Еволюція кровоносної системи людини. Серцево-судинна система та її функції.
Кров та кровоносна система, утворилася як результат еволюційного розвитку. Найпростішою системою транспорту у живих організмах була проста дифузія. Тіло одноклітинних через всю свою поверхню контактувало з довкіллям. У багатоклітинних організмів більша частина клітин не контактує з зовнішнім середовищем. Для таких контактів у примітивних тварин виникли спеціальні міжклітинні канали, по яких рідина просочувалася у міжклітинний простір. Цю рідину називають гідролімфою. Вона мало чим відрізняється від води.Наступним етапом розвитку було виникнення спеціальних порожнин тіла, по яких рухалася відмінна від води гемолімфа. Гемолімфа не тільки переносила поживні речовини і продукти обміну, але й брала участь у транспортуванні газів. У ній присутні спеціальні пігменти, такі як гемоціаніни, гемоглобіни тощо. Гемолімфа рухалася по незамкнутій кровоносній системі.З появою замкнутої кровоносної системи виникло декілька різновидів рідкого середовища – кров, лімфа, міжклітинна рідина. Вони відрізняються як за складом, так і за функціями. Кров – це не просто рідина, а своєрідна сполучна тканина. Вона не лише містить різні хімічні речовини, але й складається з клітин.Еволюційний розвиток пройшла вся система кровообігу в цілому. Найпростіший тип замкнутої кровоносної системи у дощових черв’яків представлений двома поздовжніми судинами, з’єднаними між собою кільцевими судинами. З появою серця (у членистоногих та молюсків) з’явилася можливість прискорити рух крові. Це, у свою чергу, дозволяє прискорити метаболізм. У риб відбувся розподіл на окремі системи кровообігу та лімфообігу – кровоносна та лімфатична системи. Крім того, значних змін зазнала система кровообігу у зв’язку з виходом тварин на сушу. Стінки кровоносних судин потовщали, виросла маса серця. У амфібій та рептилій розпочалося виділення двох кругів кровобігу та поділу серця на камери. Вперше поділ серця на чотири камери відбувся у крокодилів. З появою теплокровності у птахів та ссавців чітко сформувалася сучасна кровоносна система, яка включає два круги кровобігу, чотирикамерне серце та судини трьох типів.
Анатомічно серцево-судинна система людини складається з серця, артерій, капілярів, вен і виконує три основні функції: транспортування поживних речовин, газів, гормонів і продуктів метаболізму до клітин і клітин; регуляцію температури тіла; захист від вторгалися мікроорганізмів і чужорідних клітин.
Ці функції серцево-судинної системи людини безпосередньо виконуються рідинами, що циркулюють у системі, — кров'ю і лімфою. (Лімфа — прозора водяниста рідина, що містить білі клітини крові і знаходиться в лімфатичних судинах.)
Фізіологія серцево-судинної системи людини утворена двома родинними структурами:
Перша структура серцево-судинної системи людини включає: серце, артерії, капіляри і вени, які забезпечують замкнутий кругообіг крові.
Друга структура серцево-судинної системи складається з мережі капілярів і проток, що впадають у венозну систему.
Серце— це м'язовий орган, що нагнітає кров через систему порожнин (камер) і клапанів в розподільну мережу, звану системою кровообігу. Воно складається в основному з міцної еластичної тканини серцевого м'яза (міокарда), яка протягом усього життя ритмічно скорочується, посилаючи кров через артерії і капіляри до тканин організму.
У будову серця людини входить кілька структур: стінок, перегородок, клапанів, провідної системи і системи кровопостачання. Воно розділяється перегородками на чотири камери, які заповнюються кров'ю не одночасно. Дві нижні товстостінні камери в будові серцево судинної системи людини — шлуночки — грають роль нагнітаючого насоса. Вони отримують кров з верхніх камер і, скорочуючись, направляють її в артерії. Скорочення передсердь і шлуночків і створюють те, що називають серцебиттям.
Клапани являють собою сполучнотканинні складки, які допускають струм крові тільки в одному напрямку. Чотири серцевих клапана (тристулковий, легеневий, двостулковий, або мітральний і аортальний) виконують роль «дверцят» між камерами, що відкриваються в один бік. Робота серцевих клапанів сприяє просуванню крові вперед і перешкоджає її руху в зворотному напрямку.
Легеневий стовбур ділиться на праву та ліву легеневі артерії, які йдуть відповідно в ліве і праве легке. Вхід в легеневий стовбур і закривається легеневим клапаном. Цей орган серцево-судинної системи людини складається з трьох стулок, які відкриті при скороченні правого шлуночка серця і закриті в момент його розслаблення.
