Сравнение нервной и гуморальной регуляции работы организма и особенностей строения нервной системы и эндокринной.

1. Н.с. в эмбриогенезе развивается из эктодермы. Основная ткань – нервная. Эндокринные железы имеют разные источники эмбрионального развития (энтодерма, мезодерма, эктодерма). Чаще – это видоизмененный эпителий, а так же железы могут быть нейрогенного происхождения. Эндокриноциты могут быть видоизмененные мышечные клетки (гладкие миоциты, кардиомиоциты), соединительнотканные клетки.

2. Органы н.с. анатомически связаны друг с другом. Эндокринные железы анатомически не связаны друг с другом, лежат разбросанно.

3. В н.с. выделяют центральную и периферическую систему (центральная – г.м. и сп.м. - регулирует работу периферической). В эндокринной системе тоже есть центральные органы и периферические. Центральные (эпифиз, гипоталамус, гипофиз) регулируют работу периферических желез.

4. Эндокринные железы –это мелкие органы.

5. Гуморальная регуляция осуществляется через жидкость (кровь, лимфу, межклеточную жидкость), куда и выделяются гормоны и др. биологически активные вещества. Нервная регуляция осуществляется г.м., сп.м., вегетативными ганглиями, нервами.

6. Биологически активные вещества образуются в одном месте (в эндокриноцитах), выделяются в кровь, а действуют чаще в другом месте. В н.с. нерв подходит к определенному органу.

7. В н.с. ответная реакция очень быстрая, но кратковременная. Гуморальная ответная реакция более медленная, но более продолжительная.

8. Принцип работы н.с. – рефлекторный. Гуморальная ответная реакция идет по принципу отрицательной обратной связи.

9. Н.с. и эндокринная связаны функционально. Н.с. регулирует работу эндокринной с помощью вегетативной н.с. На железах заканчиваются нервы симпатической и парасимпатической н.с. Гипоталамус является высшим центром вегетативной н.с. и центральной железой эндокринной системы.

Н.с. и гуморальная регуляция действуют согласованно, составляя единую нейро-гуморальную регуляцию.

КОЖА.

Пограничное положение. Масса кожи – около 16% от массы тела. Площадь поверхности – 1,2-2,3 м2.

Функции –

- разграничительная (внешняя и внутренняя среда)

- защитная (от механических, химических повреждений, УФ, микроорганизмов, потери и попадания извне воды)

- барьерная

- обмен веществ (водно-солевой через потовые железы)

- дыхательная (поступление О2 до 1%)

- чувствительная (в коже много чувствительных нервных окончаний, которые воспринимают боль, холод, тепло, прикосновение)

- терморегуляция, участие в поддержании постоянной температуры тела (за счет теплообмена, испарения воды)

- депонирование крови (в сосудах кожи может находится до 1 л крови)

- синтетическая (синтез и накопление витамина Д)

- выделительная (незначительная, с потом выделяется мочевина)

Источники эмбрионального развития –

- эктодерма (образуется эпидермис)

- мезодерма (образуется дерма и гиподерма)

Строение -

3-х слойная (эпидермис, дерма, гиподерма).

Эпидермис – это эпителий многослойный плоский ороговевающий эктодермального происхождения. В базальном слое есть стволовые клетки. В наружных слоях эпидермиса находятся мертвые клетки (роговые чешуи), которые постоянно слущиваются, а со стороны базального слоя все время нарастают новые клетки, дифференцируются и через несколько стадий становятся чешуйками. Именно роговые чешуйки защищают от проникновения твердых частиц, микроорганизмов, воды, газов.

В базальном слое эпидермиса есть еще и другие клетки:

Пигментные клетки (меланоциты). Они имеют нейральное происхождение (в эмбриогенезе они мигрируют из нервного гребня в формирующуюся кожу). Клетки отростчатые. Пигмент – меланин черно-коричневого (эумеланин) или желто-красного цвета (феомеланин). Меланин синтезируется в пигментных клетках, транспортируется в их отростки, которые внедряются в эпидермис. Пигмент передается в эпителиоциты, пигмент защищает ядра (ДНК от мутаций) от воздействия УФ. Синтез пигмента регулируется гормонами гипофиза (АКТГ и меланоцитостимулирующий гормон). При нарушении синтеза пигмента возникает врожденное заболевание – альбинизм.

Клетки Меркеля – нейрального происхождения, это чувствительные клетки, к ним подходят чувствительные нервные волокна. В клетках Меркеля синтезируются медиаторы и выделяются в синаптическую щель.

Внутриэпидермальные макрофаги – клетки Лангерганса. Образуются из моноцитов.

Захватывают антигены, попавшие в эпидермис, затем транспортируются в лимфоузлы, отвечают за развитие иммунной реакции.

Дерма (собственно кожа) – двуслойная (сосочковый и сетчатый слои). Толщина 0,5-5 мм.

Сосочковый – это рыхлая соединительная ткань. В этом слое много кровеносных и лимфатических сосудов, нервных волокон и нервных окончаний. Он обеспечивает питание эпидермиса (в эпидермисе нет кров.сосудов).

Этот слой образует конические выпячивания (сосочки), вдающиеся и приподнимающие эпидермис.

Сетчатый – это плотная неоформленная волокнистая соединительная ткань. Толстый и прочный слой. Пучки коллагеновых и эластических волокон лежат в разных направлениях, что придает прочность и эластичность этому слою. Кожа эластична, что необходимо для движения. В местах сгибов имеются кожные складки.

Гиподерма (подкожная клетчатка) – это жировая ткань. Она играет роль теплоизоляции, депо питательных веществ (липидов), синтез витаминов и гормонов, обеспечивает подвижность кожи, защищает от ударов (амортизация). Жировая ткань имеет дольчатое строение. Толщина гиподермы зависит от питания, от действия половых гормонов.

Производные кожи – железы (потовые, сальные, молочные); волосы; ногти; мозоли. Все производные кожи эктодермального происхождения.

Железы – экзокринные. Строение – выводной проток и концевой (секреторный) отдел.

Потовые – локализация – по всей поверхности тела, особенно много в области стоп и ладоней, а так же в подмышечных впадинах и паховой области. Количество 2-3 млн

Функции – участие в терморегуляции, обмене веществ (водно-солевой), выделительная (мочевина), поддержание кислой среды на поверхности кожи (защита от микроорганизмов).

Секрет – пот (вода, соли, мочевина, НС1, в железах подмышечных впадин и паховых еще выделяются белки, которые подвергаются расщеплению ферментами микроорганизмов и приводят к возникновению индивидуального запаха), за сутки до 600 мл выделяется пота.

рН = 5,5 (кислая)

Строение – неразветвленный проток, концевой отдел длинный, трубчатый, свернут в спираль.

Сальные – локализация – везде, кроме стоп и ладоней. Протоки открываются в

Функции – защита (от проникновения микробов, воды и водорастворимых веществ), придание эластичности кожи и волос, несмачиваемость волос.

Секрет – кожное сало (липиды).

Строение – проток неразветвленный, концевые отделы альвеолярные (щарообразные), несколько открываются в один проток.

Молочные – локализация – в грудной области, парные. В эволюции произошли из потовых.

