Уровни живых систем. Нервная система человека. Гормоны тимуса

Вопросы

1 Охарактеризуйте уровни организации жизни живых систем

2 Строение систем и органов человека. Центральная и вегетативная нервная система. Высшая нервная деятельность

3 Гормоны тимуса, биологическая роль

1 Уровни организации жизни живых систем

Все живые организмы в природе состоят из одинаковых уровней организации, это общая для всех живых организмов характерная биологическая закономерность. Выделяют следующие уровни организации живых организмов — молекулярный, клеточный, тканевый, органный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный.

1. Молекулярно-генетический уровень. Это наиболее элементарный характерный для жизни уровень. Как бы сложно или просто ни было строение любого живого организма, они все состоят из одинаковых молекулярных соединений. Примером этого являются нуклеиновые кислоты, белки, углеводы и другие сложные молекулярные комплексы органических и неорганических веществ. Их называют иногда биологическими макромолекулярными веществами. На молекулярном уровне происходят различные процессы жизнедеятельности живых организмов: обмен веществ, превращение энергии. С помощью молекулярного уровня осуществляется передача наследственной информации, образуются отдельные органоиды и происходят другие процессы.

2. Клеточный уровень. Клетка является структурной и функциональной единицей всех живых организмов на Земле. Отдельные органоиды в составе клетки имеют характерное строение и выполняют определенную функцию. Функции отдельных органоидов в клетке взаимосвязаны и выполняют единые процессы жизнедеятельности. У одноклеточных организмов все жизненные процессы проходят в одной клетке, и одна клетка существует как отдельный организм (одноклеточные водоросли, хламидомонады, хлорелла и простейшие животные — амеба, инфузория и др.). У многоклеточных организмов одна клетка не может существовать как отдельный организм, но она является элементарной структурной единицей организма.

3. Тканевый уровень.

Совокупность сходных по происхождению, строению и функциям клеток и межклеточных веществ образует ткань. Тканевый уровень характерен только для многоклеточных организмов. Также отдельные ткани не являются самостоятельным целостным организмом. Например, тела животных и человека состоят из четырех различных тканей (эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная). Растительные ткани называются: образовательная, покровная, опорная, проводящая и выделительная.

4.Органный уровень.

У многоклеточных организмов объединение нескольких одинаковых тканей, сходных по строению, происхождению и функциям, образует органный уровень. В составе каждого органа встречается несколько тканей, но среди них одна наиболее значительная. Отдельный орган не может существовать как целостный организм. Несколько органов, сходных по строению и функциям, объединяясь, составляют систему органов, например пищеварения, дыхания, кровообращения и т. д.

5. Организменный уровень.

Растения (хламидомонада, хлорелла) и животные (амеба, инфузория и т. д.), тела которых состоят из одной клетки, представляют собой самостоятельный организм. А отдельная особь многоклеточных организмов считается как отдельный организм. В каждом отдельном организме происходят все жизненные процессы, характерные для всех живых организмов,- питание, дыхание, обмен веществ, раздражимость, размножение и т. д. Каждый самостоятельный организм оставляет после себя потомство. У многоклеточных организмов клетки, ткани, органы и системы органов не являются отдельным организмом. Только целостная система органов, специализированно выполняющих различные функции, образует отдельный самостоятельный организм. Развитие организма, начиная с оплодотворения и до конца жизни, занимает определенный промежуток времени. Такое индивидуальное развитие каждого организма называется онтогенезом. Организм может существовать в тесной взаимосвязи с окружающей средой.

6. Популяционно-видовой уровень.

Совокупность особей одного вида пли группы, которая длительно существует в определенной части ареала относительно обособленно от других совокупностей того же вида, составляет популяцию. На популяционном уровне осуществляются простейшие эволюционные преобразования, что способствует постепенному появлению нового вида.

7. Биогеоценотический уровень.

Совокупность организмов разных видов и различной сложности организации, приспособленных к одинаковым условиям природной среды, называется биогеоценозом, или природным сообществом. В состав биогеоценоза входят многочисленные виды живых организмов и условия природной среды. В природных биогеоценозах накапливается энергия и передается от одного организма к другому. Биогеоценоз включает неорганические, органические соединения и живые организмы.

