1 Анатомия и физиология человека Сестринское дело Лекция 1. Анатомия и физиология как науки. Основы цитологии. Строение и жизненный цикл клетки. 1.Предмет, его задачи и значение в системе медицинского образования. 2.Краткий исторический очерк. СРС 1. Основные этапы развития анатомии в античные времена, в эпоху Возрождения, в XVIIXIX вв.История физиологии 3.Объект и методы исследования. 4.Многоуровневость организма человека. Функциональное единство структур. 5.Органный и системный уровни строения организма. Основные плоскости, оси тела человека и условные линии, определяющие положение органов и их частей в теле. СРС 2. Анатомические плоскости (сагиттальная, фронтальная, горизонтальная) и оси (фронтальная, вертикальная, сагиттальная), их характеристика, использование для описания костей и их частей 6.Строение и функции клетки. 1.Предмет, его задачи и значение в системе медицинского образования. Анатомия — это наука о формах и строении органов, систем органов и человеческого организма в целом, рассматриваемых с позиций развития, функциональных возможностей и постоянного взаимодействия с внешней средой. Название науки — анатомия человека — происходит от греч. anatemno, что означает рассекаю, расчленяю. Если вдуматься в смысл слова, то станет понятно, что в основу названия дисциплины положен этот метод исследования. Необходимо отметить, что человеческий организм в целом представляет собой очень сложную живую биологическую систему. В связи с этим его изучение должно идти от простого к сложному — от органов и систем органов к целостному организму. Только обобщив весь изученный материал по анатомии и физиологии систем органов можно создать представление о человеческом организме как единой структуре. Изучение анатомии человека с позиций развития означает понимание вопросов филогенеза (эволюции животного мира) и онтогенеза (индивидуального развития). Такой подход обеспечивает понимание индивидуальной изменчивости и аномалий развития. Индивидуальная изменчивость предусматривает отклонения от наиболее часто встречающихся среднестатистических показателей нормы. В связи с вышесказанным возникает вопрос, что же такое норма? Норма— это тот оптимальный интервал в строении организма, в пределах которого он остается здоровым и в полном объеме выполняет свои функции. Следовательно, среднестатистические показатели каких-то параметров являются лишь серединой диапазона нормы. Например, среднестатистический показатель роста у мужчин 172 см. Отклонение в пределах диапазона нормы носит название «вариант нормы». Например, диапазон нормы роста у мужчин находится в интервале от 150 до 195 см. Порок развития (мальформация) —это стойкие морфологические или функциональные изменения органа или организма, возникающие в результате нарушения развития зародыша, плода или дальнейшего формирования органов после рождения ребенка. Порок развития, который приводит к обезображиванию части тела и обнаруживается при внешнем осмотре, называют уродством. Аномалия развития (малый порок) — это стойкое отклонение в строении органа или системы органов, не сопровождающееся функциональными нарушениями в обычных условиях, но нередко являющееся причиной косметических дефектов или заболеваний, особенно при воздействии на организм экстремальных факторов. Строение органов и систем органов человеческого организма определяется прежде всего генетическими факторами, передаваемыми по наследству от родителей. 2 Существенно изменяется структура при функциональных нагрузках. Кроме того, нормальное строение организма определяется отсутствием воздействий вредных факторов окружающей внешней среды (механических — давления, вибрации, шума; физических — температуры, ионизирующего излучения; химических — различных химических соединений, алкоголя, наркотических веществ и т.