Водно-солевой обмен. Регуляция водно-солевого обмена. Значение минеральных солей.
Водно-солевой обмен. Значение воды и минеральных солей в процессе роста. Вода растворяет пищевые вещества, поступившие в организм вместе с минеральными веществами, она принимает участие в построении клеток и во многих реакциях обмена. Вода и минеральные соли являются основной составной частью плазмы крови, лимфы и тканевой жидкости, создают в основном внутреннюю среду организма. Вода участвует в регуляции температуры тела, испаряясь, она предохраняет тело от перегрева. Все пищеварительные соки содержат воду и минеральные соли. Вода составляет большой процент массы тела (у взрослого человека примерно 65%, у детей 75—80%). Особенно велико содержание воды в крови (92%). Человек без воды может существовать значительно меньше времени, чем без пищи,— всего несколько дней. При нормальной температуре окружающей среды и нормальном пищевом режиме потребность воды у взрослого человека составляет 2—2,5 л. Основные органы, удаляющие воду из организма,— почки, потовые железы, легкие и кишечник. Почками за сутки из организма удаляется 1,2—1,5 л воды в составе мочи. Потовыми железами через кожу в виде пота удаляется 500—700 см3 воды в сутки. При нормальной температуре и влажности воздуха на 1 см2 кожного покрова каждые 10 мин выделяется около 1 мг воды.
Легкими в виде водяных паров выводится 350 см3 воды. Это количество резко возрастает при углублении и учащении дыхания, и за сутки тогда может выделиться 700—800 см3 воды.
Через кишечник с калом выводится в сутки 100—150 см3 воды. При расстройстве деятельности кишечника может выводиться большее количество воды (при поносе), что приводит к обеднению организма водой. Для нормальной деятельности организма важно, чтобы поступление воды в организм полностью покрывало расход ее.
Если воды выводится из организма больше, чем поступает в него, возникает чувство жажды. Отношение количества потребленной воды к количеству выделенной составляет водный баланс.
Организм нуждается в постоянном поступлении минеральных солей. Минеральные вещества необходимы для нормального функционирования организма. Так, с наличием минеральных веществ, содержащих натрий, калий, хлор, связано явление возбудимости — одно из основных свойств живого. Рост и развитие костей, мышц зависят от содержания минеральных веществ. Они определяют реакцию крови (рН), способствуют нормальной деятельности сердца и нервной системы, используются для образования гемоглобина (железо), соляной кислоты желудочного сока (хлор). Минеральные соли создают столь необходимое для жизнедеятельности клеток определенное осмотическое давление.
Онтогенетическое развитие опорно-двигательного аппарата
Значение опорно-двигательного аппарата. Скелет - структурная основа тела. Рост и развитие костей. Формы соединения костей.
Значение опорно-двигательного аппарата. К опорно-двигательному аппарату относятся скелет и мышцы, объединенные в единую костно-мышечную систему. Скелет и мышцы являются опорными структурами организма, ограничивающими полости, в которых расположены внутренние органы. С помощью опорно-двигательного аппарата осуществляется одна из важнейших функций организма - движение.
Функции опорно-двигательной системы. Опорно-двигательный аппарат объединяет скелет и поперечнополосатые (скелетные) мышцы и представляет одну из важнейших систем человеческого организма. Он выполняет опорную и защитную функции и играет решающую роль в движении.
Скелет состоит из костей и связывающих их образований. В организме человека насчитывается свыше 200 костей, которые составляют до 18 % массы тела у мужчин и 16 % – у женщин. На долю мышц соответственно приходится 36% у мужчин и 42% у женщин, а у мужчин-спортсменов иногда до 50%. В теле человека насчитывается около 400 мышц.
Скелет имеет опорное значение, образуя структурную основу тела и определяя его размер и форму. Скелет является также пассивным органом движения, так как к нему прикрепляются мышцы. Кроме того, кости скелета представляют депо солей кальция, фосфора и других элементов и участвуют в минеральном обмене. Внутри многих костей содержится красный костный мозг, где образуются форменные элементы крови. Некоторые части скелета (череп, грудная клетка, таз) служат вместилищем и защитой жизненно важных органов – мозга, легких, сердца и т. д. Мышцы являются активной частью опорно-двигательного аппарата. К опорной функции мышц относится защита внутренних органов, которая осуществляется мышцами, окружающими полости тела.