Функции – вскармливание ребенка после рождения (детеныша)

Секрет – молоко (состав – вода, соли, глюкоза, витамины, антитела и другие белки, липиды в виде капелек)

Функционируют железы только при рождении ребенка.

Строение проток и концевые отделы альвеолярные. На каждом соске открывается до 15-25 протоков молочных желез.

Волосы – виды волос: длинные (на голове, подмышечных впадинах, лобке, лицо у мужчин), щетинистые (брови, ресницы), пушковые (по всей поверхности тела, кроме перечисленных частей тела, и стоп, и ладоней)

Функции

Строение

Ногти – локализация

Функции – защита рецепторов кончиков пальцев от механических воздействий

Строение - твердые изогнутые пластинки

Регуляция работы кожи – нейро-гуморальная. Работу желез и диаметр сосудов регулирует вегетативная нервная система.

Кожа действует как теплообменник. Когда температура окружающей среды повышается, увеличивается приток крови и кожа краснеет, увеличивается отдача тепла в окружающую среду. Когда температура понижается, то сосуды сужаются, и кожа бледнеет, уменьшается приток крови к коже и уменьшается отдача тепла в воздух. Температуру окружающей среду воспринимают терморецепторы кожи, передают информацию в ЦНС, а оттуда к сосудам кожи.

При интенсивной работе и при высокой температуре окружающей среды только изменением диаметра сосудов нельзя добиться хорошей теплоотдачи. Тогда более активно работают потовые железы, усиливается потоотделение. Вода испаряется с поверхности тела, при переходе жидкости в газообразное состояние затрачивается энергия (теплота парообразования). Испаряющийся пот быстро отнимает у организма избыток теплоты. При интенсивном потоотделении организм может выделять до 12 кг пота.

Тепловой удар – при большой концентрации водяных паров в воздухе испарение пота затруднено. Организм перегревается. Начинается головная боль, головокружение, мелькание в глазах, шум в ушах, частое дыхание и сердцебиение, слабый и частый пульс, бледная кожа. При тяжелых состояниях возможны судороги и потеря сознания. Больного необходимо уложить, намочить и расстегнуть одежду, холодный компресс на голову, дать холодной воды.

Солнечный удар – возникает при действии солнца на непокрытую голову. Симптоматика и лечение такие же как и при тепловом ударе.

Ожоги кожи – возникают под действием солнца, горячих предметов, химических факторов. Кожа повреждается. При ожогах первой степени кожа краснеет, припухает. При ожогах второй степени появляются пузыри. При ожогах третьей степени погибают ткани, возникают токсические вещества, которые отравляют организм. При повреждении 1/3 поверхности кожи человек может умереть. Через поврежденный участок кожи могут проникать микроорганизмы.

Обморожение кожи – на коже появляются белые пятна, кожа теряет чувствительность, нарушается в коже кровообращение. При сильном обморожении на коже появляются пузыри, кожа темнеет (погибает).

Закаливание организма – умеренная температура в жилых помещениях, проветривание, сон с открытой форточкой, физический труд и спортивные игры на свежем воздухе, водные процедуры. Закаливание начинают постепенно с учетом индивидуальных особенностей человека.

Гигиенические требования к одежде – проницаемость для воздуха и влаги, удобная и легкая.

Виды кожи – тонкая и толстая.

Толстая кожа на подошвах и ладонях. Более мощный роговой слой эпидермиса, более толстый сосочковый слой. Сосочки высокие, приподнимают эпителий, образуется определенный рисунок – папиллярные линии. Они индивидуальны у каждого человека (генетически обусловлены). Производные кожи – много потовых желез, нет сальных желез и волос.

Тонкая кожа на всех остальных участках тела. Более тонкий эпидермис и сосочковый слой, сосочки невысокие. Производные кожи – потовые, сальные, молочные железы, волосы, ногти.

Гигиена кожи – умывание, мытье рук, душ, использование моющих средств. Это необходимо, чтобы смывать слущенные клетки эпидермиса, сальный секрет, пот, белки. В них могут размножаться болезнетворные бактерии. Могут возникать нарывы, воспалительные процессы.

Сердечнососудистая система.

Сердечный цикл – это последовательность событий, происходящих во время одного сокращения сердца.

Сердечный цикл: 0,8 секунд.

1. Общая диастола (расслабление): 0,4 секунд. Из вен кровь поступает в предсердия, пока стенка их не сокращается, клапаны закрыты, кровь не вытекает в желудочки. Когда крови становится много, давление увеличивается, становится больше, чем в желудочках, клапаны открываются и кровь идет в желудочки, стенки которых тоже расслаблены.

2. Систола предсердий (сокращение): 0,1 секунды. Далее сокращаются стенки предсердий и дополнительно кровь выгоняется в желудочки. При этом желудочки расслаблены (диастола желудочков 0,1 секунды).

3. Систола желудочков: 0,3 секунды. Идет сокращение стенок желудочков, давление увеличивается, кровь поступает в сосуды.

4. Далее все по новой. Желудочки расслабляются, кровь заполняет предсердия.

При выбросе крови в аорту происходит удар в стенку сосуда. Стенка аорты упругая. Механический удар передается вдоль стенки – это пульсовая волна. Пульсовой толчок соответствует одному сердечному сокращению.

В сосудах кровь течет непрерывно за счет дополнительного давления, которое создается в аорте. При выбросе крови в аорту ее стенки растягиваются под давлением крови, кровь течет вперед по сосуду за счет того же давления. Затем желудочек расслабляется, давление в нем падает, кровь устремляется назад и захлопывает полулунные клапаны. Далее стенка аорты восстанавливает свое положение, давит на кровь в аорте (дополнительное давление -эластическая тяга создается) и кровь течет вперед.

Механизм движения крови по сосудам:

По артериям – за счет разности давления. Давление в аорте максимальное (105 – 120 мм РТ ст.), минимально в капиллярах (10-12 мм рт.ст.). Кровь течет от большего давления к меньшему.

По венам – за счет а).сокращения скелетной мускулатуры, б).присасывающего действия грудной клетки на вдохе, в).более низкого давления в предсердиях по сравнению с венами при диастоле, г).наличия клапанов (клапаны не проталкивают кровь, а не дают крови падать вниз).

Механизм движения крови в сердце:

За счет разности давления в предсердиях и желудочках. При сокращении предсердий (систола предсердий – 0,1 сек) в них повышается давление и становится больше, чем в желудочках. Кровь проталкивается в желудочки, частично кровь в этот момент забрасывается в вены, т. к. там нет клапанов. Клапаны в предсердно-желудочковых отверстиях открыты. Далее сокращаются желудочки (систола желудочков – 0.3 сек). Давление в них повышается и становится больше, чем в предсердиях (предсердия расслаблены – диастола предсердий), аорте и легочном стволе. Кровь течет в аорту и легочный ствол. Так же кровь устремляется и в предсердия, где давление ниже. При этом створчатые клапаны под действием тока крови захлопываются и не пропускают кровь в предсердия. Далее расслабляются желудочки (диастола желудочков), кровь из сосудов (аорта, легочный ствол) устремляется в желудочки, т.к. давление в желудочках становится ниже, чем в сосудах. Обратный ток крови захлопывает полулунные клапаны между желудочками и сосудами. Далее наступает общее расслабление сердца (0,4 сек). Давление в сердце падает и кровь из вен поступает в предсердия и частично в желудочки.