д.). Физиология— это наука о функциях живых биологических систем (отдельных клеток, органов, систем органов и организма в целом), о процессах, протекающих в них, и механизмах их регуляции. Прежде всего необходимо отметить, что невозможно представить в живом организме ни одной структуры, которая не выполняла бы какую-либо функцию. Интеграция (взаимодействие) специфически функционирующих структур создает новое качество — функциональный процесс. Примером может служить деятельность пищеварительной системы, в составе которой каждый орган, благодаря особенностям строения, выполняет строго определенную функцию, а совместная (интегративная) деятельность всех органов обеспечивает единый процесс пищеварения. Физиология в содружестве с анатомией составляют основу современных медикобиологических дисциплин. Это фундаментальные науки в системе медицинского образования. Они составляют теоретическую основу медицинских знаний. Основные задачи анатомии и физиологии — формирование комплексного представления о строении человеческого организма, функциях его органов и систем в целях воздействия на них для сохранения и укрепления здоровья человека, а также устранения возникающих при заболеваниях отклонений от нормальных процессов жизнедеятельности. 2.Краткий исторический очерк. СРС 1. Основные этапы развития анатомии в античные времена, в эпоху Возрождения, в XVII-XIX вв.История физиологии 3.Объект и методы исследования. Объектом изучения в анатомии является живой человек. Однако, чтобы познать сложное строение отдельных его органов и систем, необходимо производить вскрытия и препарировать. Естественно, такие исследования на живом человеке проводить нельзя, поэтому анатомы вынуждены проводить обучение на трупах и анатомических препаратах. Поэтому в данном случае совершенно справедливым является латинское выражение: «mortui vivos dociunt», т.е. «мертвые учат живых». Необходимо помнить, что все знания, полученные на неживых объектах, нужно интерпретировать по отношению к живому человеку и в первую очередь перенести их на себя. Например, прощупать все костные образования, мышцы, определить места прохождения сосудов и нервов, найти проекцию внутренних органов. Для закрепления знаний, полученных визуальным способом, необходимо подкрепить их современными методами морфологических исследований, используемыми в клинической практике. К ним относятся рентгенография, эхолокация, компьютерная и магнитно- резонансная томография, световая, контактная и электронная микроскопия. Указанные методики исследования позволяют оценить строение органов живого человека. В связи с этим можно перефразировать приведенное латинское выражение: «vivos dociunt vivos» —«живые учат живых». Сейчас изучать анатомию только на описательном макромикроскопическом уровне нельзя. Строение тела человека нужно познавать в комплексе на всех уровнях: макро-, макро- микро- и микроскопическом. Для изучения сложного человеческого организма в анатомии используются следующие методики: прижизненные, посмертные, микроскопические и экспериментальные. К прижизненным относятся следующие методики: 3 1) антропометрия — измерение различных частей тела человека, ростовесовых и других показателей для оценки развития человека и сравнения со среднестатистическими показателями; 2) рентгеноанатомия (рентгенография, томография, электрорентгенография); 3)эхолокация (ультразвуковые методы исследования); 4)компьютерная томография; 5)магнитно-резонансная томография; 6)эндоскопия — осмотр полостей внутренних органов при помощи специального оптического прибора — эндоскопа; 7)соматоскопия — осмотр и пальпация анатомических образований на живом человеке. Посмертные исследования включают следующие методы:1)вскрытие трупов по региональному принципу и препарирование;2)бальзамирование отдельных органов и целых трупов;3)распилы частей тела (по Пирогову) или разрезы органов;4)инъекция сосудистого русла органов красящими массами (применяется для изучения источников кровоснабжения, придания органу естественной окраски); 5)инъекция полых органов застывающими массами с последующим расплавлением тканей органа кислотой или щелочью (метод изготовления коррозионных препаратов — с его помощью изучают форму полостей, рельеф интраорганного сосудистого русла); 6)изготовление сухих препаратов по методике Грубера и Шораи т.