Свойства, состав, и строение костей. Кости обладают прочностью, упругостью и легкостью. Ткань, образующая кость, является разновидностью соединительной ткани. Она представлена костными клетками и минерализованным межклеточным веществом. Костные клетки бывают трех типов: остеоциты, остеобласты и остеокласты. Остеоциты замурованы в межклеточном веществе, контактируют друг с другом островками и обеспечивают обмен веществ в ткани. Остеобласты находятся в зонах костеобразования и обеспечивает рост кости в толщину и ее срастании при переломе. Остеокласты (клетки разрушители) участвуют в рассасывании кости. Совместное действие всех типов клеток обеспечивает перестройку кости при росте и изменении функциональной нагрузки. Минеральный компонент кости образован солями кальция, которые придают костям твердость. Эластичность костей обеспечивается органическими веществами (оссеин, оссеомукоид),
Все кости, за исключением мест их сочленения, покрыты надкостницей. Это тонкая соединительнотканная оболочка, богатая нервами и сосудами, проникающими в кость через особые отверстия. Через надкостницу осуществляются питание и иннервация кости. К надкостнице прикрепляются сухожильные связки, мышцы. На ее внутренней поверхности находятся остеобласты. Под надкостницей располагается слой компактного вещества, состоящий из пластинок костной ткани (трабекул) плотно лежащих по отношению друг к другу. Глубже расположен слой губчатого вещества, которое содержит рыхло лежащие трабекулы. Причем, пластинки губчатого вещества находятся в направлениях наибольшего растяжения и сжатия костей, а компактное вещество преобладает в костях, которые выполняют функцию опоры и движения.
По форме кости бывают длинные и короткие с полостью внутри (трубчатые), плоские (широкие), губчатые и смешанные. В трубчатых костях различают среднюю часть – диафиз и два конца – эпифизы. Диафизы образованы компактным веществом, а эпифизы – губчатым. Внутри диафиза в полости находится желтый костный мозг, а в ячейках губчатого вещества и в плоских костях – красный костный мозг. Примерами плоских костей могут служить кости черепа, лопатки, губчатых – ребра, трубчатых – кости плеча, голени, коротких – кости запястья, смешанных – позвонки.
Различают два типа соединения костей: непрерывное и прерывное. Непрерывное соединение осуществляется посредством костной (кости таза), хрящевой (позвонки) и соединительной (большинство костей черепа) тканей. Прерывное соединение осуществляется при помощи суставов. В состав сустава входят суставные поверхности сочленяющихся костей, покрытые хрящом, суставная капсула, окружающая концы костей и суставная полость, находящаяся между костями внутри капсулы.
Скелет - структурная основа тела. Скелет состоит из костей, у взрослого человека их более 200. Роль костей не ограничивается функцией опоры. Входящие в состав их тканей минеральные соли - одни из важнейших элементов обменных процессов. В костях находится также один из основных органов кроветворения - костный мозг.
· Кость - сложный орган, состоящий из костной ткани, надкостницы, костного мозга, кровеносных и лимфатических сосудов и нервов.
· Надкостница. Это тонкая соединительнотканная оболочка, которая богата нервами и сосудами, проникающими из нее в кость через особые отверстия. К надкостнице прикреплены связки и мышцы. Внутренний слой надкостницы состоит из клеток, которые растут и размножаются, обеспечивая рост кости в толщину, а при переломах - образование костной мозоли.
· Строение костей обеспечивает их основное свойство - механическую прочность. Свойства кости обеспечиваются также их химическим составом. Кости содержат 60% минеральных веществ, 30% органических, 10% составляет вода. Минеральные вещества кости представлены солями кальция, фосфора, магния, обнаружены многие микроэлементы (алюминий, фтор, марганец, свинец, стронций, уран, кобальт, железо, молибден и др.). Среди органических веществ - волокнистый белок - коллаген, углеводы, ферменты. Минеральные вещества, в особенности кальций, делают кости твердыми, органические вещества придают им упругость. У детей в костной ткани преобладают органические вещества; их скелет гибкий, эластичный, в связи, с чем легко деформируется, искривляется при длительной и тяжелой нагрузке и неправильных положениях тела. С возрастом содержание минеральных веществ в костях увеличивается, отчего кости становятся менее эластичными и более хрупкими.Органические и минеральные вещества делают кость прочной, твердой и упругой и в сочетании с особенностями строения костной ткани, придают кости свойства, превосходящие многие строительные материалы и металлы. Так, кость в 30 раз тверже кирпича и в 2,5 раза тверже гранита. Кость прочнее дуба. По прочности она в 9 раз превосходит свинец и почти так же прочна, как чугун. Бедренная кость человека в вертикальном положении выдерживает давление груза до 1,5 т, а большеберцовая кость - до 1,8 т.