Регуляция работы сердца и сосудов.

Нейро-гуморальная регуляция.

Регуляция работы сердца: - Автономная регуляция – это регуляция, независимая от н.с. и эндокринной системы. В миокарде есть особые клетки, которые составляют проводящую систему сердца. Они не участвуют в сокращении сердца, в них генерируется нервный импульс и проводится по ним к рабочим кардиомиоцитам. Именно эти клетки обеспечивают автоматизм сердечных сокращений, а так же координацию сокращения миокарда предсердий и желудочков. Центры этой проводящей системы сердца – два узла (синусно-предсердный и предсердно-желудочковый). Главный водитель ритма (пейсмейкер) – синуснопредсердный узел. В нем генерируются импульсы с частотой 60 ударов в минуту. Этот узел (скопление нетипичных кардиомиоцитов) лежит в месте впадения полых вен в правое предсердие. Импульсы, возникающие в этом узле передаются на клетки предсердий, вызывая их сокращение, а затем по пучку Гиссе, ножкам пучка Гиссе, волокнам Пуркинье к рабочим (сократительным) кардиомиоцитам желудочков. Возникает сокращение желудочков.

Нервная регуляция – безусловно рефлекторная. Работу сердца регулирует вегетативная нервная система. Она обеспечивает сокращение сердца адекватно нагрузки на организм. К сердцу подходят два вида нервных волокон – симпатические и парасимпатические. Симпатические волокна усиливают работу сердца (учащают сокращения, увеличивают силу сокращений – давление). Центр симпатической регуляции лежит в шейном отделе спинного мозга. Парасимпатическая регуляция осуществляется двигательными волокнами блуждающего нерва. Они ослабляют работу сердца (урежают частоту сокращений, уменьшают силу сокращений - давление). Нервный центр блуждающего нерва находится в продолговатом мозге. Работа сердца связана с работой всех органов организма. Если органы активно работают, то информация об этом передается в ЦНС, оттуда в сп.м., далее по симпатическим нервам к сердцу и оно начинает работать активнее, в соответствием требованиями всего организма.

Гуморальная регуляция (т.е. через жидкие среды) – это регуляция гормонами и другими биологически активными веществами. Гормоны адреналин, норадреналин, тироксин активизируют работу сердца; ионы Са усиливают работу сердца: ионы К урежают работу сердца. Ацетилхолин снижает частоту и силу сокращений сердца.

Регуляция движения крови по сосудам.

Нервная регуляция – безусловно рефлекторная. В стенке кровеносных сосудов имеются чувствительные нервные окончания, которые воспринимают химические изменения в крови, изменение напряжения стенки сосуда, рН крови, давление. Регулирует состояние кровеносных сосудов вегетативная нервная система – симпатическая и парасимпатическая. Сосудодвигательный центр располагается в продолговатом мозге (парасимпатика) и в сп.м. (симпатика). Информация от рецепторов поступает в нервные центры, а потом назад к гладкой мускулатуре сосуда. Парасимпатика вызывает расширение кр. сосудов, снижение кр.давления, а симпатика вызывает повышение давления, сужение кр.сосудов.

Гуморальная регуляция – гормоны адреналин, норадреналин, тироксин, вазопрессин суживают просвет кровеносных сосудов; гистамин, ацетилхолин вызывают расширение сосудов.

Лимфатическая система.

Функции - 1. Дренаж (отток) воды из тканей, 2. Барьерная (в лимфоузлах задерживаются микроорганизмы). 3. Защитная (в лимфоузлах образуются антитела на попавшие в организм антигены). 4. Дифференцировка лимфоцитов, образование плазмоцитов и клеток памяти. 5. Транспорт питательных веществ от кишечника (в основном липидрв). 6. Транспорт продуктов обмена от тканей в кровь.

Строение – лимфатическая система начинается слепыми лимфатическими капиллярами, которые находятся в тканях. Стенка этих капилляров более проницаема для веществ и антигенов (включая микроорганизмы), чем кровеносных капилляров. Она образована однослойным плоским эпителием и не имеет базальной мембраны. Капилляры сливаются, образуя лимфатические сосуды. По ходу лимфатических сосудов располагаются лимфатические узлы. Это небольшие органы, через которые медленно просачивается лимфа, и в которых разыгрываются иммунные реакции. В лимфоузлах много Т- и В-лимфоцитов, макрофагов. Именно эти клетки и реагируют на попавшие в лимфу антигены. При взаимодействии с антигенами макрофаги их фагоцитируют, В-лимфоциты размножаются и далее дифференцируются в плазмоциты и В-клети памяти. Плазмоциты синтезируют антитела к данным антигенам. Антитела с лимфой попадают в кровь и разносятся по всему организму. Лимфа движется только в одном направлении: от ткани (от органа) к сердцу. Лимфатические сосуды сливаются во все более крупные (грудной проток и правый проток) и впадают в верхнюю полую вену и далее в правое предсердие. Скорость движения лимфы медленнее, чем скорость движения крови по венам. Крупные лимфатические сосуды по строению похожи на вены и имеют клапаны. В некоторых органах нет лимфатических капилляров (г.м. и сп. мозг, селезенка, тимус, хрящевая ткань, хрусталик глаза и др.).

Движение лимфы по сосудам осуществляется за счет: 1. Постоянного давления вновь образующейся лимфы в тканях. 2. Сокращения лимфатических сосудов. 3. Сокращения мышц. 4. Присасывающего действия грудной клетки.

Образование лимфы – из крови жидкость и вещества выходят в межклеточную жидкость, сюда же выходят вещества из клеток, далее вода с растворенными веществами путем диффузии поступает в лимфатические капилляры.

Выделительная система.

В эмбриональном периоде развивается из мезодермы.

У ланцетника выделительная система представлена видоизмененными целомодуктами в количестве до 180 пар. У высших хордовых – почки (парные). У водных (рыб и амфибий) туловищные почки, у истинно наземных (рептилии, птицы, млекопитающие) – тазовые почки.

Функции: 1. Выделение вредных веществ из организма, 2. Поддержание гомеостаза. 3. Регуляция кислотно-щелочного равновесия. 4. Эндокринная функция (синтез гормона почки- ренина). 5. Секреторная функция (синтез эритропоэтина, простогландинов и др. веществ).

Строение: Выделительная система состоит из мочеобразующего и мочевыводящего отделов. Мочеобразующий отдел - почки, мочевыводящий отдел – мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал.

Почки – парные паренхиматозные органы бобовидной формы, лежащие в брюшной полости около позвоночника забрюшинно. Почки имеют оболочку соединительнотканную. Паренхима почки подразделяется на корковое и мозговое вещество. Структурно-функциональная единица почки – нефрон. В почке нефронов от 1 до 4 млн. Нефрон состоит из почечного тельца и канальцев. Почечное тельце состоит из почечной капсулы и мальпигиева клубочка (кровеносные капилляры). В почечном тельце происходит фильтрация крови и образование первичной мочи. Канальца нефрона состоят из проксимального извитого канальца (извитой каналец 1-го порядка), петли Генли (нисходящей и восходящей части), дистального извитого канальца (извитой каналец 2-гопорядка). Извитые канальца 2-го порядка впадают в собирательные трубочки, которые далее впадают в сосочковый канал и далее в чашечки малые, большие, лоханку. В корковом веществе почки находятся нефроны, в мозговом веществе находятся собирательные трубочки и частично петли Генли нефронов. Мозговое вещество представлено пирамидами, вершины которых направлены в чашечки.

