014; 9(1): e84877. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0084877

53. Poutahidis T., Kleinewietfeld M., Smillie C., Levkovich T., Perrotta A., Bhela S., et al. Microbial reprogramming inhibits Western diet-associated obesity. PLoS One. 2013; 8(7): e68596. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0068596

54. Lopez-Larrea C., eds. Self and Nonself. New York: Springer; 2012.

55. Wenren L.M., Sullivan N.L., Cardarelli L., Septer A.N., Gibbs K.A. Two independent pathways for self-recognition in proteus mirabilis are linked by type VI-dependent export. mBio. 2013; 4(4): e00374-13. https://doi.org/10.1128/mbio.00374-13

56. Shank A.E., Kolter R. New developments in microbial inter-species signaling. Curr Opin. Microbiol. 2009; 12(2): 205-14. https://doi.org/10.1016/j.mib.2009.01.003

10.4: Человеческие органы и системы органов

«Разбитое сердце»

Вы, наверное, слышали эту песню Билли Рэя Сайруса. Душевная боль, горе … все это связано с любовью. Вы когда-нибудь задумывались, почему сердце ассоциируется с любовью? Когда-то считалось, что сердце является центром всех мыслительных процессов, а также местом всех эмоций. Это мнение могло появиться в результате очень ранних анатомических вскрытий, которые показали, что многие нервы можно проследить до области сердца. Тот факт, что сердце может начать биться, когда человек возбужден или эмоционально возбужден иным образом, тоже мог способствовать этой идее.На самом деле сердце не является органом, контролирующим мысли или эмоции. Органом, контролирующим эти функции, является мозг. В рамках этой концепции вы познакомитесь с сердцем, мозгом и другими основными органами человеческого тела.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): (CC BY 4.0; Twitter через wikimedia.org)

Органы человека

Орган — это совокупность тканей, объединенных в структурную единицу для выполнения общей функции. Органы существуют у большинства многоклеточных организмов, включая не только людей и других животных, но и растения.У одноклеточных организмов, таких как бактерии, функциональным эквивалентом органа является органелла.

Ткани органов

Хотя органы состоят из нескольких типов тканей, многие органы состоят из основной ткани, которая связана с основной функцией органа, и других тканей, которые играют вспомогательные роли. Основная ткань может быть уникальной для этого конкретного органа. Например, основной тканью сердца является сердечная мышца, которая выполняет основную функцию сердца — перекачивание крови и находится только в сердце.Сердце также включает нервную и соединительную ткани, которые необходимы ему для выполнения своей основной функции. Например, нервные ткани контролируют сердцебиение, а соединительные ткани образуют сердечные клапаны, благодаря которым кровь течет через сердце только в одном направлении.

Жизненно важные органы

В человеческом теле пять органов, которые считаются жизненно важными для выживания. Это сердце, мозг, почки, печень и легкие. Расположение этих пяти органов и нескольких других внутренних органов показано на рисунке ниже.Если любой из пяти жизненно важных органов перестает функционировать, без медицинского вмешательства неизбежна смерть организма.

1. Сердце расположено в центре грудной клетки, и его функция — поддерживать кровоток в организме. Кровь переносит к клеткам вещества, которые им нужны, а также уносит отходы из клеток.
2. Мозг расположен в голове и функционирует как центр управления телом. Это вместилище всех мыслей, воспоминаний, восприятий и чувств.
3. Две почки расположены в задней части живота по обе стороны тела. Их функция — фильтровать кровь и образовывать мочу, которая выводится из организма.
4. Печень расположена на правой стороне живота. Он выполняет множество функций, включая фильтрацию крови, выделение желчи, необходимой для пищеварения, и производство белков, необходимых для свертывания крови.
5. Два легких расположены по обе стороны от верхней части грудной клетки. Их основная функция — обмен кислорода и углекислого газа с кровью.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Используйте эту теневую диаграмму анатомии человека, чтобы найти пять органов, описанных выше: сердце, мозг, почки, печень и легкие. Вы знаете функции каких-либо других органов на схеме? (Общественное достояние; Микаэль Хэггстрем через wikimedia. org)

Системы органов человека

Функционально связанные органы часто взаимодействуют, образуя целые системы органов. 12 диаграмм на рисунках ниже показывают 11 систем органов человека, включая отдельные диаграммы мужской и женской репродуктивных систем.Некоторые органы и функции систем органов указаны на рисунке. Каждая система также более подробно описана в нижеследующем тексте. Большинство этих систем органов человека также являются предметом отдельных глав этого Flexbook.

Покровная система

Органы покровной системы включают кожу, волосы и ногти. Кожа — самый большой орган в теле. Он окружает и защищает тело и является местом расположения многих сенсорных рецепторов. Кожа является первой защитой организма от болезнетворных микроорганизмов, а также помогает регулировать температуру тела и устранять потливость.

Скелетная система

Костная система состоит из костей, суставов, зубов. Кости скелетной системы соединены сухожилиями, связками и хрящами. Функции скелетной системы включают поддержку тела и придание ему формы. Наряду с мышечной системой, скелетная система позволяет телу двигаться. Кости скелетной системы также защищают внутренние органы, накапливают кальций и производят красные и белые кровяные тельца.

Мышечная система

Мышечная система состоит из трех различных типов мышц, включая скелетные мышцы, которые прикреплены к костям с помощью сухожилий и обеспечивают произвольные движения тела.Гладкие мышечные ткани контролируют непроизвольные движения внутренних органов, например органов пищеварительной системы, позволяя пище перемещаться по системе. Гладкие мышцы кровеносных сосудов способствуют сужению сосудов и расширению сосудов и тем самым помогают регулировать температуру тела. Ткани сердечной мышцы контролируют непроизвольное биение сердца, позволяя ему перекачивать кровь по кровеносным сосудам сердечно-сосудистой системы.