Мышечная система.
Три типа мышц: Скелетные мышцы;Сердечная мышца;Гладкие мышцы.
1. Строение и классификация мышц:
По строению:
Длинные - конечности;
Короткие- между позвонками;
Широкие - туловище, мышцы живота, груди, спины;;
Круговые - вокруг отверстий тела и при сокращении их суживают: рот анус,...
По функции: Мышцы-сгибатели; Разгибатели; Вращающие во внутрь и наружу.
2. Свойства мышц: Возбудимость;Проводимость;Сократимость.
Сократимость - специфическое свойства мышц. Возбуждение и сокращение вызвано нервными импульсами, идущими из нервных центров. Нервный импульс синапс- место контакта мышцы и нерва выделение медиатора ацетилхолина вызывает потенциал действия высвобождается кальций сокращение.
3. Работа и сила мышц: Сокращаясь, мышца выполняет работу, чем больше в ней мышечных волокон, тем она сильнее.
4. Мышечный тонус- состояние, когда мышцы напряжены, но не производят движения. Значение тонуса мышц - координация движений, поддержание постоянной позы тела. Мышечный тонус поддерживается постоянным поступлением нервных импульсов из двигательных нейронов спинного мозга к мышце. Активность двигательных нейронов поддерживается импульсами из ЦНС и проприорецепторами, находящимися в самой мышце.
Общие закономерности деятельности эндокринной системы.
Наиболее древней формой регуляции функций являлись химические вещества, выделяемые клетками. Примером могут служить такие вещества, как фактор роста нервов, фактор роста эпидермиса. Однако действие этих регуляторов пространственно ограничено и не может обеспечить координированную деятельность различных органов.
На более поздних этапах эволюции живых организмов клетки образуют специализированные органы – эндокринные железы. Эндокринные железы вырабатывают специфические химические регуляторы жизненных функций – гормоны. Специфическое отличие всех эндокринных желез – отсутствие выводных протоков. Выделение гормонов происходит непосредственно во внутреннюю среду, в основном в кровь.
В организме человека и высших животных имеются следующие железы внутренней секреции: гипофиз, эпифиз, поджелудочная железа, щитовидная железа, надпочечники, половые, околощитовидные железы, вилочковая железа. Поджелудочная и половые железы смешанные, так как часть их клеток выполняет внешнесекреторную функцию.
Общая характеристика гормонов.
Выделяется 4 типа действия гормонов:
1) Метаболическое (влияние на обмен).
2) Морфогенетическое (регуляция морфообразовательных процессов, дифференцировки, роста, метаморфоза).
3) Кинетическое (включающее определенную деятельность исполнительных органов).
4) Корригирующее (изменяющее интенсивность деятельности исполнительных органов и тканей).
Гормоны способны передавать информацию локально в пределах ткани, оказывать местное регуляторное влияние, оказывать дистантное воздействие на отдаленные от места его выработки клетки. Гормоны активируют внутриклеточные процессы: изменение мембранного потенциала, внутриклеточный обмен кальция, сокращение, секреция, энергетический обмен, пролонгируют реакции образования ферментов, синтез специфических белков, митоз и другие процессы.
По структуре гормоны относят к:
1. Производным аминокислот и арахидоновой кислоты – (тироксин, Пг);
2. Стероидам (половые, коры надпочечников);
3. Белково-пептидным соединениям (инсулин).
Отдельные группировки молекулы гормона несут различную функцию, имеются фрагменты:
а) обеспечивающие поиск места (адрес) действия гормонов;
б) обеспечивающие специфические влияния на клетку (актоны);
в) регулирующие степень активности гормона и другие свойства его молекулы.
Рецепторы гормонов.
Концентрация гормонов в крови 10-6 – 10-12 Моль/л, прямой контакт и специфическое связывание гормона на (или в) клетке-мишени является первоосновой для его действия. Места связывания – рецепторы – макромолекулы, могут:
1) специфически узнавать гормоны;
2) связывать их нековалентно и обратимо с высоким сродством и
3) посредством проведения гормонального сигнала через эффекторную систему вызывать характерное для этих гормонов действие.
Под влиянием гормонов в клетках запускаются каскады внутриклеточных процессов – активирование и инактивация ферментов, изменение мембранных белков и проницаемости мембран, транспорт ионов, обмен, транскрипцию, синтез ДНК, РНК, рост клетки и ее деление.