8. Биосферный уровень.

Совокупность всех живых организмов на нашей планете и общей природной среды их обитания составляет биосферный уровень. На биосферном уровне современная биология решает глобальные проблемы, например определение интенсивности образования свободного кислорода растительным покровом Земли или изменения концентрации углекислого газа в атмосфере, связанные с деятельностью человека. Главную роль в биосферном уровне выполняют "живые вещества", т. е. совокупность живых организмов, населяющих Землю. Также в биосферном уровне имеют значение "биокосные вещества", образовавшиеся в результате жизнедеятельности живых организмов и "косных" веществ, т. е. условий окружающей среды. На биосферном уровне происходит круговорот веществ и энергии на Земле с участием всех живых организмов биосферы.[1]

2 Строение систем и органов человека. Центральная и вегетативная нервная система. Высшая нервная деятельность

Пищеварение.

Переваривание и всасывание пищи происходят у человека в пищеварительном или желудочно-кишечном тракте, соединяющем ротовое отверстие с анальным.

Пищеварительная трубка делится на участки, каждый из которых выполняет определенную функцию. Начинается она ротовым отверстием, ведущим в ротовую полость, за которой следуют глотка, пищевод, желудок , тонкий кишечник и толстый кишечник .

Каждый отдел пищеварительной трубки обладает определенными морфологическими и физиологическими особенностями, но все они построены по общему плану. Стенка пищеварительной трубки на всем протяжении состоит из четырех различных слоев: слизистой оболочки, подслизистой основы, мышечной оболочки и серозной оболочки.[2]

Дыхательная система

Органы дыхания — органы, осуществляющие усвоение кислорода из воздуха, и выведение продуктов окисления (в основном углекислого газа), образующихся в ходе обмена веществ.

Нормальный процесс дыхания устроены примерно так. При повышении уровня углекислого газа в крови, нервная система даёт сигнал "пора бы подышать".

В зависимости от того, наполнены или опустошены лёгкие, происходит один из следующих процессов — вдох или выдох.

Вдох.

При вдохе напрягается диафрагма, некоторые другие мышцы, грудная клетка поднимается, и в лёгких понижается давление.

Атмосферный воздух начинает по градиенту давления поступать в легкие по следующему пути: нос, носоглотка, гортань, трахея, бронхи, бронхи поменьше, ещё поменьше, терминальные бронхиолы, альвеолы. Проходя через нос с весьма большой скоростью, на последующих этапах воздух постепенно замедляется, и неторопливо наполняет альвеолы. В альвеолах происходит газообмен между кровью, и атмосферным воздухом. В атмосферный воздух выделяется углекислый газ, а из него в кровь попадает кислород.[3]

Выдох.

Диафрагма расслабляется, некоторые другие мышцы напрягаются, и грудная клетка опускается. Под давлением грудной клетки лёгкие сжимаются, выпуская воздух наружу.

Сердце и сосуды, и кровь составляют кровеносную систему. Основными её функциями является перенос кислорода и питательных веществ(в основном глюкозы) с током крови к органам и тканям, а продуктов окисления — от тканей в лёгкие для выведения из организма. Так же стоит отметить функцию иммунной защиты.[4]

Кровеносная система

Жизнедеятельность организма возможна лишь при условии доставки каждой клетке питательных веществ, кислорода, воды и удаления выделяемых клеткой продуктов обмена веществ. Эту задачу выполняет сосудистая система, представляющая собой систему трубок, содержащих кровь и лимфу, и сердце - центральный орган, обусловливающий движения этой жидкости. Сердце и кровеносные сосуды образуют замкнутую систему, по которой кровь движется благодаря сокращениям сердечной мышцы и гладких мышц стенок сосудов. Кровеносные сосуды представлены артериями, несущими кровь от сердца, венами, по которым кровь течет к сердцу, и микроциркуляторным руслом, состоящим из артериол, капилляров и венул. Кровеносные сосуды отсутствуют лишь в эпителиальном покрове кожи и слизистых оболочек, в волосах, ногтях, роговице глаз и суставных хрящах.