Образование мочи – диаметр приносящей артериолы больше, чем выносящей. За счет этой разницы диаметров в капиллярах Мальпигиева тельца создается высокое давление (до 70 – 90 мм рт.ст.). В полости почечной капсуле давление более низкое (30 мм рт.ст.). За счет разности давлений в капиллярах и в почечной капсуле через почечный фильтр фильтруется кровь (плазма), в полости почечной капсуле образуется первичная моча. За сутки образуется до 180 л первичной мочи. Первичная моча содержит продукты обмена (вредные – мочевина), а так же много воды, соли, глюкозу, витамины, аминокислоты, олигопептиды и др. полезные вещества. Через фильтр не проходят крупные белки, форменные элементы крови. В канальцах происходит реабсорбция полезных веществ назад в кровь (в капилляры, которые окружают канальца). В итоге образуется вторичная моча (1,5 – 2 л за сутки). В собирательных трубочках происходит подкисление мочи (выделяется НС1). Подкисление мочи позволяет регулировать кислотно-щелочное равновесие в организме, кроме того кислая моча защищает почки от восходящей инфекции.

Далее вторичная моча попадает в мочевыводящий отдел – в чашечки, лоханки, мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал. Стенки мочеточников имеют в своем составе гладкую мускулатуру, способны перестальтировать, моча движется к мочевому пузырю. В мочевом пузыре моча накапливается (500-700 см2), но уже не изменяется. Мочевой пузырь лежит в полости малого таза. Непарный полый орган. Слизистая складчатая, способен растягиваться. На границе с мочеиспускательным каналом находятся сфинктеры – непроизвольный (гладкомышечный – регуляция безусловно рефлекторная) и произвольный (поперечнополосатая скелетная мышечная ткань – регуляция условно рефлекторная).

Регуляция мочеобразования – нейрогуморальная.

Нервная регуляция – безусловно рефлекторная, вегетативной нервной системой. Вегетатика регулирует просвет почечных сосудов, тем самым изменяя количество первичной мочи. Парасимпатическая нервная система расширяет просвет почечных кровеносных сосудов, центр находится в крестцовом отделе сп.м. Симпатическая нервная система сужает кровеносные сосуды, уменьшая диурез (количество мочи, выделяемой за сутки). Нервный центр в поясничном отделе сп.м.

Гуморальная регуляция – адреналин (гормон мозгового вещества надпочечников) сужает просвет кровеносных сосудов и уменьшает тем самым диурез (количество образуемой мочи). Гормон коры надпочечников альдостерон (антидиуретический) и гормон гипоталамуса вазопрессин (антидиуретический) так же уменьшают образование мочи.

Дыхательная система.

Происхождение в эмбриогенезе – из энтодермы (вырост эмбриональной глотки).

Функции – 1. Обеспечение организма кислородом. 2. Очищение крови от СО2 и других вредных газообразных веществ. 3. Участие в теплорегуляции 4. Обмен Н2О. 5.Синтетическая функция легких.

Строение – дыхательная система состоит из воздухоносных путей и респираторного (дыхательного) отдела, расположенного непосредственно в легком. (Отделы – воздухоносные пути и легкое).