Нервная система

Нервная система включает головной и спинной мозг, из которых состоит центральная нервная система, и нервы, которые проходят по всему остальному телу и составляют периферическую нервную систему. Нервная система контролирует как произвольные, так и непроизвольные реакции человеческого организма, а также обнаруживает и обрабатывает сенсорную информацию.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): шесть систем органов (CC BY-SA 4.0; Линдси М. Бига, Сьерра Доусон, Эми Харвелл, Робин Хопкинс, Джоэл Кауфманн, Майк ЛеМастер, Филип Матерн, Кэти Моррисон-Грэм, Девон Квик и Джон Рунён через open.oregonstate.education)

Эндокринная система

Эндокринная система состоит из желез, которые выделяют гормоны в кровь, которая разносит гормоны по всему телу.Эндокринные гормоны — это химические посредники, которые контролируют многие функции организма, включая метаболизм, рост и половое развитие. Главной железой эндокринной системы является гипофиз, вырабатывающий гормоны, контролирующие другие эндокринные железы. Некоторые из других эндокринных желез включают поджелудочную железу, щитовидную железу и надпочечники.

Сердечно-сосудистая система

Сердечно-сосудистая система (также называемая кровеносной системой) включает сердце, кровь и три типа кровеносных сосудов: артерии, вены и капилляры. Сердце перекачивает кровь, которая движется по кровеносным сосудам. Основная функция сердечно-сосудистой системы — транспортная. Кислород из легких и питательные вещества из пищеварительной системы транспортируются к клеткам по всему телу. Углекислый газ и другие отходы собираются из клеток и транспортируются в такие органы, как легкие и почки, для выведения из организма. Сердечно-сосудистая система также выравнивает температуру тела и доставляет эндокринные гормоны к клеткам тела, где они необходимы.

Мочевыделительная система

Мочевыделительная система включает пару почек, которые фильтруют лишнюю воду и отходы, называемые мочевиной, из крови и образуют мочу. Две трубки, называемые мочеточниками, переносят мочу из почек в мочевой пузырь, в котором моча накапливается до тех пор, пока она не будет выведена из организма через другую трубку, называемую уретрой. Почки также производят фермент, называемый ренином, и различные гормоны. Эти вещества помогают регулировать кровяное давление, выработку красных кровяных телец и баланс кальция и фосфора в организме.

Дыхательная система

Органы и другие структуры дыхательной системы включают носовые ходы, легкие и длинную трубку, называемую трахеей, по которой воздух переносится между носовыми ходами и легкими. Основная функция дыхательной системы — доставлять кислород в кровь и выводить углекислый газ из организма. Обмен газов между легкими и кровью происходит через стенки капилляров, выстилающих крошечные воздушные мешочки (альвеолы) в легких.

Лимфатическая система

Лимфатическая система иногда считается частью иммунной системы.Он состоит из сети лимфатических сосудов и протоков, которые собирают лишнюю жидкость (называемую лимфой) из внеклеточных пространств в тканях и транспортируют жидкость в кровоток. Лимфатическая система также включает в себя множество небольших скоплений ткани, называемых лимфатическими узлами, и орган, называемый селезенкой, которые удаляют патогены и клеточный мусор из лимфы или крови. Кроме того, вилочковая железа в лимфатической системе производит некоторые типы белых кровяных телец (лимфоцитов), которые борются с инфекциями.

Пищеварительная система

Пищеварительная система состоит из нескольких основных органов, включая рот, пищевод, желудок, тонкий и толстый кишечник, которые образуют длинную трубку, называемую желудочно-кишечным трактом (ЖКТ). Пища проходит через этот тракт, где она переваривается, всасываются питательные вещества и выводятся продукты жизнедеятельности. Пищеварительная система также включает вспомогательные органы (такие как поджелудочная железа и печень), которые вырабатывают ферменты и другие вещества, необходимые для пищеварения, но через которые пища фактически не проходит.

Мужские и женские репродуктивные системы

Репродуктивная система — единственная система организма, которая существенно различается у разных людей. Существует несколько видов биологического пола, но в большинстве книг они делятся на мужской и женский. Мы подробно обсудим биологию пола в главах, посвященных репродукции и развитию.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): На диаграммах 10. 4.3 и 10.4.4 представлены 11 систем органов человека и показаны некоторые из их органов и функций.Мужская и женская репродуктивные системы показаны отдельно из-за их существенных различий. (CC BY-SA 4.0; Линдси М. Бига, Сьерра Доусон, Эми Харвелл, Робин Хопкинс, Джоэл Кауфманн, Майк ЛеМастер, Филип Матерн, Кэти Моррисон-Грэм, Девон Квик и Джон Рунён через open.oregonstate.education)

Характеристика: Биология человека в новостях

Трансплантация органов проводится хирургами более шести десятилетий, и вы, несомненно, слышали о людях, которым выполняли пересадку сердца, легких и почек.Однако вы, возможно, никогда не слышали о пересадке полового члена. Первая пересадка полового члена в США была проведена в мае 2016 года в Массачусетской больнице общего профиля в Бостоне. В 15-часовой процедуре участвовала команда из более чем 50 врачей, хирургов и медсестер. Пациент был 64-летним мужчиной, который потерял пенис из-за рака в 2012 году. Важным этапом в хирургии стала пересадка микроскопических кровеносных сосудов и нервов донорского органа на сосуды реципиента. Как и большинству пациентов после трансплантации, этому пациенту придется принимать иммунодепрессанты всю оставшуюся жизнь, чтобы его иммунная система не отторгала орган.Команда трансплантологов заявила, что их успех с этой трансплантацией «обещает пациентам с тяжелыми травмами и заболеваниями мочеполовой системы». Они также надеются, что их опыт будет полезен при операции по смене пола.

Системы тела — Science Learning Hub

Система тела — это совокупность частей, которые могут работать вместе для достижения общей цели — роста, воспроизводства и выживания.

Каждая часть системы зависит от других частей для выполнения задач, которые не могут быть выполнены с помощью отдельных частей, действующих в одиночку.

Каждая отдельная система работает вместе с другими системами, чтобы повысить наши шансы на выживание, поддерживая стабильную внутреннюю среду организма. Эта стабильная среда известна как гомеостаз.

Примером того, как эти системы взаимосвязаны, является кровь. Он является частью сердечно-сосудистой системы и переносит продукты пищеварения (пищеварительная система) в клетки организма, экскреторные отходы (выделительная система) в почки и гормоны (эндокринная система) в органы-мишени, такие как те, которые образуют часть репродуктивной системы.