Кровеносная система обеспечивает необходимым объёмом кислорода все клетки организма.

Нервная система.

Нервная система реализует двигательные функции, высшую нервную деятельность, управление функционированием внутренних органов. В основе механизмов передачи сигналов — электропроводность по отросткам нервных клеток.

Если периферические нервы связаны с кожей и ощущениями, то вегетативная нервная система направлена вглубь нашего организма и отвечает за дыхание, пищеварение, выделение и т.д. То есть делает возможным то, к чему мы с самого рождения привыкли, как к должному.

Если представить минимальный набор нервных клеток для функционирования участка вегетативной нервной системы, то он будет состоять всего лишь из цепочки трёх нейронов, оказывающих влияние на происходящие в организме процессы. При проскакивании в нейронах нервного импульса они выделяют особые вещества ( норадреналин и ацетилхолин), которые позволяют воздействовать на сосудистый тонус, работу сердца, пищеварительного тракта и т.д.

Вегетативная нервная система делает возможным осуществление практически всех жизненно важных процессов в организме, а также частично отвечает за размножение.[5]

Мочевыделительная система.

Основная функция мочевыделительной системы — выведение из организма избытка жидкости и солей, а так же других растворимых химических веществ, в том числе продуктов обмена веществ.

Действует всё это в целом так:

Почка — парный орган, к которому подходят два кровеносных сосуда, один приносящий кровь от сердца, другой — уносящий к печени.

Почка фильтрует из крови излишек жидкости, и растворённые в ней вредные вещества, кровь соответственно отправляется в выносящий сосуд, и далее к печени.

Отфильтрованная жидкость(моча) попадает в мочеточники, и далее в мочевой пузырь.

Когда мочевой пузырь переполняется, рецепторы давления в его стенке начинают посылать в мозг сигналы.

Лимфатическая система.

Лимфатическая система, это система сосудов, которые берут начало в тканях и органах, и вливаются в венозный кровоток.

Но по этим сосудам течет не кровь, а так называемая лимфа, или межклеточная жидкость.

Лимфа образуется в результате выделения (выпотевания) жидкости из сосудов в процессе кровоснабжения органов и тканей, а так же при протекании различных обменных процессов в клетках.

Важнейшая функция лимфатической системы — обеспечение оттока межтканевой и межклеточной жидкости в кровеносную систему.

Кроме того, лимфатическая система реализует функцию иммунной защиты организма.

Мужские половые органы (общий план строения).

Если рассуждать строго научно, то исключительно половой системы не существует, так как она развивалась в тесной связи с системами выделения, поэтому правильнее называть её мочеполовой системой. Мужские половые органы делятся на внутренние и наружные.

К наружным относятся половой член, мошонка и передняя часть уретры, по которой и осуществляется семяизвержение.

Половой член несёт на себе две функции: выделение мочи и непосредственное участие в половом акте с последующим выделением спермы.

Для развития сперматозоидов температура тела человека является слишком высокой, и при ней бы созревания полноценных сперматозоидов не происходило. Функцию своеобразного регулятора температуры и поддержания на оптимальном уровне несёт мошонка. Этот орган представляет орган, состоящий из множества мышечных волокон. Она вмещает в себя пару яичек и семенные канатики.

Яичко, собственно, и отвечает за выделение мужских гамет. Каждое яичко имеет придаток, где сперматозоиды проходят процесс созревания.

Предстательная железа обеспечивает процесс сперматогенеза.

Вынос спермы осуществляется по семенным пузырькам и семявыносящему протоку.

Женские половые органы(общий план строения).

Женские половые органы делятся на наружные и внутренние. Внутренние половые органы обеспечивают начало новой жизни (зачатие).

К наружным женским половым органам относят клитор, малые и большие половые губы, некоторые железы. Клитор является рудиментарным аналогом полового члена. Наружные половые органы с обеих сторон прикрыты большими половыми губами, на внутренней поверхности которых расположены большие железы преддверия, а наружная поверхность имеет волосяной покров.