Воздухоносные пути - функции 1. Проведение воздуха к респираторному отделу. 2.Обоняние. 3. Голосообразование. 4.Согревание, увлажнение, очищение воздуха. 5.Защитная. Воздухоносные пути подразделяются на верхние и нижние. Верхние – носовая полость, глотка и гортань. Нос является анатомическим образованием, состоящим из наружного носа и носовой полости. Наружный нос – это возвышение посередине лица. В образовании его участвуют носовые кости, лобные отростки верхних челюстей, носовые хрящи и мягкие ткани (кожа, мышцы). Полость носа – это начало воздухоносных путей. Спереди она сообщается с внешней средой с помощью ноздрей, а сзади с носоглоткой с помощью хоан. Полость носа подразделяется костно-хрящевой перегородкой носа на две половины (правую и левую). Полость носа через соустья (отверстия) сообщается с околоносовыми пазухами, которые находятся в толще лобной кости, верхней челюсти (гайморовы пазухи), решетчатой и клиновидной кости. Полость носа и пазух изнутри выстлана слизистой оболочкой. Эта слизистая обильно кровоснабжается. Воздух, проходя через полость носа согревается до температуры тела или охлаждается. Даже в сильные холода вдыхаемый воздух не холодный. Регуляция просвета кровеносных сосудов происходит безусловно рефлекторно. Если холодно, то сосуды расширяются, а если жарко, то сужаются, соответственно воздух согревается или охлождается. В слизистой много желез, выделяющих слизь. Воздух увлажняется при контакте со слизью. В преддверие носа внутренняя стенка образована кожей и поэтому там имеются волосы, которые участвуют в очищении воздуха, задерживая крупные частички. Далее уже слизистая имеет эпителий с ресничками (мерцательный), реснички бьют и движут слизь с прилипшими к ней мелкими частичками, микробами к преддверию носа. Т.о. воздух согревается, увлажняется, очищается. Поэтому дышать нужно через нос, а не через рот. В полости носа имеются горизонтальные перегородки – носовые раковины: нижняя, средняя и верхняя. В области верхней носовой раковины находится орган обоняния (он представлен обонятельным эпителием). Человек воспринимает только летучие молекулы (газообразные вещества). Эти молекулы раздражают обонятельный эпителий (механизм химический), в них возникает нервный импульс, который передается на отростки этих клеток (аксоны), совокупность этих отростков составляют обонятельный нерв, который идет в кору больших полушарий. В околоносовые пазухи воздух попадает на выдохе (согретый, увлажненный, очищенный). Околоносовые пазухи являются резонаторами и облегчают вес лицевого отдела черепа (облегчение связано с прямохождением). Пройдя носовую полость воздух попадает в глотку, где осуществляется перекрест дыхательных и пищевых путей, т.к. от глотки отходят две трубки - пищевод и гортань, причем пищевод дорзальнее (сзади), а гортань и далее трахея вентральнее (впереди). Скелет глотки костный. Гортань – соединяет носоглотку с трахеей. Функции гортани – 1. проведение воздуха и 2. госообразование. Скелет гортани хрящевой, он образован 9 хрящами. Хрящи соединяются суставами, связками. Мышцы для их движения поперечнополосатые скелетные. Самый крупный хрящ гортани – щитовидный хрящ. При глотании пища не может попасть в гортань, так как вход в гортань прикрывает особый хрящ – надгортанник и пища проходит в пищевод. Все хрящи гиалиновые или эластические (надгортанник). Поперек гортани натянуты две голосовые связки, между которыми находится голосовая щель. Связки крепятся к хрящам. Натяжение голосовых связок изменяется благодаря сокращению или расслаблению прикрепленных к ним мышц (это поперечнополосатые скелетные мышцы, поэтому регуляция произвольная из ЦНС). При этом голосовая щель сужается или расширяется. Голос образуется при прохождении воздуха через голосовую щель на выдохе, при этом голосовые связки начинают колебаться. Голос тем выше, чем больше частота колебания связок. Частота колебаний связок зависит от их длины, чем короче, тем частота колебаний больше (тенор – длина связок около 17 мм. Частота колебаний до 580 в секунду. У баса длина складок около 25 мм, а частота колебаний около 325 в секунду). Окончательное формирование голоса происходит при прохождении воздуха через глотку, ротовую полость, полость носа (резонаторы), так же имеют особое значение и пазухи носа. Голосовые связки есть у всех млекопитающих, но для человека характерна членораздельная речь. Звуки речи окончательно формируются при прохождении воздуха через ротовую полость, где меняется положение языка, губ. Большое значение имеет также особое строение нижней челюсти (наличие подбородка), форма челюстной дуги. Заболевание голосовых связок может привести к охриплости или даже потери голоса. Нельзя очень громко кричать, петь – это ведет к перенапряжению связок, вредно воспаление связок, курение. При половом созревании происходит изменение гормонального фона, а гормоны влияют на функциональную активность голосовых связок, поэтому происходит изменение голоса. Трахея – это трубчатый орган, просвет которого всегда открыт. Функции – проведение воздуха, дальнейшая очистка, согревание и увлажнение воздуха. Скелет трахеи хрящевой (гиалиновые хрящи). Это 16 – 20 полуколец, соединенных между собой связками. Сзади трахея прилегает к пищеводу, поэтому ее стенка в этом месте мягкая, чтобы могла проходить пища (комок) через пищевод. Сзади полукольца соединяются в кольцо соединительной и гладкомышечной тканью. Внутри трахея выстлана слизистой, эпителий которой многорядный мерцательный. В нем много желез, выделяющих слизь. К слизи прилипают частички и микробы, осаждаясь из воздуха. В стенке воздухоносных путей имеется лимфоидная ткань (скопление Т- и В – лимфоцитов и макрофагов в соединительной ткани в виде лимфатических узелков). Наиболее крупное скопление в месте хоан – аденоиды (глоточная миндалина) и в месте отверстий евстахиевых труб (трубные миндалины). В этих миндалинах при контакте с антигенами, которые находятся во вдыхаемом воздухе, разыгрываются иммунные реакции, образуются антитела к этим антигенам (защитная функция дыхательных путей). На уровне 5-6 грудных позвонков трахея делится на два главных бронха – правый и левый. Бронхи – это тоже трубчатые органы. Основная функция - проведение воздуха. Стенка главных бронхов подобна трахеи, только скелет в виде колец. В правое легкое входят три долевых бронха, а в левое – два. (Соответственно количеству долей - в правом легком три доли, а в левом – две.) Долевые бронхи еще называют бронхи второго порядка. Далее в легких бронхи начинают ветвиться (отдельно в каждом легком) подобно кроне дерева, поэтому и получили название – бронхиальное древо. Долевые бронхи распадаются на бронхи третьего порядка – сегментарные (правый долевой бронх распадается на 10, а левый долевой бронх на 9 сегментарных бронхов). В этих бронхах хрящевой скелет уже в виде хрящевых пластинок, а не колец. Далее сегментарные бронхи начинают делиться на бронхи 4, 5, 6, 7-го порядков. Деление все время идет на два. Просвет бронхов сужается. А стенка истончается. Скелет все тоньше, но увеличивается количество гладкомышечной ткани, расположенной циркулярно. Бронхи 8-го порядка называются дольковыми. Их диаметр 1 мм. Хрящевой ткани, слизистых желез, ресничек в эпителии в их стенках нет. Каждый дольковый бронх распадается на 12-18 конечных (терминальных) бронхиол, диаметром 0,3-0,5 мм с очень тонкой стенкой. С наличием циркулярного слоя мышц в мелких бронхах связано тяжелое заболевание – астма. В норме эти мышцы поддерживают просвет бронха. Регулируют поступление воздуха в ацинусы. При астме различные аллергены (раздражители) действуют на рецепторы в дыхательных путях, возникает раздражение и импульс идет в ЦНС, оттуда к мышцам и они сокращаются. Человек не может выдохнуть, возникает удушье. Курение приводит к заболеванию легких: хронический бронхит, рак легкого, астма, пневмосклероз и др. Это связано с наличием в сгоревшем табаке таких токсических веществ как никотина, соединений мышьяка, бензпирена, окиси углерода, бензола, метилового спирта, полония-210, солей синильной кислоты, формальдегида. Каждое из этих веществ – смертельный яд. У курильщиков постоянный кашель, так как никотин раздражает слизистую, возникает ее воспаление, раздражаются в ней рецепторы, и возникает кашель (резкий выдох через рот).

Легкие - одни из наиболее крупных органов организма. Они заполняют большую часть грудной клетки. Легкое имеет форму конуса. В легком выделяют основание и верхушку, ворота легкого. В ворота легкого входит корень легкого, состоящий из главного бронха, легочной артерии, нервов, двух легочных вен, лимфатических сосудов. Правое легкое крупнее левого. В правом легком три доли, а в левом – две. Внутри легких находятся внутрилегочные воздухоносные пути – бронхи, бронхиолы, которые образуют там бронхиальное древо. Эти пути не принимают участия в газообмене. Доли делятся на сегменты (справа 10 сегментов, а слева – 9). Сегменты делятся на дольки, а дольки делятся на ацинусы. В каждой дольке имеется 14-16 конечных (терминальных бронхиол). От них начинаются ацинусы, которые и являются структурно-функциональными единицами респираторного отдела легких. Легкие покрыты серозной оболочкой – плеврой, состоящей из двух листков, переходящие в области корня легкого один в другой. Внутренний листок плевры прирастает к легкому (очень прочно), а наружный - к ребрам грудной клетки (через рыхлую соединительную ткань). Между наружным и внутренним листком плевры щелевидная полость – плевральная полость. В ней нет воздуха. В ней есть 1-2-5 мл плевральной жидкости, которая уменьшает трение при движении легких и скрепляет оба слоя плевры друг с другом (как вода между двумя стеклами). В течение суток через плевральную полость проходит 5 – 10 л жидкости. Она поступает из сосудов наружного листка плевры и всасывается в сосуды внутреннего листка. Это направление движения жидкости обусловлено тем, что давление в сосудах наружного листка выше, чем во внутреннем. Т.о. жидкость в плевральной полости не застаивается. Давление в плевральной полости отрицательное, что имеет большое значение для механизма дыхания. Благодаря отрицательному давлению внутренний листок плевры надежно удерживается около наружного. Плевральная полость – это полость тела - целом.