д.; 7)просветление тканей органов; 8)полимерное бальзамирование органов и целых трупов — в качестве бальзамирующего агента используются полимеры медицинского назначения. К микроскопическим методам исследования человеческого тела относятся следующие: 1)гистотопография — приготовление срезов внутренних органов или частей тела, окрашивание и заключение их в полимеры или застывающие массы; 2)световая и электронная микроскопия; 3)контактная микроскопия. Экспериментальные методы предполагают эксперименты на животных — осмотр и изучение функций внутренних органов, моделирование различных состояний и заболеваний для изучения происходящих изменений. Объект и методы исследования в физиологии. Как и в анатомии, объектом изучения в физиологии является живой человек. Если анатомы больше внимания уделяют строению тела человека и его структур, то физиологи изучают происходящие в них функциональные процессы. Эти науки неразрывно связаны друг с другом. В физиологии применяется ряд специальных методов исследования. Каждая структура выполняет определенную функцию (или функции). Следовательно, если данную структуру разрушить, исчезнет и присущая ей функция. Этот экспериментальный метод(метод удаления, экстирпации) зародился значительно раньше остальных. Электрофизиологические методы позволяют регистрировать электрические процессы, происходящие в различных органах и тканях. С помощью электрических приборов можно воспроизвести нервные импульсы (метод раздражения), которые будут приводить к сокращению мышц. Фистульный метод, который широко использовал И. П. Павлов, позволил получить секрет слюнных желез, чистый желудочный сок. Химические(биохимические) методы также часто используются физиологами. Определение химической структуры и количества веществ биологического происхождения проводят совместно с биохимиками. Изучению влияния того или иного вещества (например, медиаторов ацетилхолина и норадреналина, гормонов) на функции органов и систем посвящено огромное количество научных работ. Интерес представляет и 4 то, как изменяется концентрация какого- либо вещества в клетках, тканях и органах в результате различных внешних воздействий. Исследование функций мельчайших структур организма (клеток, субклеточных структур) требует применения метода микроскопии, в том числе и электронной — микроскопические методы.. В последнее время большое внимание уделяется изучению иммунитета. Иммунологические методы исследования требуют профессиональных знаний и умений в области цитологии, биохимии и микробиологии. Раздел физиологии и психологии — психофизиологию — невозможно себе представить без различных тестов (тестовый метод), исследующих внимание, память, эмоциональное состояние человека и т.д. Таким образом, физиология обладает огромным арсеналом методов исследования. Многие из них со временем находят не только экспериментальное, но и клиническое применение. Физиология тесно связана с большинством медицинских и биологических дисциплин, психологией, химией, биофизикой. В содружестве с анатомией она составляет основу современных медико-биологических наук, фундаментальных по своему значению как в системе общего, так и медицинского образования. Следует обратить внимание, что с появлением новых методик исследования анатомия и физиология поднимались на вышестоящую ступень развития. Однако основным движущим фактором в развитии этих дисциплин всегда служили потребности медицины — запросы клинической практики. 4.Многоуровневость организма человека. Функциональное единство структур. Человек занимает в ряду позвоночных высшее место, относится к типу хордовых, chordata; подтипу позвоночных, vertebrata; классу млекопитающих, mammalia, для которых характерно живорождение и питание новорожденных молоком матери. В классе млекопитающих человек относится к подклассу рождающих, theria, имеющих плаценту и молочные железы; отряду приматов, primates; подотряду обезьян и человекообразных обезьян, anthropoidea; надсемейству человекоподобных, hominoidea; семейству человека, hominide, и виду человек разумный, homo sapiens. В строении тела человека условно можно выделить следующие уровни организации: 1)организменный (организм человека как единое целое); 2)системоорганный (системы органов); 3)органный (органы); 4)тканевой (ткани); 5)клеточный (клетки); 6)субклеточный (клеточные органеллы и корпускулярно-фибриллярно-мембранные структуры). Следует отметить, что в представленной структурной организации тела человека прослеживается четкая соподчиненность. Организменный, системоорганный и органный уровни строения тела человека являются анатомическими объектами исследования, тканевой, клеточный и субклеточный — объектами гистологических, цитологических и ультраструктурных исследований. Изучение структурной организации тела человека целесообразно начинать с простейшего морфологического уровня — клеточного, основным элементом которого является клетка. Тело взрослого человека состоит из огромного количества клеток (примерно 1012—1014). 