Сердечно-сосудистая система
Сердце и кровеносные сосуды составляют эту систему. Сердце — это насос, нагнетающий кровь в сеть кровеносных сосудов, позволяющую ей перемещаться к органам и местам доставки, требующим газообразного кислорода для дыхательных питательных веществ и удаления ненужных веществ.

Пищеварительная система
Эта система напоминает длинную трубку с прикрепленными к ней органами. Принятая пища расщепляется на составляющие молекулы питательных веществ, которые затем всасываются в кровоток.Затем выводятся неперевариваемые остатки.

Эндокринная система
Эндокринная система, состоящая из множества мелких органов, распределенных по всему телу, координирует метаболическую активность клеток организма, взаимодействуя с нервной системой. Эндокринные железы вырабатывают гормоны (химические посланники), которые попадают в кровь и транспортируются к целевым участкам тела.

Выделительная система
Выделительная система состоит из почек (мочообразующие органы), мочевого пузыря (временное хранилище мочи) и каналов для перемещения жидких отходов.Почки — это очистители крови, фильтрующие жидкость из кровотока, удаляя нежелательные вещества (например, токсины) и возвращая в кровь те, которые еще необходимы.

Иммунная система
Иммунная система — это механизм защиты, состоящий из специализированных клеток, клеточных продуктов, тканей, органов и процессов внутри организма, которые защищают от патогенов.

Покровная система
Эта система, обычно известная как кожа, обертывает тело защитным покрытием с рядом функций, таких как защита от ультрафиолета и регулирование температуры, что позволяет не просто покрывать тело.

опорно-двигательный аппарат
Скелет обеспечивает основу, на которой расположено человеческое тело. Он имеет шарнирную форму, позволяющую свободно двигаться вместе со скелетными мышцами. Они контролируют движение, позу и помогают телу выделять тепло. Наши тела связаны соединительной тканью.

Дыхательная система
Наше тело состоит из бесчисленного количества клеток, которым необходим кислород для выполнения важного процесса дыхания.В этом процессе клетки используют газообразный кислород и производят углекислый газ — отходы, которые необходимо удалить из организма. Процесс дыхания позволяет этим газам обмениваться между кровью и легкими.

Репродуктивная система
Человеческое тело имеет систему органов, которые работают вместе с целью воспроизводства. Биологическая цель этого процесса — продолжение жизни.

Нервная система
Нервная система состоит из сети специализированных клеток, тканей и органов, которые координируют и регулируют реакцию организма на внутренние и внешние раздражители.

Обладая пятью чувствами, человек исследует вселенную вокруг себя и называет наукой приключений.

Эдвин Пауэлл Хаббл (1889–1953)

Наши пять чувств составляют систему нервной системы. Они несут ответственность за получение информации из окружающей среды вне тела и передачу ее в мозг для обработки.

Нервная система состоит из двух частей:

• Центральная нервная система (ЦНС) состоит из головного и спинного мозга.Он получает информацию и реагирует на нее.
• Периферическая нервная система (ПНС) состоит из нервов, идущих от головного и спинного мозга к остальным частям тела. ПНС состоит из сенсорной части (состоящей из нервных волокон, передающих импульсы в ЦНС от сенсорных рецепторов пяти органов чувств) и моторной части (принимающей сообщения от ЦНС к мышцам, железам и органам).

Природа науки

Научное знание связано с пониманием того, как работают отдельные части системы и как эти системы работают вместе, чтобы создать единое целое.

Понимание 11 систем органов тела

Система органов — это группа органов, которые работают вместе, чтобы выполнять сложную функцию. В человеческом теле одиннадцать систем органов. Все это необходимо для выживания человека или вида.

Maskot / Getty Images

Система кровообращения

Когда мы думаем и говорим о системе кровообращения, мы обычно говорим о сердечно-сосудистой системе, которая включает:

• Сердце
• Кровеносные сосуды (артерии и вены)
• Сама кровь

Система кровообращения транспортирует питательные кислородные вещества во все уголки тела и уносит побочные продукты метаболизма.Чтобы кровь могла попасть повсюду, система кровообращения поддерживает кровоток в определенном диапазоне давления.

Слишком высокое кровяное давление создает чрезмерную нагрузку на другие органы и ткани. Низкое кровяное давление означает, что кровь и ее питательные вещества не дойдут до нужного места.

Высокое кровяное давление убивает медленно, а низкое кровяное давление может убить сразу.

Лимфатическая система

Сердце и кровеносные сосуды — не единственные органы, циркулирующие жидкость по телу, и кровь — не единственная циркулирующая жидкость.

Лимфатическая система транспортирует лимфу (жидкость) с помощью:

Лимфатическая система играет ключевую роль в обеспечении иммунитета, регуляции артериального давления, пищеварения и других функций.

Лимфатическая система — это дренажная система организма, уносящая лишнюю жидкость, белки, жиры, бактерии и другие вещества от клеток и промежутков между клетками для фильтрации, вывода и повторного использования.

Лимфатическая система также помогает создавать и циркулировать жизненно важные клетки, которые борются с болезнями (часть иммунной системы, о которой идет речь ниже), включая лимфоциты, моноциты и антитела.

Дыхательная система

Дыхательная система содержит:

• Легкие
• Трахея (дыхательное горло)
• Дыхательные пути дыхательного дерева

Он отвечает за дыхание, то есть контролируемое движение воздуха в тело и из него (вентиляция), а также движение кислорода и углекислого газа в кровоток и из него (дыхание).

Одна из наименее понятных функций дыхательной системы — регулировать pH-баланс организма.

Углекислый газ превращается в углекислоту, которую дыхательная система может регулировать с помощью уровня углекислого газа. Когда у пациента есть состояние, которое влияет на кислотность организма, частота и глубина дыхания могут быть признаком проблемы.

Покровная система

Покровная система — кожа, которая включает в себя все:

• Потовые железы
• Волосяные фолликулы
• Множество нервов

Покровная система уникальна, потому что это единственная система, состоящая из одного органа.Кожа — это одновременно орган и вся система органов.