Итак, в каждой дольке 14-16 ацинусов. Функция ацинуса – обмен газами между воздухом и кровью в альвеолах. Строение ацинуса - ацинус начинается от терминальной бронхиолы, которая делится на две респираторные бронхиолы 1-го порядка, потом каждая из них на респираторные бронхиолы 2-го порядка, и далее каждая на респираторные бронхиолы 3-го порядка. В стенке респираторных бронхиол уже есть альвеолы, где и происходит газообмен. Респираторные бронхиолы 3-го порядка разветвляются на 2-11 альвеолярных ходов, в стенке которых еще больше альвеол, они в свою очередь ветвятся на 2-5 альвеолярных мешочков, стенка которых состоит только из альвеол. Число ацинусов в обоих легких достигает 800000, а альвеол около 500 млн. Такое количество альвеол обеспечивает колоссальную дыхательную поверхность, а значит и более эффективный обмен газами с внешней средой. Дыхательная поверхность у взрослого человека около 70-80 м2.

Строение альвеолы – стенка альвеолы образована однослойным эпителием, клетки (альвеолоциты) которого лежат на базальной мембране. Клетки в стенке альвеолы двух типов - дыхательные (респираторные) и секреторные. Через респираторные альвеолоциты идет обмен газами между воздухом и кровью, эти клетки имеют плоскую форму на срезе. Секреторные альвеолоциты более крупные кубические и участвуют в синтезе сурфактанта. Под слоем сурфактанта на альвеолоцитах находятся альвеолярные макрофаги, которые выполняют защитную функцию и фагоцитируют попавшие в альвеолу и прошедшие через слой сурфактанта микроорганизмы и пылевые частицы. Далее эти макрофаги проходят через стенку альвеолы и попадают в соединительную ткань легкого, где погибают. Если они захватили органические вещества, то они их переваривают, а если неорганику, то эти частицы остаются в легком. У шахтеров могут накапливаться частицы угольной пыли в легком, легкое уплотняется, становится менее эластично, мало растяжимо, затрудняется дыхание, возникают профессиональные заболевания (эмфизема легкого). Слой сурфактанта выстилает всю альвеолу изнутри. Это макромолекулы, в основном фосфолипиды, а так же белки и гликопротеиды. Эта пленка не дает слипаться альвеоле при выдохе, а так же защищает альвеолу от проникновения через нее микроорганизмов, частиц пыли и др. и препятствует выпотеванию жидкости из сосудов в просвет альвеолы. При первом вдохе ребенка под действием гормонов из секреторных альвеолоцитов выделяются компоненты сурфактанта и альвеолы расправляются (до рождения альвеолы были спавшимися). Если не произойдет выделение сурфактана, то ребенок погибнет. Альвеолы с внешней стороны оплетены кровеносными капиллярами. К альвеолам подходят чувствительные и двигательные нервные волокна, которые оканчиваются на альвеолах нервными окончаниями, но там нет болевой чувствительности, как и во внутреннем листке плевры. Болевые нервные окончания есть во внешнем листке плевры.

Через стенку альвеолы О2 и СО2 проходят диффузно по градиенту концентрации газов в воздухе и в крови (парциальное давление газов). Стенка альвеолы такая тонкая, что газы через нее проходят за сотые доли секунды. В воздухе больше О2, а в крови меньше, поэтому О2 поступает в кровь, а СО2 больше в крови, чем в воздухе и этот газ выходит из крови в альвеолу. Это легочное дыхание (внешнее дыхание). О2 сразу же поступает в эритроциты и связывается с гемоглобином, поэтому в плазме крови всегда поддерживается низкая концентрация О2.( В альвеоле парциальное давление О2 около 100 мм рт. ст., а в крови около 40). С кровью О2 переносится к тканям, там в межклеточной жидкости больше СО2, которое выделилось из клеток, и меньше О2, через стенку капилляра (однослойный плоский эпителий) О2 переходит в ткань, а СО2 в кровь. Это тканевое дыхание (внутреннее дыхание). С кровью СО2 поступает в капилляры, оплетающие альвеолы, и выделяется в альвеолу. О2 транспортируется в основном эритроцитами, в которых О2 соединяется с гемоглобином, образуя оксигемоглобин. СО2 транспортируется частично в эритроцитах в виде карбоксигемоглобина, а так же частично растворенный в плазме крови и в виде ионов НСО3-. 1 г гемоглобина может связать 1,39 мл О2. В 1 л крови 150 г гемоглобина, который связывает около 0,2 л О2. Это кислородная емкость крови.

Вдох и выдох, ритмически сменяя друг друга, обеспечивают вентиляцию легких. Для определения вентиляции легких (объема вдоха и выдоха) применяют специальные приборы – спирометры.

Дыхательный объем легких – около 500 мл (это нормальный вдох в покое). Если после обычного вдоха сделать дополнительный глубокий вдох, то объем дополнительного воздуха от 1500 мл до 3000 мл. Это резервный объем вдоха. Если после нормального выдоха сделать еще выдох с усилием, то можно из легких выжать еще 1500 – 2000 мл воздуха. Это резервный объем выдоха. Сумма всех этих показателей составляет 4000 – 4500 мл – это жизненная емкость легких. Жизненная емкость легких у курильщика на 300 -400 см3 меньше. Даже после самого сильного выдоха в легких остается определенный объем воздуха – 1200 – 1500 мл. Это остаточный объем воздуха (поэтому легкие никогда не спадаются). При сложении жизненной емкости легких и остаточного объема получают общую емкость легких – около 6 л. Не весь воздух, вдыхаемый человеком, используется по назначению. Около 150 мл воздуха идет на заполнение трахеи, бронхов. Это анатомически мертвое пространство (физиологи называют –физиологически мертвое пространство, добавляя сюда еще и те альвеолы, которые заполняются воздухом, но не имеют вокруг себя кровеносных сосудов). Воздух, после рождения попав в легкие, уже никогда их не покидает полностью. В обычных условиях в газообмене участвует не вся дыхательная поверхность легких. Благодаря этому легкое обладает значительным резервом дыхательной поверхности. Во время выполнения физической работы, физ. упражнений размеры дыхательной поверхности увеличиваются (задействованы альвеолы, которые в покое не работали).

Регуляция работы легких – нейро-гуморальная. За изменение объема грудной клетки отвечают грудные мышцы – мышцы вдоха и мышцы выдоха, и мышцы диафрагмы. Мышцы вдоха – наружные межреберные мышцы, более развитые. Мышцы выдоха – внутренние косые мышцы. При вдохе объем грудной клетки увеличивается в стороны и вниз (вертикально). При вдохе сокращаются наружные межреберные мышцы и мышцы диафрагмы. При этом ребра приподнимаются, а диафрагма уплощается, объем грудной полости увеличивается. Вслед за ребрами растягивается пристеночная плевра, которая приращена к ребрам. Между наружным листком плевры и внутренним щелевидное пространство, заполненное жидкостью, давление в нем отрицательное. Внутренний листок плевры (легочная плевра) пойдет вслед за наружным листком. Внутренний листок плевры сращен с легкими, поэтому потянет за собой эластичную легочную ткань. Легкие увеличат свой объем, растянутся альвеолы, давление в легких станет ниже атмосферного и воздух пойдет в легкие, в альвеолы, где и произойдет газообмен. При выдохе расслабятся межреберные мышцы и мышцы диафрагмы, и ребра пассивно встанут на свое место, а диафрагма примет куполообразную форму. Небольшое значение при выдохе имеют и внутренние косые мышцы, которые сокращаясь, еще больше уменьшат объем грудной полости. При этом уменьшится и объем легких, давление в легких станет выше атмосферного и воздух пойдет по воздухоносным путям во внешнюю среду. Состав вдыхаемого воздуха – азот – 79%, О2 – 21%, СО2 – 0,03%. Состав выдыхаемого воздуха – азот – 79%, О2 -16%, СО2 – 4%. В выдыхаемом воздухе увеличивается количество водяных паров.