Двостулковий, або мітральний, клапан регулює потік крові з лівого передсердя в лівий шлуночок. Як і тристулковий клапан, він закривається в момент скорочення лівого шлуночка. Аортальнийклапан складається з трьох стулок і закриває собою вхід в аорту.
Кровоносна система людини, крім серця, включає в себе різноманітні кровоносні судини: Судини являють собою систему порожнистих еластичних трубок різної будови, діаметра і механічних властивостей, заповнених кров'ю. Залежно від напряму руху крові судини поділяються на артерії, по яких кров відводиться від серця і надходить до органів, і вени — судини, кров в яких тече у напрямку до серця. Між артеріями і венами знаходиться мікроциркуляторне русло, формує периферичну частина серцево-судинної системи. Мікроциркуляторне русло являє собою систему дрібних судин, що включає артеріоли, капіляри, венули. Артеріоли і венули являють собою дрібні розгалуження відповідно артерій і вен. Наближаючись до серця, вени знову зливаються, утворюючи більш великі судини. Артерії мають великий діаметр і товсті еластичні стінки, витримують дуже високий тиск крові. На відміну від артерій вени мають більш тонкі стінки, які містять менше м'язової та еластичної тканини. Капіляри— це найдрібніші кровоносні судини, які з'єднують артеріоли з венулами. Завдяки надзвичайно тонкій стінці капілярів у них відбувається обмін поживними та іншими речовинами між кров'ю і клітинами різних тканин.
60. Опорно-рухова система. Порівняльна характеристика анатомічної будови скелету ссавців і людини.
Опорно-рухова система складається з кісток, їх з’єднань і скелетних м’язів.
Функції кісткової системи:1) захисна (кістки черепа захищають головний мозок, грудна клітка — легені та серце, кістки тазу — репродуктивні органи);2) опорна (підтримує сталу форму тіла, створює опору внутрішнім органам);3) рухова (кістки утворюють систему важелів,які приводяться в рух м’язами, прикріпленими до них);4) метаболічна (беруть участь в обміні мінеральних солей);5) кровотворна (червоний кістковий мозок — орган кровотворення).
Хімічний склад кістки.Кістка складається з мінеральних та органічних речовин. Мінеральні речовини представлені в основному солями Кальцію. Вони забезпечують міцність кістки. З органічних сполук переважає білок осеїн, вітаміни.
Будова кістки. Ззовні кістка вкрита окістям. Окістя є сполучнотканинною пластинкою, багатою на кровоносні судини й нерви. Завдяки інтенсивному поділу клітин окістя відбувається ріст кістки в товщину та її відновлення після пошкоджень. Безпосередньо під окістям розташована власне кісткова тканина, що складається з кісткових пластинок. Кожна кісткова пластинка у свою чергу складається з клітин — остеоцитів — і міжклітинної речовини. Залежно від розташування кісткових пластинок виділяють компактну та губчасту речовину кістки. Структурною одиницею компактної речовини є остеон . Остеон складається з 5—20 циліндричних кісткових пластинок, вставлених одна в одну; у центрі остеона розташований центральний канал, в якому проходять судини та нерви кістки. У компактній речовині остеони щільно притиснуті один до одного. У губчастій речовині кісткові пластинки перетинаються під кутом, утворюючи безліч комірок. Таке розташування пластинок забезпечує рівномірний розподіл тиску у разі навантаження на кістку. У комірках губчастої речовини міститься кістковий мозок. У різних типах кісток і навіть у різних ділянках однієї й тієї ж кістки співвідношення компактної та губчастої речовини неоднакове.
Класифікація кісток. За формою та структурою виділяють такі типи кісток. Трубчасті кістки складаються з тіла — діафізу — та епіфізів. Тіло трубчастої кістки має зазвичай циліндричну форму. Безпосередньо під окістям розташований шар компактної речовини, а центральну частину кістки займає губчаста речовина, в якій у дорослої людини міститься жовтий кістковий мозок (у дітей губчаста речовина більшості кісток містить червоний кістковий мозок). Епіфізи трубчастої кістки мають суглобові поверхні, позбавлені окістя. Переважаючою речовиною епіфізу є губчаста; у її комірках міститься червоний кістковий мозок. Виділяють довгі(стегнова, плечова, ліктьова) та короткітрубчасті кістки (кістки плесна, фаланги пальців). Губчасті кістки складаються з губчастої речовини, вкритої тонким шаром компактної. У комірках губчастої речовини таких кісток міститься червоний кістковий мозок. Виділяють довгі (ребра, грудина) та короткі (хребці, кістки зап’ястка) губчасті кістки. Плоскі кістки, до яких належать кістки черепа, кістки поясів кінцівок (лопатка, тазові кістки), складаються в основному з губчастої речовини та мають сплощену форму.