Эндокринная система

Эндокринная система включает в себя все железы, которые выделяют гормоны в кровоток.Эндокринная система и нервная система обычно считаются двумя из самых сложных систем в организме.

Эндокринная система в основном регулирует обмен веществ и утилизирует продукты пищеварения.

Желудочно-кишечная (пищеварительная) система

Желудочно-кишечная (ЖКТ) система в просторечии известна как кишечник.Он включает в себя все органы, переносящие пищу от того места, где она попадает, к месту выхода, включая:

• Пищевод
• Желудок
• Кишечник

Желудочно-кишечный тракт и эндокринная система тесно взаимосвязаны.

В желудочно-кишечном тракте также находится очень важный нерв, называемый блуждающим нервом. Это основной фактор, влияющий на парасимпатическую нервную систему, и он во многом связан с замедлением метаболизма, снижением частоты сердечных сокращений и артериального давления, а также стимуляцией механизма пищеварения.

Мочевыделительная (выделительная) система

Мочевыделительная система состоит из:

• Почки
• Мочеточники
• Мочевой пузырь
• Уретра

Эти органы работают вместе, чтобы фильтровать кровь и удалять токсины и отходы из тканей тела. Удаление лишней жидкости через мочевыводящую систему также помогает регулировать кровяное давление.

Костно-мышечная система

Это:

• Скелет
• Все мышцы, сухожилия и связки, прикрепленные к нему

Костно-мышечная система обеспечивает основу и двигатель для нашего движения, позы и производительности.

Три типа мышц тела:

• Поперечно-полосатый (скелетный или произвольный)
• Гладкий (висцеральный или непроизвольный)
• Сердечный (сердечная мышца)

В костно-мышечной системе есть только поперечно-полосатая мышца.

Нервная система

Нервная система включает:

• Мозг
• Спинной мозг
• Все нервы, связанные с обоими этими органами

Нервная система невероятно детализирована и включает единственную ткань, которая не питается напрямую через контакт с кровью.

Репродуктивная система

Репродуктивная система — единственная система, которая разделена на две части. У половины из нас есть:

Другая половина имеет:

Это единственная система органов, которая не завершена ни в одном теле и требует другого человека (или медицинского вмешательства) для выполнения своей миссии.

Иммунная система

Иммунная система указана последней, потому что, хотя она выполняет жизненно важную функцию для выживания как человека, так и вида, все органы, составляющие иммунную систему, заимствованы из других систем органов.

Органы иммунной системы работают как моряки на военном корабле: у каждого моряка есть основная обязанность, и он проходит перекрестную подготовку для обеспечения безопасности судна.

Основные органы иммунной системы:

• Лимфатические узлы
• Костный мозг
• Тимус
• Селезенка
• Аденоиды
• Миндалины
• Кожа

Из-за взаимодействия между органами различных других систем иммунная система является одной из самых сложных систем.

Определение систем тела

Человеческое тело состоит из множества систем, которые вместе образуют жизнь. Системы организма — это организованная группа тканей, которая выполняет определенную функцию. Эти функции работают с другими системами организма. Некоторые из основных систем организма — пищеварительная, кровеносная, нервная, дыхательная и мышечная. Понимание этих систем помогает людям узнать, как функционирует организм и почему здоровье каждой из них важно для общего качества жизни.

Система кровообращения

Система кровообращения отвечает за доставку кислорода и питательных веществ к тканям органов. Всем клеткам в организме нужен кислород для клеточных реакций. Этот кислород вместе с биомолекулами из продуктов, которые мы едим, используется для производства энергии. Сердце также является частью этой системы. Сердце отвечает за извлечение дезоксигенированной крови, перекачивание ее в легкие, а затем отправку по артериям по всему телу.

Респираторная система

Дыхательная система — это часть тела, которая обрабатывает газообмен.Когда тело вдыхает, воздух наполняет легкие. Альвеолы ​​в легких — это маленькие воздушные шары, наполненные воздухом. Эти воздушные шары окружены капиллярами дезоксигенированной крови, перекачиваемой сердцем. Альвеолы ​​отдают в кровь кислород при вдыхании, а затем получают углекислый газ, который является отходом метаболизма. Когда тело выдыхает, углекислый газ возвращается изо рта, и процесс повторяется.

Пищеварительная система

Пищеварительная система — это система, отвечающая за распад биомолекул.Биомолекулы, такие как углеводы (сахара), белки и липиды (жиры), всасываются в тонком кишечнике и доставляются в кровь. Пищеварительная система — это длинный путь, который начинается от рта и заканчивается анальным отверстием. Пища проходит по пищеводу в желудок, где желудочный сок начинает процесс расщепления. Пища отправляется в тонкий кишечник, где ферменты поджелудочной железы расщепляют пищу на более мелкие компоненты для всасывания. Наконец, продукты жизнедеятельности отправляются в толстую кишку и выводятся через задний проход.

Мышечная

Мышечная система — это мышцы всего тела, которые контролируют движение. Большинство людей изначально обозначают мышечную систему как известные нам мышцы рук, ног и живота. Эти мышцы называются скелетными мышцами. Однако есть две другие основные группы мышц. Гладкие мышцы встречаются в таких местах, как пищевод, где пища выталкивается изо рта в желудок. Гладкая мышца также находится в кишечнике. Другой тип мышц — сердечная мышца.Сердечная мышца находится в сердце.

Нервная

Нервная система — это «контрольный переключатель» тела. Нервная система состоит из головного и спинного мозга, а также периферических нервов, которые охватывают различные участки тела. Нервная система получает данные окружающей среды, такие как тепло, прикосновение, звук и зрение, и отправляет их в мозг. Мозг обрабатывает входные данные и отправляет выходные данные обратно в тело с помощью эфферентных нервов. Эти нервы контролируют такие реакции, как ходьба, разговор и размахивание руками.

Пять основных систем органов тела

В человеческом теле 11 основных систем органов. В этой статье дается обзор пяти из этих систем органов. Каждый из них содержит по крайней мере один жизненно важный орган и другие структуры, которые важны для здорового функционирования организма. Нервная система — это основная командная система, которая управляет работой всех других систем. Однако без надлежащего функционирования сердечно-сосудистой системы и дыхательной системы нервная система отключается в течение короткого периода времени.