Нервная регуляция – безусловно и условно рефлекторная. Дыхательный центр находится в продолговатом мозге (он парный, т.е. имеется два ядра). В дыхательном центре есть центр вдоха и выдоха. В спинном мозге центры дыхания находятся в шейном и грудном отделах. В дыхательном центре продолговатого мозга возбужденные нейроны вдоха тормозят нейроны центра выдоха. Рецепторы находятся в стенке альвеол и воздухоносных путей. Рецепторы стенки альвеол реагируют на растяжение и сжатие легких, а рецепторы в стенке воздухоносных путей на температуру и химизм вдыхаемого воздуха.

Нейроны в дыхательных центрах продолговатого мозга обладают автоматией. Примерно каждые 4 секунды в дыхательном центре возникает возбуждение, которое передается на межреберные наружные мышцы и диафрагму. Возникает вдох. После прекращения потока возбуждающих импульсов мышцы расслабляются и происходит выдох.

Безусловно рефлекторная регуляция. Во время выдоха сжимаются альвеолы и раздражаются рецепторы в их стенках. Этот импульс по чувствительным нервам передается через спинной мозг в продолговатый мозг в центр вдоха. Возникает в нем возбуждение, далее информация передается в передние рога спинного мозга, а оттуда по двигательным нервам к наружным межреберным мышцам, а по диафрагмальному нерву к мышцам диафрагмы. Происходит вдох. При вдохе раздражаются другие рецепторы в альвеолах и импульсы идут в центр выдоха, далее в сп.м., потом к внутренним косым мышцам и к диафрагме. Происходит выдох.

Условно рефлекторная регуляция. Можно выработать условные рефлексы на внешние факторы. Например дать животному подышать воздухом с большим содержанием СО2, то он через несколько минут будет дышать сильнее и чаще. Если сочетать СО2 с ударами метронома, то уже через несколько сочетаний, только включая метроном можно увидеть усиление дыхания.

Над дыхательным центром постоянно осуществляется контроль корой больших полушарий. Мы можем произвольно задержать или усилить дыхательные движения.

Дыхательные рефлексы. В коже имеются рецепторы, реагирующие на изменение температуры (терморецепторы). При резком охлаждении (опускание в холодную воду) «захватывает дух», это замедляется работа сердца и приостанавливается дыхание. Защитные рефлексы – кашель и чихание. При раздражении рецепторов в носовой полости и дыхательных путях возникает резкий выдох через нос (чихание) или через рот (кашель).

Гуморальная регуляция (гумор – это жидкость). Дыхательный центр раздражается определенной концентрацией угольной кислоты. При определенной концентрации угольной кислоты возникает вдох. Накопление угольной кислоты в крови – это механизм первого вдоха новорожденного. Повышенная щелочная реакция стимулирует дыхание. Симпатическая нервная система стимулирует дыхание, а парасимпатическая н.с. (блуждающий нерв) угнетает.

Заболевания дыхательной системы. Грипп – вирусное заболевание, вирусы поражают верхние дыхательные пути, передается воздушно-капельным путем. Туберкулез – бактериальное заболевание (туберкулезная палочка), поражает легкие. Заражение происходит воздушно-капельным и бытовым путем.

Другие функции дыхательной системы:

А. Участие в обмене воды (с каждым выдохом выделяются пары воды, особенно заметно на морозе). В. Участие в терморегуляции (с парами воды из организма уходит часть тепла) Г. Выделение через эпителий слизистой иммуноглобулинов (антител), которые синтезируют плазмоциты, находящиеся в соединительной ткани слизистой (защитная функция). Д. В легочной ткани происходит превращение ангиотензина 1 в ангиотензин 2, который действует на стенку кровеносных сосудов, увеличивая давление. Е. В легочной ткани происходит очищение крови от микроорганизмов, некоторых биологически активных веществ (норадреналин, серотонин и др.) и токсических веществ, которые попадают в легочную ткань из кровеносных сосудов малого круга кровообращения. Ж. Экскреция вредных веществ (в основном летучих) – ацетон, уксусная кислота, спирт, аммиак и др.

ПИЩЕВАРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА.

Источники эмбрионального развития – эпителий передней и задней кишки из эктодермы, средней кишки – из энтодермы. Соответственно производные передней кишки (слюнные железы) имеют эктодермальное происхождение, а производные средней кишки (печень, поджелудочная железа) – из энтодермы.

Функции пищеварительной системы – 1. Пищеварение. Это сложный процесс, включающий ряд процессов - а). Механическая обработка пищи, которая происходит в ротовой полости зубами и языком и в желудке, за счет сокращений мышц стенки желудка. б). Химическая обработка пищи ферментами, которые выделяются в ротовой полости, желудке, 12-ти перстной кишке, тонком кишечнике и в толстом кишечнике с помощью ферментов, которые выделяют симбионты в). Всасывание низкомолекулярных органических веществ и неорганических веществ в растворенном виде, которое происходит в ротовой полости, желудке в незначительном количестве, а в основном в тонком кишечнике. г). Реабсорбция воды (обратное всасывание Н2О собственных соков), которая происходит в толстом кишечнике. д). Образование каловых масс и выведение непереваренных остатков пищи из толстого кишечника. 2. Защитная функция. Пищ. с. напрямую связана с внешней средой, из которой могут попасть микроорганизмы, кроме того с пищей в организм попадает масса антигенов, поэтому в стенке кишечной трубки имеется много скоплений лимфоидной ткани. В эти неинкапсулированные лимфатические узелки попадают антигены, и здесь разыгрывается иммунная ответная реакция, и уже образуются антитела. Эти антитела даже могут выделяться со слюной и попадать в слизь слизистой оболочки, и уже здесь реагировать с антигенами. 3. Эндокринная функция (секреторная). В эпителии слизистой и с железах п.с. имеются одноклеточные эндокринные железы, которые синтезируют биологически активные вещества (в частности гормоны) и выделяют их в кровь, а так же вокруг себя. Они регулируют активность желез п.с. и перистальтику. 4. Экскреторная функция. Через эпителий слизистой кишечной трубки, особенно в толстом кишечнике, выводятся продукты обмена организма (нр. - мочевина), а так же вредные экзогенные вещества (нр. – соли тяжелых металлов).

Отделы пищеварительной системы. 1. а). Пищеварительная трубка, б). Пищеварительные железы 2. а). Наддиафрагмальный отдел б). Поддиафрагмальный отдел 3. а). Передняя кишка б). Средняя кишка в). Задняя кишка.

Принцип работы пищеварительной системы – конвейерный, т.е. каждый последующий этап в работе п.с. зависит от окончания предыдущего.

Все органы п.с. анатомически связаны друг с другом .