З’єднання кісток. Виділяють такі типи з’єднання кісток: 1) нерухоме — за допомогою швів (кістки черепа); 2) напіврухоме — за допомогою хрящів, які за рахунок своєї пружності забезпечують невеликі за амплітудою рухи кісток, що зчленовуються (з’єднання між хребцями, між ребрами та грудиною); 3) рухоме — за допомогою суглобів. До складу суглоба входять: 1) хрящі суглобових поверхонь кісток, що зчленовуються; 2) суглобова капсула (сумка), яка відокремлює суглоб від навколишніх тканин; 3) суглобова рідина в порожнині суглоба, яка діє як мастило для зменшення тертя.
У скелеті людини виділяють осьовий скелет, який включає хребетний стовп, череп, грудну клітку, і скелет кінцівок, що складається зі скелета поясів кінцівок і скелета вільних кінцівок. Хребетний стовп складається із 33—34 хребців і має такі відділи: шийний (7 хребців), грудний (12), поперековий (5), крижовий (5), куприковий (4—5).
Усі хребці, за винятком першого та другого шийних, мають загальний план будови. Вони складаються з тіла та дуги. Тіло кожного хребця має два міжхребцеві отвори, через які виходять спинномозкові нерви. Дуга утворює хребтовий отвір і відростки: остистий (1 відросток), поперечні (2), верхні (2) та нижні (2) суглобові. До відростків хребців прикріплюються м’язи спини.
Перший шийний хребець — атлант — не має тіла. У ньому розрізняють передні та задні дуги, якими він зчленовується із черепом. Другий шийний хребець — епістрофей — має довгий зубоподібний відросток, який утворює суглоб з атлантом. Навколо зубоподібного відростка обертається череп. Завдяки цим хребцям людина може рухати головою догори — донизу і праворуч — ліворуч. До тіла хребців грудного відділу прикріплюються ребра. Хребці поперекового відділу мають дуже масивні тіла, оскільки за вертикального положення тіла на них припадає максимальне навантаження. Хребці крижового відділу зростаються в крижі до 22—25 років. Куприк складається з 4—5 зрослих рудиментів хребців і часто зрощений з крижами . Хребет має шийний, грудний, поперековий, крижовий вигини, які слугують для перерозподілу навантажень. грудна клітка утворена грудиною, грудним відділом хребта і дванадцятьма парами ребер.Ребро має кісткову частину, якою з’єднується з хребцем, і хрящову частину. Перші сім пар ребер зчленовуються хрящовою частиною з грудиною; восьма, дев’ята та десята пари ребер зчленовуються з хрящами вище розташованих ребер; хрящові частини одинадцятої й дванадцятої пар ребер закінчуються в товщі м’язів живота. І з грудиною, і з хребцями ребра утворюють суглоби, завдяки чому можлива зміна розмірів грудної клітки.
Функції м’язів. Основна функція скелетних м’язів — рухова: під час скорочення кінці м’язів, прикріплені до кісток, зближуються, а кістки, сполучені суглобами, діють як важелі. М’язи беруть участь також у терморегуляції, оскільки під час їхньої роботи частина енергії виділяється у вигляді тепла. У разі переохолодження в людини розвивається мимовільне тремтіння, зумовлене скороченням м’язів. Тепло, яке виділяється в цьому випадку, поглинається іншими тканинами організму.
Будова скелетних м’язів. Структурною одиницею скелетних м’язів є м’язове волокно. Волокна об’єднуються в пучки. Сукупність пучків утворює черевце м’яза. З обох кінців черевце переходить у сухожилки, які прикріплюються до кісток, зростаючись з окістям. Сухожилок складається з паралельно розташованих колагенових волокон, він не дуже розтягається і витримує величезні навантаження (до 600 кг). Ззовні м’язи вкриті сполучнотканинним чохлом — фасцією. Фасції відмежовують м’язи один від одного, зменшують їхнє тертя і перешкоджають перерозтягненню.
Класифікація скелетних м’язів. За розташуванням виділяють поверхневі та глибокі м’язи (наприклад поверхневі м’язи спини, глибокі м’язи шиї). За функцією — згиначі (біцепс), розгиначі (трицепс), сфінктери (сфінктер заднього проходу), відвідні (м’яз, що відводить мізинець), привідні (великий привідний м’яз стегна).
Скелети людини і ссавців складаються з одних і тих самих відділів (скелет голови, скелет тулуба, пояси кінцівок і скелети вільних кінцівок), утворених подібно розташованими кістками. Риси схожості скелетів доводять тваринне походження людини.