Нервная система

Нервная система посылает сигналы по всему телу, чтобы контролировать функции и движения. Он состоит из головного и спинного мозга и периферической нервной системы. Он направляет быстрые реакции на раздражители, например автоматические рефлексы. Нервная система работает вместе с эндокринной системой, чтобы контролировать обмен веществ и другие функции организма.

Эндокринная система

В то время как нервная система в основном полагается на электрические сигналы для передачи сообщений, эндокринная система использует химические посредники.Он выделяет гормоны в кровь и другие жидкости организма. Водный баланс, рост тела и реакция на стресс — это некоторые виды деятельности, регулируемые эндокринной системой. Гланды, выделяющие гормоны, включают гипофиз, щитовидную железу, надпочечники, поджелудочную железу и гипоталамус.

Сердечно-сосудистая система

Сердечно-сосудистую систему иногда называют кровеносной системой. Он содержит сердце, кровеносные сосуды и кровь. Кровь переносит питательные вещества, гормоны, газы и отходы с помощью кровеносных сосудов.Сердце перекачивает кровь по телу и поддерживает кровяное давление. Артерии откачивают кровь от сердца, а вены возвращают кровь к сердцу.

Дыхательная система

Дыхательная система включает носовые полости, области горла и легкие. Глотка делится с пищеварительным трактом. Воздух движется из глотки в гортань, которая защищает отверстие в трахею. Трахея — это главный проход в легкие. Он действует как воздушный фильтр. Внутри легких кислород извлекается из воздуха, а углекислый газ выдыхается как продукт жизнедеятельности.

Пищеварительная система

В пищеварительной системе пища усваивается и обрабатывается организмом. После проглатывания через рот пища перемещается по пищеводу в желудок. Желудок механически и химически расщепляет пищу, поэтому она может перевариваться тонкой кишкой и использоваться для питания. Любой непереваренный материал затем перемещается по толстой кишке и выводится через задний проход. Печень также считается частью пищеварительной системы. Он выделяет желчь, чтобы помочь пищеварению.

Как связаны системы вашего тела — Revere Health

Каждая отдельная система организма работает вместе с другими системами организма. Система кровообращения — хороший пример того, как системы организма взаимодействуют друг с другом. Ваше сердце перекачивает кровь через сложную сеть кровеносных сосудов. Например, когда ваша кровь циркулирует по пищеварительной системе, она собирает питательные вещества, усвоенные вашим организмом во время последнего приема пищи. Ваша кровь также несет кислород, вдыхаемый легкими. Ваша кровеносная система доставляет кислород и питательные вещества к другим клеткам вашего тела, затем собирает любые отходы, создаваемые этими клетками, включая углекислый газ, и доставляет эти отходы в почки и легкие для утилизации.Между тем, кровеносная система переносит гормоны эндокринной системы и лейкоциты иммунной системы, которые борются с инфекцией.

Каждая из ваших систем организма полагается на работу других. Ваша дыхательная система полагается на вашу систему кровообращения, чтобы доставить собираемый кислород, в то время как мышцы вашего сердца не могут функционировать без кислорода, который они получают из ваших легких. Кости черепа и позвоночник защищают головной и спинной мозг, но мозг регулирует положение костей, управляя мышцами.Система кровообращения обеспечивает ваш мозг постоянной подачей богатой кислородом крови, в то время как ваш мозг регулирует частоту сердечных сокращений и артериальное давление.

Соединяются даже, казалось бы, не связанные между собой системы организма. Ваша скелетная система полагается на мочевую систему, чтобы удалить отходы, произведенные костными клетками; в свою очередь, кости вашего скелета создают структуру, которая защищает ваш мочевой пузырь и другие органы мочевыделительной системы. Ваша кровеносная система доставляет к костям кровь, богатую кислородом. Тем временем ваши кости заняты производством новых клеток крови.

Работая вместе, эти системы поддерживают внутреннюю стабильность и баланс, также известный как гомеостаз. Заболевание одной системы организма может нарушить гомеостаз и вызвать проблемы в других системах организма. Если вы заболели вирусом СПИДа, который поражает вашу иммунную систему, например, у вас может развиться пневмония в респираторной системе, дрожжевая инфекция в репродуктивной системе, кандидоз, поражающий пищевод в пищеварительной системе, или рак кожи, известный как болезнь Капоши. саркома.

Системы человеческого тела: Обзор, анатомия, функции

Автор: Яна Васькович • Рецензент: Никола Макларен Магистр наук
Последний раз отзыв: 29 октября 2020 г.
Время чтения: 22 минуты

Пищеварительная система — вид спереди.

Человеческое тело — это биологическая машина, состоящая из систем организма; группы органов, которые работают вместе, чтобы производить и поддерживать жизнь. Иногда мы теряемся, изучая клетки и молекулы, и не видим лес за деревьями.Может быть полезно сделать шаг назад и посмотреть на более крупную анатомическую картину.

Эта тематическая страница предоставит вам быстрое введение в системы человеческого тела, так что каждый орган, который вы изучите позже, будет добавлять надстройку к базовой концепции, которую вы здесь применяете.

Система Опорно-двигательный

Ключевые факты о системах человеческого тела

Система органов	Группа органов, которые работают вместе для выполнения одной или нескольких функций в организме.
	Механическая поддержка, осанка и движение
Сердечно-сосудистая система	Транспортировка кислорода, питательных веществ и гормонов по телу и удаление отходов клеточного метаболизма
Дыхательная система	Обмен кислорода и углекислого газа между телом и воздухом, регулирование кислотно-щелочного баланса, фонация.
Нервная система	Инициирование и регулирование жизненно важных функций тела, ощущений и движений тела.
Пищеварительная система	Механическое и химическое разложение продуктов питания с целью поглощения их организмом и использования в качестве энергии.
Мочевыделительная система	Фильтрация крови и удаление ненужных соединений и отходов путем образования и выделения мочи.
Эндокринная система	Производство гормонов для регулирования широкого спектра функций организма (например, менструального цикла, уровня сахара и т. Д.)
Лимфатическая система	Отвод лишней тканевой жидкости, иммунная защита организма.
Репродуктивная система	Производство репродуктивных клеток и вклад в процесс воспроизводства.
Покровная система	Физическая защита поверхности тела, сенсорная рецепция, синтез витаминов.