К внутренним половым органам женщины относятся влагалище, матка, яйцеводы и яичники. Стенки влагалища состоят из нескольких мышечных слоев, способных растягиваться и сокращаться, что имеет важное значение во время полового акта и родов. Матка представляет собой мышечный орган грушевидной формы, в котором развивается плод. Яичники — это женские половые железы, в которых созревают яйцеклетки. После оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом наступает развитие плода.[6]

Эндокринная система.

Эндокринная система наряду с нервной выполняет управление и регуляцию деятельности организма. В отличие от нервной системы эндокринная регулирует в основном процессы обмена веществ.

Основным механизмом передачи сигналов является перенос химически активных веществ с током крови. По сравнению с нервной системой этот механизм является значительно более медленным и менее избирательным, но именно эндокринная система обеспечивает регулирование основных процессов обмена веществ, и создает условия для полноценной реализации управляющих функций нервной системы.

Следует отметить, что влияние эндокринной системы на высшую деятельность весьма велико.

Среди органов эндокринной системы можно выделить две группы:

- центральные;

- периферические.

Центральные органы кроме выполнения химической регуляции обменных процессов осуществляют взаимодействие с нервной системой и управляют работой периферических органов. Периферические органы выполняют исключительно функции регуляции обменных процессов.

Органы чувств, по сути, являются придатками нервной системы. Их функция — сбор информации о воздействиях и событиях происходящих во внешней среде, как на некотором удалении (зрение, слух, обоняние), так и в непосредственном соприкосновении с организмом(вкус, осязание, температурная чувствительность). Кроме стоит отдельно упомянуть вестибулярный аппарат, основная функция которого — определение положения организма в пространстве и воздействующих на организм ускорений.

Глаз является важнейшим из органов чувств человека. Именно зрение даёт более 80% информации об окружающем мире. По сути глаз является отростком мозга, и неразрывно с ним соединён.

Два глаза, смотрящие примерно в одном направлении дарят нам бинокулярное зрение. Головной мозг, анализируя различия изображений, поступающих из левого и правого глаза, формирует представление о расстоянии до предметов, присутствующих в поле зрения. Бинокулярным зрением, обладают очень немногие животные, так как у большинства из них глаза используются для увеличения поля зрения, то есть смотрят в разные стороны.

Под словом орган слуха (преддверрно-улитковый орган) подразумеваются два органа чувств — собственно слуховой анализатор и вестибулярный анализатор. Анатомически они неразрывны, но обособлены функционально, и имеют отдельные проводящие пути нервной системы и управляющие поля коры головного мозга.

Обонятельный анализатор представляет собой анатомически весьма необычную конструкцию. Чувствительные клетки тут являются и первым нейроном в цепи передачи нервного импульса в головной мозг. То есть клетки головного мозга прорастают сквозь отверстия решетчатой пластины в нос.

Осязание

Орган осязания обеспечивает нам чувство прикосновения. Именно он позволяет нам понять, что кошка пушистая и мягкая, а камень - шершавый и твёрдый.

Вегетативная нервная система.

Вегетативная (лат. vegeto - возбуждаю, оживляю) нервная система поддерживает постоянство внутренней среды организма, координирует и регулирует деятельность внутренних органов, обмен веществ, функциональную активность тканей, иннервирует гладкие мышцы сосудов и внутренних органов, экзокринные и эндокринные железы и паренхиму многих органов, регулирует АД( артериальное давление) , ОЦК( объем циркулирующей крови), обеспечивая поддержание постоянства внутренней среды ( гомеостаз ) и направленные ее изменения в зависимости от внутренних потребностей организма и внешних обстоятельств. Она состоит из двух популяций нейронов, соединенных последовательно - преганглионарных нейронов и постганглионарных нейронов. Вегетативная нервная система не находится под непосредственным контролем сознания, однако ее функция регулируется высшими отделами мозга. ВНС действует совместно с соматической нервной системой. Вегетативная нервная система подразделяется на две части:

- симпатическую (греч. sympathes - чувствительный, восприимчивый к влиянию);

- парасимпатическую (греч. para - возле, при). Каждая из них имеет центральную и периферическую части. Большинство внутренних органов иннервируется обеими частями вегетативной нервной системы, которые оказывают на них различное, иногда противоположное влияние, обусловленное действиями медиаторов.