5 5.Органный и системный уровни строения организма. Основные плоскости, оси тела человека и условные линии, определяющие положение органов и их частей в теле. СРС 2. Анатомические плоскости (сагиттальная, фронтальная, горизонтальная) и оси (фронтальная, вертикальная, сагиттальная), их характеристика, использование для описания костей и их частей 6.Строение и функции клетки. Клетка — это элементарная структурная, функциональная и генетическая единица всех живых организмов. Рис. 1. Схема микроскопического строения животной клетки: 1 — ядро; 2 — плазмолемма; 3 — микроворсинки; 4 — эндоцитозные вакуоли; 5 — гранулярная эндоплазматическая сеть; 6 — митохондрия; 7 — лизосомы; 8 —рибосомы; 9 — микрофиламенты; 10— агранулярная эндоплазматическая сеть; 11 — комплекс Гольджи; 12 — центриоль и микротрубочки; 13 — выделение гранул секрета Она была открыта в 1665 г. Р. Гуком. Форма и размеры клеток варьируют, однако существуют общие принципы их строения (рис. 3.1). Любая клетка имеет клеточную мембрану — плазмолемму (цитолемму), которая отделяет ее от внеклеточной среды или окружающих клеток. Молекулярную основу плазмолеммы составляют два слоя фосфолипидов со встроенными в них белками, которые выполняют роль белковых каналов или пор. Важнейшие функции плазмолеммы — пограничная, биотрансформирующая, транспортная и рецепторная. Пограничная функция заключается в отграничении цитоплазмы от окружающей среды и взаимодействии с ней. Биотрансформирующая функция — это обеспечение биохимических превращений поступающих в клетку веществ, в том числе и лекарственных. Транспортная функция — это перенос через мембрану веществ, необходимых для поддержания постоянства внутренней среды. Транспорт может быть пассивным (фильтрация, диффузия, осмос) и активным (белковые насосы). Рецепторная функция — это способность клетки к избирательному взаимодействию с определенными химически активными веществами (гормонами, медиаторами и др.). Кроме оболочки (плазмолеммы) каждая клетка состоит из двух основных компонентов — ядра и цитоплазмы. Ядро окружено ядерной оболочкой — кариолеммой (нуклеолеммой). Она отделяет ядро от цитоплазмы, выполняя формообразующую и транспортную функции. Ядро заполнено ядерным соком — кариоплазмой, в состав которой входят белки, необходимые для синтеза нуклеиновых кислот. В ядре осуществляется хранение, передача и реализация генетической информации, регуляция жизнедеятельности клетки. 6 Основной единицей хранения генетической информации служит хроматин, состоящий из комплекса ДНК и соответствующий хромосомам, которые не различимы как индивидуальные структуры в интерфазном ядре. Цитоплазма участвует в процессах метаболизма и поддержания постоянства внутренней среды клетки. Она содержит постоянно присутствующие структуры, специализированные на выполнении определенных функций, которые называют органеллами (органоидами) и временными компонентами — включениями, образованными в результате накопления продуктов метаболизма. Выделяют органел- лы общего назначения и специализированные. В свою очередь орга- неллы общего назначения по наличию мембраны классифицируют на мембранные и немембранные. К мембранным органеллам относят: эндоплазматическую сеть, комплекс Гольджи, лизосомы и пероксисомы, вакуоли, митохондрии; немембранными являются рибосомы, клеточный центр, микротрубочки и микрофиламенты, реснички (табл. 3.1). Эндоплазматическая сеть (ЭПС) обеспечивает синтез липидов, углеводов и белков, 2+ служит главным депо ионов Са , обеспечивает транспорт веществ внутри клетки. Выделяют две разновидности ЭПС: гранулярную (шероховатую) и агранулярную (гладкую). На наружной поверхности мембраны агранулярной сети отсутствуют рибосомы, поэтому она имеет гладкую форму. Пластинчатый комплекс (комплекс Гольджи) синтезирует полисахариды и гликопротеины, обеспечивает химическую доработку секрета и его транспорт за пределы клетки, а также обеспечивает усложнение