Однак скелет людини має ряд особливостей, які істотно відрізняють його від скелетів ссавців. Особливості скелета людини пов’язані з прямоходінням і трудовою діяльністю.
У скелеті голови людини мозковий відділ черепа переважає над лицьовим. Це пов’язано із сильним розвитком головного мозку людини. У тварин лицьовий відділ черепа розвинутии значно краще, ніж мозковий; головний мозок у них має відносно менший об’єм, ніж у людини, а досить розвинені щелепи є органами добування їжі, нападу та захисту.
Скелет людини. Вертикальне положення тіла, що спирається тільки на нижні кінцівки, звільнило руки від функції ходіння. Хребет дорослих людей утворює чотири вигини. Вони сприяють збереженню людиною рівноваги. Під час ходи, різних рухів вигини хребта пружинять і пом’якшують поштовхи. У ссавців, які спираються на чотири кінцівки, хребет таких вигинів не має.Грудна клітка людини у зв’язку з прямоходінням розширена в боки. У ссавців вона, навпаки сплюснута з обох боків.
Одна з найхарактерніших рис людського скелета — це будова руки, яка стала органом праці. Кістки пальців сполучені з п’ястком рухомо. Великий палець найрухоміший і добре розвинений, міститься напроти всіх інших, що має важливе значення для різних видів роботи.
У зв’язку з вертикальним положенням тіла пояс нижніх кінцівок у людини дуже широкий і має вигляд чаші. Він є опорою для внутрішніх органів черевної порожнини. У ссавців таз набагато вужчий, ніж у людини.
Масивні кістки нижніх кінцівок людини товщі й міцніші від кісток рук, бо ноги тримають на собі весь тягар тіла. Склепінчаста стопа людини під час ходіння, бігу, стрибків пружинить і пом’якшує поштовхи.
Висновок: скелет людини і скелет тварин мають загальний план будови, а усі відмінності зв’язані з прямоходінням, високо- розвиненою нервовою системою і трудовою діяльністю, характерними для людини
61. Нервова система тварин. Еволюція НС. Центр. та автономний відділи НС. Будова, функції.
Нервова система є однією з провідних інтегруючих систем організму, які здійснюють взаємодію і об’єднання всіх систем всередині цілісного організму, підтримують гомеостаз. НС поділяється на центральну (спинний і головний мозок) і периферичну (спинномозкові і черепні нерви разом з їх корінцями, гілками, гангліями і закінченнями). За функціональною ознакою всю НС поділяють на соматичну (іннервує опорно-руховий апарат і шкіру) і вегетативну (іннервує внутрішні органи і судини, тобто гладку м’язову тканину). У примітивних тварин ЦНС- суцільні стовбури, що складаються з маси волокон і клітин. У тварин з променевою симетрією НС побудована відповідним чином (голкошкірі). У тварин з двосторонньою симетрією спостерігається диференціація між переднім кінцем тіла, де розвиваються найважливіші органи чуття, і заднім. Так влаштована досить примітивна НС плоских червів. НС круглих червів представлена вже сформованим навкологлотковим нервовим кільцем і поздовжніми стволами. У членистих тварин (кільчасті черви і членистоногі) концентрація нервових клітин поздовжніх стовбурів відбувається відповідно в кожному сегменті і, ймовірно, обумовлена розташуванням парних кінцівок. При злитті сегментів в області голови і грудей у членистоногих нервові вузли також зливаються між собою. У молюсків у примітивних формується навкологлоткове нервове кільце, від якого відходять назад дві пари нервових стовбурів. У хордових вся ЦНС представлена нервовою трубкою, що лежить зі спинної сторони над хордою. Передній кінець трубки звичайно розширений і утворює головний мозок, тоді як задня циліндрична частина трубки- спинного мозок.У центрі спинного мозку розміщено сіра речовина (тіла нейронів), а по периферії – біла речовина (нервові волокна). Головний мозок складається з довгастого, заднього, середнього, проміжного і переднього мозку. В еволюції особливого значення набуває розвиток переднього мозку – невеликого у риб, більш великого у амфібій і рептилій, величезного у птахів. У ссавців передній мозок характеризується значним розвитком півкуль переднього мозку.. Максимального розвитку кора досягає у приматів і, особливо, у людини. Функції: - регулювання фізіологічних процесів організму залежно від постійно мінливих умов зовнішнього середовища. НС здійснює пристосування (адаптацію) організму до зовнішнього середовища, регулювання всіх внутрішніх процесів та їх сталості (гомеостаз) - сталість температури тіла, біохімічних реакцій, артеріального тиску крові, процесів живлення тканин і забезпечення їх киснем.