Скелетная система

Скелетная система состоит из костей и хрящей. Скелет состоит из двух частей; аксиально-аппендикулярный. Осевой скелет состоит из костей головы и туловища. Аппендикулярный скелет состоит из костей конечностей, а также поддерживающих грудных и тазовых поясов.

В теле взрослого человека 206 костей. Место соединения двух костей называется суставом или сочленением.Суставы поддерживаются хрящами и укрепляются связками. Функции скелетной системы — это механическая поддержка, движение, защита, производство клеток крови, хранение кальция и эндокринная регуляция.

Элементы скелетной системы адаптированы к функциям той части тела, которую они поддерживают. Таким образом, анатомия костей, суставов и связок изучается топографически, так как кости; голова и шея, грудная клетка, живот, верхние и нижние конечности.

Начните с анатомии скелетной системы.

Мышечная система

Мышечная система состоит из всех мышц тела. Есть три типа мышц; гладкие, сердечные и скелетные мышцы. Гладкая мышца находится в стенках кровеносных сосудов и полых органах, таких как желудок или кишечник. Сердечная мышца клеток образуют сердечную мышцу, также называемую миокардом. Скелетные мышцы прикрепляются к костям тела. Среди этих трех только скелетные мышцы могут контролироваться сознательно и позволяют нам производить движения тела, в то время как функция двух других типов мышц регулируется вегетативной нервной системой и абсолютно бессознательна. .Гистологически волокна скелетных и сердечных мышц расположены повторяющимся образом, что дает полосатый вид, поэтому они называются поперечно-полосатыми мышцами. Гладкая мышца не содержит повторяющихся саркомеров, поэтому не имеет поперечно-полосатой мышцы.

Сердечно-сосудистая система

Сердечно-сосудистая система состоит из сердца и кровеносной системы кровеносных сосудов. Сердце состоит из четырех камер; два предсердия и два желудочка. Кровь попадает в сердце через верхние камеры левого и правого предсердий и выходит через левый и правый желудочки.Сердечные клапаны препятствуют обратному току крови.

Сердце действует как двусторонний насос. Правая сторона сердца перекачивает дезоксигенированную кровь в малую циркуляцию легких, где кровь снова подвергается реоксигенации. В то время как левая сторона сердца одновременно перекачивает насыщенную кислородом кровь в системный кровоток, распределяя ее по периферическим тканям. Регулярное сердцебиение контролируется проводящей системой сердца.

Система кровообращения, также называемая сосудистой системой, состоит из артерий, вен и капилляров. Все они представляют собой непрерывную сеть сосудов, которые переносят кровь по телу. Кровь покидает сердце через артерий, , они постепенно уменьшаются в размерах, превращаясь в более мелкие артериальные сосуды, называемые артериолами. Артериолы заканчиваются паутиной еще более мелких сосудов, называемых капиллярами . Обмен газов и питательных веществ происходит через стенки капилляров.

Сердечно-сосудистая система — схема.

Маленькие вены, называемые венулами , отходят от капилляров и постепенно увеличивают свой просвет на пути к сердцу, заканчиваясь венами . Существует определенное гистологическое различие между артериями и венами, но их основное функциональное различие отражает направление, в котором они проводят кровь: артерии , транспортируют кровь от сердца к периферии, тогда как вены и переносят кровь от периферии к периферии. сердце.

В кровеносной системе есть три отдельных контура.

• Легочная циркуляция, по которой кровь переносится между сердцем и легкими;
• Коронарное кровообращение, снабжающее кровью сердечную мышцу;
• И большой круг кровообращения, по которому кровь распространяется по всему телу.

Основными артериями системы кровообращения являются аорта и ее ветви, а основными представителями вен являются верхняя полая вена и нижняя полая вена.

Узнайте все о сердце, артериях и венах быстрее с помощью наших диаграмм сердечно-сосудистой системы , тестов и бесплатных рабочих листов .

Основные функции сердечно-сосудистой системы включают транспортировку кислорода, питательных веществ и гормонов по всему телу в крови, а также удаление углекислого газа и других метаболических отходов.

Узнайте больше об основных артериях, венах и нервах тела с ресурсами Kenhub!

Дыхательная система

Дыхательная система состоит из ряда органов; полость носа, глотка, гортань, трахея, бронхи, бронхиолы и легкие (альвеолы).Полость носа и глотка вместе называются верхней дыхательной системой, а остальные органы составляют нижнюю дыхательную систему.

Схема дыхательной системы.

Органы дыхательной системы, за исключением альвеол, проводят воздух в легкие с помощью дыхательных мышц (в основном диафрагмы и межреберных мышц).

Как только воздух попадает в легкие, он попадает в альвеолы ​​(место газообмена) и взаимодействует с кровью, транспортируемой легочным кровообращением.Здесь углекислый газ удаляется из крови, а кислород возвращается в кровь. Таким образом, основная функция дыхательной системы состоит в том, чтобы доставлять кислород в организм и выводить углекислый газ.

Расширьте свои знания о дыхательной системе с помощью этого материала, который мы подготовили для вас.

Нервная система

Нервная система контролирует то, как мы взаимодействуем с окружающей средой и реагируем на нее, контролируя функции органов в других системах нашего организма.Органы нервной системы — это головной и спинной мозг, а также органы чувств. Они связаны между собой нейронами, которые передают нервные сигналы по телу.

Нервная система — обзор.

Морфологически и топографически нервная система делится на центральную (ЦНС) и периферическую (ПНС) нервную систему. Функционально нервная система состоит из двух частей; соматическая (SNS) или произвольная нервная система и вегетативная (ANS) или непроизвольная нервная система.

Центральная нервная система

Согласно определению центральной нервной системы, она получает информацию из окружающей среды тела и выдает инструкции, тем самым контролируя все действия человеческого тела. Этот двусторонний поток информации в ЦНС и из нее передается периферической нервной системой.