Пути от коры головного мозга к стволовым центрам обеспечивают связь между вегетативной нервной системой и высшими психическими функциями. Активность вегетативной системы регулируется в основном с помощью местных висцеральных рефлексов, замыкающихся в спинном мозге или головном мозге, без сознательного контроля со стороны высших отделов мозга. Однако некоторые функции, например, активность сфинктеров анального отверстия и мочевого пузыря находятся под контролем сознания. Различают центральный и периферический отдел вегетативной нервной системы.

Центральная нервная система

Центральная нервная система состоит из расширенного переднего конца нервной трубки - головного мозга и длинного цилиндрического спинного мозга.

На всем своем протяжении центральная нервная система покрыта тремя мозговыми оболочками и заключена в защитную костную капсулу, состоящую из черепа и позвоночника. Снаружи мозг покрыт прочной твердой мозговой оболочкой, которая сращена с надкостницей черепа и позвоночника. Непосредственно к ткани мозга прилегает мягкая мозговая оболочка. Между твердой и мягкой оболочками находится паутинная оболочка мозга, образующая сеть из перекладин соединительной ткани, благодаря которым между мягкой и паутинными оболочками образуется подпаутинное пространство мозга, заполненное спинномозговой жидкостью (цереброспинальной жидкостью). Большая часть цереброспинальной жидкости содержится в центральном канале спинного мозга, а в головном мозге она заполняет четыре расширенных участка - мозговых желудочка. Спинномозговая жидкость омывает мозг снаружи и изнутри, и с ней соприкасаются кровеносные сосуды, обеспечивающие снабжение нервных тканей питательными веществами и кислородом и удаление продуктов обмена. В крыше мозга находятся переднее сосудистое сплетение мозга и заднее сосудистое сплетение мозга, клетки, которых выделяют спинномозговую жидкость. Объем спинномозговой жидкости составляет около 100 мл. Она выполняет питательную, выделительную и опорную функции и защищает нервные клетки от механических ударов о твердую костную поверхность. Ресничные клетки, выстилающие полость желудочков и центрального канала, поддерживают непрерывную циркуляцию спинномозговой жидкости.

В функции центральной нервной системы входят интеграция и координация почти всех видов нервной активности, при этом центральная нервная система работает в тесном контакте с периферической нервной системой.

Высшая нервная деятельность

Высшая нервная деятельность (ВНД) — это деятельность коры больших полушарий головного мозга и ближайших к ней подкорковых образований, обеспечивающая наиболее совершенное приспособление (поведение) высокоорганизованных животных и человека к окружающей среде. В работе русского физиолога И. М. Сеченова «Рефлексы головного мозга» (1863) впервые была высказана мысль о связи сознания и мышления человека с рефлекторной деятельностью головного мозга. Эта идея была экспериментально подтверждена и развита академиком И. П. Павловым, который по праву является создателем учения о высшей нервной деятельности. Ее основой являются условные рефлексы.

Безусловные рефлексы - это врожденные рефлексы, передаваемые по наследству от родителей. Они являются видовыми, относительно постоянными и осуществляются низшими отделами ЦНС — спинным мозгом, стволом, подкорковыми ядрами головного мозга. Безусловные рефлексы (например, сосательный, глотательный, зрачковый рефлексы, кашель, чихание и др.) сохраняются у животных, лишенных больших полушарий. Они образуются в ответ на действие определенных раздражителей. Так, рефлекс слюноотделения возникает при раздражении пищей вкусовых сосочков языка. Возникшее возбуждение в виде нервного импульса проводится по чувствительным нервам в продолговатый мозг, где находится центр слюноотделения, откуда оно по двигательным нервам передается слюнным железам, вызывая слюноотделение. На основе безусловных рефлексов осуществляются регуляция и согласованная деятельность разных органов и их систем, поддерживается само существование организма.