структуры белка, синтезированного ЭПС. Лизосомы и пероксисомы осуществляют переваривание поглощенных клетками веществ, а также расщепление биогенных макромолекул. Они содержат ферменты, обеспечивающие метаболизм различных веществ, в том числе чужеродных (включая лекарственные), и обезвреживание токсичных продуктов обмена. Вакуоли обеспечивают хранение различных веществ, в том числе продуктов обмена. Митохондрии участвуют в генерации и аккумуляции энергии. Рибосомы синтезируют белки. Клеточный центр принимает участие в. делении клеток. Микротрубочки обеспечивают поддерживающую функцию; микрофиламенты выполняют сократительную функцию, принимают участие в образовании межклеточных контактов. Кроме органелл общего значения существуют специализированные. Например, акросома сперматозоида играет важную роль в механизме оплодотворения; микроворсинки клеток эпителия тонкой кишки способствуют процессам всасывания; микротрубочки рецепторных клеток вкусовых луковиц языка участвуют в кодировании 7 информации о свойствах пищевых веществ; мерцательные реснички клеток эпителия трахеи и бронхиального дерева обеспечивают дренажную функцию дыхательных путей. Кроме того, в клетке имеются необязательные элементы — включения, которые подразделяют на трофические — питательные: капли жира, гликоген; секреторные: гормоны, биологически активные вещества; экскреторные — подлежащие удалению: мочевина; пигментные — эндогенные (внутренние) — меланин, и экзогенные — поступившие снаружи: пыль, красители (например, в татуировках). Одно из важных свойств клетки — размножение. Соматические клетки делятся путем митоза, половые — мейоза. В результате митоза клетка получает полный (диплоидный) набор хромосом — 23 пары. В результате мейоза в половых клетках остается половинный (гаплоидный) набор хромосом. Время существования клетки от одного деления до другого или от деления до гибели называют клеточным циклом. Он состоит из нескольких периодов: 1-й — фаза деления (М); 2-й — пресинтетический период (G1) — период накопления различных веществ; 3-й — синтетический период (S) — происходит образование питательных веществ, удвоение генетического материала; 4-й — постсинтетический (G2) — клетка готовится к делению. Химический состав клетки. В состав клетки входит около 70 химических элементов периодической системы Д. И. Менделеева. В животной клетке около 98 % массы составляют четыре элемента: водород, кислород, углерод и азот, которые относят к макроэлементам. Ниже приведен химический состав животной клетки, % общей массы клетки: вода......................................................................................... 70 неорганические ионы............................................................ 1 белки....................................................................................... 18 РНК и ДНК............................................................................ 1,5 липиды.................................................................................. 5 полисахариды........................................................................ 2 низкомолекулярные продукты обмена веществ................ 2,5 Кроме макроэлементов в клетке присутствуют элементы в десятых и сотых долях процента: натрий, калий, кальций, хлор, фосфор, сера, железо и магний — макромикроэлементы. Каждый из них выполняет важную функцию в клетке. Например, ионы натрия, калия и хлора обеспечивают проницаемость клеточных мембран для различных веществ и проведение импульса по нервному волокну. Кальций и фосфор участвуют в формировании костной ткани, кроме того, кальций принимает участие в свертывании крови. Железо входит в состав гемоглобина эритроцитов, магний содержится в ряде ферментов. Остальные элементы (цинк, медь, йод, фтор и др.) содержатся в очень малых количествах — в общей сложности до 0,02 % — микроэлементы. В специализированных клетках они участвуют в образовании биологически активных веществ: цинк входит в состав гормона поджелудочной железы — инсулина; йод — компонент гормонов щитовидной железы. Большинство металлов-микроэлементов входят в состав различных ферментов. Все химические элементы находятся в организме в виде ионов или входят в состав различных неорганических и органических соединений.