CNS состоит из головного и спинного мозга. Мозг расположен внутри нейрокраниума и состоит из головного мозга, мозжечка и ствола мозга (мост и продолговатый мозг).Центральные части ЦНС заняты пространствами, называемыми желудочками, заполненными спинномозговой жидкостью (CSF). Спинной мозг расположен внутри позвоночника. Спинной канал проходит через центральную часть спинного мозга. Он также заполнен спинномозговой жидкостью и сообщается с желудочками головного мозга.

ЦНС состоит из нейронов и их отростков (аксонов). Серое вещество состоит из тел нейронов, оно находится в коре головного мозга и центральной части спинного мозга. Белое вещество состоит из аксонов, которые объединяются и создают нервные пути. Серое вещество — это место, где генерируются инструкции, а белое вещество — это путь, по которому инструкции идут к органам.

Периферическая нервная система

Определение периферической нервной системы заключается в том, что она передает информацию от ЦНС к тканям-мишеням и от тканей-мишеней к ЦНС. Он состоит из нервов и их узлов. Нервы , которые переносят информацию от периферических органов чувств (например, глаз, языка, слизистой оболочки носа, ушей, кожи) в ЦНС, называются восходящими, афферентными или сенсорными нервными волокнами.Волокна, которые несут информацию от ЦНС к периферии (мышцам и железам), представляют собой нисходящие эфферентные моторные или секреторные нервные волокна.

Ганглии — это скопление нервной ткани вне ЦНС, состоящее из тел нейронных клеток. Ганглии могут быть как сенсорными, так и автономными. Сенсорные ганглии связаны со спинномозговыми нервами и некоторыми черепными нервами (V, VII, IX, X).

Периферические нервы выходят из ЦНС.Есть 12 пар из черепных нервов , которые отходят от головного мозга, и 31 пара из спинномозговых нервов , которые отходят от спинного мозга. Черепные нервы имеют названия от I до XII в зависимости от расположения выхода из черепа (спереди назад). Спинномозговые нервы делятся на 8 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1 копчиковый нервы, в зависимости от позвоночного уровня, от которого они отходят. В определенных областях тела периферические нервы соединяются между собой, образуя нейронные сети, называемые сплетениями , .Известные сплетения:

• Шейное сплетение (C1-C4) — иннервирует затылок, некоторые мышцы шеи, перикард и диафрагму через большой ушной нерв, поперечный шейный нерв, малый, надключичный и диафрагмальный нервы
• Плечевое сплетение (C5-T1) — иннервирует верхнюю конечность такими нервами, как срединный, локтевой, лучевой, мышечно-кожный, подмышечный.
• Поясничное сплетение (L1-L4) — иннервирует мышцы и кожу живота и таза, а также мышцы бедра через подвздошно-гипогастральные, подвздошно-паховые, генитофеморальные, латеральные бедренные кожные, запирательные, бедренные нервы
• Крестцовое сплетение (S1-S4, с ответвлениями от L4, L5) — иннервирует мышцы и кожу частей таза, задней поверхности бедра, голени и стопы посредством следующих нервов; ягодичный, седалищный, задний бедренный кожный, пуденальный нерв, нерв к грушевидной мышце, нерв к внутренней запирательной мышце и нерв к квадратной мышце бедра.

Соматическая и вегетативная нервные системы

соматическая нервная система (SNS) и вегетативная нервная система (ANS) являются отделами периферической нервной системы, информация передается через черепные и спинномозговые нервы.

Определение соматической нервной системы состоит в том, что она позволяет произвольно контролировать наши движения и реакции. Он передает сенсорную и двигательную информацию между кожей, органами чувств, скелетными мышцами и ЦНС; установление связи человеческого тела с окружающей средой и реакция на внешние раздражители.Основные соматические периферические нервы включают срединный нерв, седалищный нерв и бедренный нерв.

Определение вегетативной нервной системы состоит в том, что она бессознательно контролирует все внутренние органы через связанные с ними гладкие мышцы и железы. Функционально ВНС делится на симпатическую (SANS) и парасимпатическую (PANS) автономную нервную систему. Определение симпатической нервной системы неофициально известно как вызывающее состояние «беги или сражайся», поскольку это часть ВНС, которая наиболее активна во время стресса.PANS доминирует во время отдыха и более активен в действиях «отдых и переваривание» или «кормление и размножение». Центры SANS и PANS находятся в стволе мозга и спинном мозге, и они сообщаются с ганглиями SANS и PANS, расположенными по всему телу. Обратите внимание, что нет никаких чистых нервов SANS или чистого PANS, вместо этого их волокна добавляются к определенным соматическим нервам, делая их смешанными.

Пищеварительная система

Функция пищеварительной системы — расщеплять пищу на все более мелкие соединения, пока они не будут поглощены организмом и использованы в качестве энергии.Он состоит из ряда органов желудочно-кишечного тракта и дополнительных органов пищеварения.

Схема пищеварительной системы

Органы пищеварительной системы распространяются изо рта в анальный канал. На самом деле это трубка, состоящая из рта, глотки, пищевода, желудка, тонкой кишки, толстой кишки и анального канала. Дополнительные органы пищеварения способствуют механическому и химическому расщеплению пищи, это язык, слюнные железы, поджелудочная железа, печень и желчный пузырь.

Изучите анатомию пищеварительной системы, начиная с этого учебного блока:

Мочевыделительная система

Мочевыделительная система — это дренажная система организма, состоящая из группы органов, вырабатывающих и выделяющих мочу.Он состоит из почек, мочеточников, мочевого пузыря и уретры.

Почки — парные бобовидные органы, расположенные забрюшинно. Почки имеют богатое кровоснабжение, обеспечиваемое почечной артерией. Нефроны в почках фильтруют кровь, которая проходит через их капилляры (клубочки). Затем фильтрат крови проходит через ряд канальцев и собирающих каналов, в конечном итоге образуя окончательный ультрафильтрат, моча . Моча проходит в мочеточники , , гладкомышечные трубки, которые переносят мочу из почек в мочевой пузырь .Мочевой пузырь — это полый мышечный орган, который собирает и хранит мочу перед ее удалением путем мочеиспускания (мочеиспускания). Функции мочевыделительной системы включают: устранение отходов организма, регулирование объема крови и артериального давления, регулирование уровня электролитов и pH крови.