В изменчивых условиях окружающей среды сохранение жизнедеятельности организма и приспособительное поведение осуществляется благодаря образованию условных рефлексов с обязательным участием коры больших полушарий головного мозга. Они не являются врожденными, а образуются в течение жизни на базе безусловных рефлексов под воздействием определенных факторов внешней среды. Условные рефлексы строго индивидуальны, т. е. у одних особей вида тот или иной рефлекс может присутствовать, у других - отсутствовать.[7]

3 Гормоны тимуса, биологическая роль

Роль тимуса как эндокринной железы известна давно. Известно также, что тимус вскоре после рождения ребенка поставляет лимфоидные клетки в лимфатические узлы и селезенку и осуществляет образование и секрецию специфических гормонов, оказывающих влияние на развитие и созревание определенных клеток лимфоидной ткани. Неизвестной, однако, оставалась химическая природа гормонально-активных препаратов, хотя в опытах на животных было четко показано, что бесклеточный экстракт вилочковой железы оказывает влияние как на рост целостного организма, так и на развитие и поддержание иммунологической компетентности, обеспечивая нормальное функционирование клеточного и гуморального иммунитетов. К настоящему времени из экстрактов вилочковой железы выделено и охарактеризовано несколько гормонов, в основном представленных низкомолекулярными полипептидами. Они оказывают влияние на различные типы лимфоидных клеток, выполняющих специфические функции.[8]

Библиографический список

1.  Билич, Г.Л. Биология. Цитология, гистология, анатомия человека : учеб. пособие/ Г.Л. Билич. - СПб.: Союз, 2001. - 445с.

2.  Буданова, О.А. Анатомия человека: конспект лекций / О.А. Буданова. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2007. - 284с.

3.  Корнев, М.А. Анатомия человека от эмбриогенеза до зрелости: Учеб. пособие по анатомии человека / М.А. Корнев, Т.Н. Надъярная. - СПб.: Фолиант, 2002. – 228с.

4.  Курепина, М.М. Анатомия человека: Учеб. для вузов / М.М. Курепина, А.П. Ожигова, А.А. Никитина. - М.: ВЛАДОС, 2003. - 383с.

5.  Сапин, М.Р. Анатомия человека: учебное пособие для студентов / М.Р. Сапин, З.Г. Брыксина. – М.: Academia, 2006.-365с.

6.  Швырев, А.А. Анатомия человека: для студентов вузов и среднего профессионального образования / А.А. Швырев. – Р/Д: Феникс, 2007. - 188с.

7.  Этинген, Л.Е. Лекции по анатомии человека: учебное пособие для студентов медицинских вузов / Л.Е. Этинген. – М.: Медицинское информационное агентство, 2007. - 303с.

[1] Курепина, М. М. Анатомия человека: Учеб. для вузов / М.М. Курепина, А.П. Ожигова, А.А. Никитина. - М.: ВЛАДОС, 2003. – С. 125-131

[2] Швырев, А. А. Анатомия человека: для студентов вузов исреднего профессионального образования / А. А. Швырев. – Р/Д: Феникс, 2007. – С. 78

[3] Сапин, М. Р. Анатомия человека: учебное пособие для студентов / М. Р. Сапин, З. Г. Брыксина. – М.: Academia, 2006.-С. 145

[4] Корнев, М. А. Анатомия человека от эмбриогенеза до зрелости: Учеб. пособие по анатомии человека / М.А. Корнев, Т.Н. Надъярная. - СПб.: Фолиант, 2002. – С. 48

[5] Буданова, О. А. Анатомия человека: конспект лекций / О. А. Буданова. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2007. – С. 85

[6] Этинген, Л. Е. Лекции по анатомии человека: учебное пособиедля студентов медицинских вузов / Л. Е. Этинген. – М.: Медицинское информационное агентство, 2007. – С. 65

[7] Буданова, О. А. Анатомия человека: конспект лекций / О. А. Буданова. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2007. – С. 46-48

[8] Сапин, М. Р. Анатомия человека: учебное пособие длястудентов / М. Р. Сапин, З. Г. Брыксина. – М.: Academia, 2006.-С. 120-123