Начните работу с мочевыводящей системой со следующими ресурсами:

Эндокринная система

Эндокринная система — это совокупность специализированных органов (эндокринных желез), разбросанных по всему телу, которые вырабатывают гормоны.Основные органы эндокринной системы можно увидеть на схеме ниже.

Схема органов эндокринной системы

Что касается функции эндокринной системы; гормоны, вырабатываемые эндокринной системой, регулируют широкий спектр функций организма, например, трийодтиронин, регулирующий обмен веществ, или эстроген и прогестерон, регулирующие менструальный цикл. Эндокринные железы выделяют гормоны непосредственно в систему кровообращения, чтобы регулировать функцию удаленных органов-мишеней.

Здесь вы найдете все, что вам нужно знать об эндокринной системе.

Лимфатическая система

Лимфатическая система представляет собой сеть лимфатических сосудов, которая отводит лишнюю тканевую жидкость (лимфу) из межклеточного жидкостного отсека, фильтрует ее через лимфатические узлы, подвергает ее воздействию лимфоцитов (лейкоцитов) иммунной системы и возвращает жидкость в кровеносную систему. система. Лимфатическая система состоит из лимфы, лимфатических сплетений, лимфатических сосудов, лимфатических узлов и лимфоидных органов.Функция лимфатической системы: выводят и выводят из организма токсины и шлаки; рециркулировать белки; и защитить организм от микроорганизмов.

Схема лимфатической системы

Лимфа представляет собой водянистую тканевую жидкость с консистенцией, аналогичной плазме крови. Он начинается с межклеточной жидкости, заполняющей промежутки между клетками. Избыточная жидкость улавливается лимфатическими капиллярами и транспортируется через лимфатических сплетений в лимфатических сосудов , фильтруя по пути лимфатических узлов .Поверхностные лимфатические сосуды находятся в подкожной клетчатке рядом с венами. Они стекают в глубокие лимфатические сосуды, следующие по артериям. Лимфатические сосуды впадают в более крупные лимфатические стволы, которые объединяются, образуя один из двух основных собирающих протоков; грудной проток и правый лимфатический проток.

Грудной проток начинается от цистерны хили, собирая лимфу с левой стороны головы, шеи и грудной клетки, левой верхней конечности, живота и обеих нижних конечностей и дренируя ее в левый венозный угол (соединение левой внутренней яремной и нижней конечностей). левая подключичная вена).Правый лимфатический проток дренирует остальную часть тела и впадает в правый венозный угол. С венозных углов очищенная лимфа возвращается в систему кровообращения, воссоединяясь с жидкостью крови. Обратите внимание, что центральная нервная система — единственная система, у которой нет лимфатических сосудов. Вместо этого его лимфа отводится непосредственно в спинномозговую жидкость. Органы лимфатической системы делятся на первичные и вторичные органы. Первичные лимфатические органы производят лимфоциты и выпускают их в лимфатические сосуды.Два основных лимфоидных органа — тимус и красный костный мозг. Вторичные лимфатические органы включают лимфатические узлы, миндалины, аппендикс и селезенку. Лимфатические узлы представляют собой массу лимфоцитов, содержащих лимфоидные ткани, прикрепленные к лимфоидным сосудам. Лимфатические узлы фильтруют клеточный мусор, чужеродные патогены, избыток тканевой жидкости и протеины плазмы. В ключевых точках тела (шейные, подмышечные, трахейные, паховые, бедренные и глубокие узлы, связанные с аортой) скопления лимфатических узлов.

Репродуктивная система

Репродуктивная система, или генитальная система, — это система внутренних и внешних половых органов, которые работают вместе, чтобы способствовать процессу воспроизводства. В отличие от других систем органов, половая система имеет существенные различия между полами.

Наружные женские половые органы, также известные как гениталии, — это органы вульвы (половые губы, клитор и влагалище).К внутренним половым органам относятся яичники, маточные трубы, матка и влагалище. vulva обеспечивает вход и защиту влагалища и матки, а также надлежащее тепло и влажность, которые помогают в его сексуальной и репродуктивной функциях. Кроме того, это важно для сексуального возбуждения и оргазма у женщин.

Влагалище — это канал, ведущий с внешней стороны тела к шейке матки (шейке). Яичники секретируют гормоны и производят яйцеклетки, которые транспортируются в матку фаллопиевых труб .Матка обеспечивает защиту, питание и удаление отходов развивающегося эмбриона и плода. Кроме того, сокращения мышечной стенки матки способствуют выталкиванию плода во время родов.

Наружные мужские половые органы — это яички и пенис, а внутренние — придаток яичка, семявыносящий проток и добавочные железы. Функционально их можно разделить на три категории: первая категория предназначена для производства спермы ( семенников, ) и хранения ( придатков яичка, ).Органы второй категории производят эякуляционную жидкость; семявыносящий проток и добавочные железы (семенные пузырьки и простата). Последняя категория — это те, которые используются для совокупления и отложения спермы, к ним относятся половой член , , уретра и семявыносящий проток.

Покровная система

Покровная система — это совокупность органов, образующих внешнюю оболочку тела. Он включает кожу, придатки кожи, потовые железы и сенсорные рецепторы.

Схема покровной системы.

Кожа — самый большой орган тела. Он состоит из трех слоев; эпидермис, дерма и гиподерма. Эпидермис представляет собой толстый ороговевший эпителий, состоящий из нескольких слоев клеток. Под эпидермисом находится дерма , слой соединительной ткани, который содержит кровеносные сосуды и нервы, питающие кожу. Нижележащая фасция, также называемая гиподермой , состоит из жира, соединительной ткани и придатков кожи (волос, ногтей, сальных и потовых желез).Функции покровной системы разнообразны. Он образует сплошной слой, который защищает тело от различных разрушительных воздействий, таких как внешние травмы, потеря воды и тепла, а также канцерогенное действие УФ-лучей. Он также выделяет отходы, содержит сенсорные рецепторы для определения боли, ощущений, давления и температуры и обеспечивает синтез витамина D.

Изучите эти ресурсы, чтобы укрепить свои знания о скине:

.