Строение пищеварительной системы. 1. Пищеварительная (кишечная) трубка. а). Наддиафрагмальный отдел (это органы, лежащие выше диафрагмы) – рот, ротовая полость, глотка, пищевод. Ротовое отверстие ограничено губами, которые являются вывернутой слизистой. Губы в процессе эволюции возникли как приспособление к сосанию, на губах имеется большое количество рецепторов – чувствительных нервных окончаний. Губы ощущают прикосновение, температуру, у новорожденных на губах имеются органы вкуса. Преддверие рта – щелевидная полость между стенками щек, губ и деснами с зубами. Далее идет собственно ротовая полость, которая ограничена спереди деснами с зубами, сверху твердым и мягким небом, снизу диафрагмой рта (дно). Мягкое небо является продолжением твердого, свободная часть мягкого неба – небная занавеска. Она имеет небольшой выступ – язычок. По бокам имеются парные складки – небные дужки, между ними углубления, заполненные скоплением лимфоидной ткани – небные миндалины. Полость рта сообщается с внешней средой ротовым отверстием, а с глоткой – зевом. При глотании сокращаются мышцы мягкого неба, небная занавеска поднимается кверху и отделяет ротовую часть глотки от носоглотки, препятствуя попаданию пищи в носовую полость. Функции – механическая, химическая обработка пищи, частичное всасывание, вкусовая чувствительность, защитная. Строение – стенки ротовой полости выстланы слизистой (оболочка, покрытая слизью). Ротовая полость выстлана многослойным плоским неороговевающим эпителием. В подслизистой (это рыхлая соединительная ткань) много небольших слюнных желез, мышечная стенка ротовой полости образована поперечнополосатой скелетной мышечной тканью. Снаружи щеки покрыты кожей. Производные ротовой полости (в эмбриогенезе образуются из ее стенки) – язык, зубы, десна, слюнные железы. Зубы – в эволюции появились как видоизменение плакоидных чешуй. Функция - механическая обработка пищи. У человека, как и у всех млекопитающих, гетеродонтная зубная система, т.е. зубы дифференцированы. Зубная формула – 2 резца, 1 клык, 2 предкоренных, 3 коренных. (1/4 ото всех зубов). Т.о., у взрослого человека 32 зуба. Строение зуба – коронка, шейка, корень. Снаружи имеется слой эмали (самая прочная структура в организме, бесклеточное образование), далее дентин (есть клетки и минерализованное межклеточное вещество), далее пульпа (рыхлая соединительная ткань, содержащая сосуды и нервы). У человека 2 генерации зубов – молочные и постоянные. Первые зубы появляются в 4-6 месяцев, начинается смена молочных на постоянные зубы в 6-7 лет. Язык – мышечный орган, в котором выделяют корень, тело и верхушку языка. Функции – чувствительная, механическая обработка пищи, формирование пищевого комка, секреторная, проглатывание пищевого комка, речеобразование. Строение - В слизистой языка много рецепторов, которые воспринимают температуру, прикосновение, давление. На поверхности языка имеются сосочки (выросты слизистой). На боковой поверхности части сосочков находятся органы вкуса. Мышечное тело языка образовано поперечнополосатой мышечной тканью. Мышечные волокна образуют пучки, которые лежат в 3-х взаимно перпендикулярных направлениях. Благодаря такому расположению пучков язык может совершать сложные движения, что важно для питания и речеобразования. В языке имеются слюнные железы, которые синтезируют компоненты слюны. В области корня языка находится язычная миндалина, которая выполняет защитную функцию. В ротовую полость открываются три пары крупных слюнных желез (экзокринные железы) – околоушные, подчелюстные, подъязычные. Они постоянно секретируют секрет – слюну. За сутки около 1,5 л выделяется слюны. рН от слабо щелочной (7,2) до слабо кислой (6,5). Состав слюны – вода, соли, белки (ферменты), слизь, слущенные клетки эпителия. Функции слюны – смачивание пищи для более легкого проглатывания, химическая обработка пищи (расщепление полисахаридов до глюкозы при длительном жевании), смачивание слизистой ротовой полости для предотвращения высыхания слизистой, облегчение речеобразования.

Глотка – это место перекреста пищевых и дыхательных путей. В стенке глотки поперечнополосатая скелетная мышечная ткань.

О Б Щ А Я Б И О Л О Г И Я.

ДОКЛЕТОЧНЫЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ.

Вирусы.

Открытие – 19 век - русским ботаником Ивановским. Он взял вытяжку из экстракта табака, больного мозаикой листьев (вирус табачной мозаики), отфильтровал через бактериальный фильтр и ввел в листья здорового растения. Растение заболело. Т.об., было показано, что данное заболевание растений вызывают не бактерии, а какие-то более мелкие организмы. Он не видел вирусы. Они были увидены только в 30-е годы 20 столетия в электронный микроскоп. Сам термин «вирус» был введен в 1898 г. Бейеринком (в переводе с латинского – яд).

Вирусы – организмы, находящиеся на доклеточном уровне организации.

Классификация вирусов- А).по наличию НК

-ДНК-содержащие

-РНК-содержащие

Б),по форме

-палочковидные

-нитевидные

-сферические и др.

В).по наличию дополнительной оболочки

Происхождение – вирусы появились уже после появления клеток, т.к.они могут размножаться только внутри клетки-хозяина. Возможно, что вирусы возникли путем а) дегенерации, которая связана с внутриклеточным паразитизмом или

б) из беглой НК, которая получила белковую оболочку и стала вести самостоятельный образ жизни.

Среда обитания – внутри клетки-хозяина или во внешней среде.

Вирусы существуют в двух формах: а) покоящаяся форма (внеклеточная), б) размножающаяся (внутриклеточная).

Особенности организации –

1. Это мельчайшие организмы (20 -300 нм) (в одной бактериальной клетке можно разместить тысячи вирусов, а в одной эукариотической клетке – десятки тысяч бактерий)

2. Их нельзя увидеть в световой микроскоп, а только в электронный

3. Они проходят через бактериальные фильтры, которые задерживают бактерии (фильтрующиеся вирусы)

4. Не обладают клеточным строением, т.е.

а) нет цитолеммы, цитоплазмы, ядра или нуклеоида, мембранных и немембранных органоидов, включений

б) нет клеточного деления (митоза, мейоза, амитоза)

в) в них не происходят процессы синтеза и расщепления веществ

г) вирусы нельзя выращивать в питательной среде, как бактерии

5. Вирусы не обладают всеми признаками живого

а) нет обмена веществ и энергии с внешней средой

б) не растут

в) не движутся

г) нет раздражимости

д) в них только одна НК – либо ДНК, либо РНК

е) не размножаются вне клетки хозяина

6. В то же время вирусы обладают способностью

а) размножаться в клетке – хозяина (они облигатные внутриклеточные паразиты)

б) они индивидуальны, обособлены от внешней среды

в) структурированы (капсид и нуклеиновый стержень)

г) характерно наличие сложных органических молекул – белков и НК (ДНК или РНК)

д) в клетке - хозяина проявляют свойства наследственности и изменчивости

Вирусы находятся на границе живого и неживого. В клетке-хозяина они проявляют свойства живого, а во внешней среде могут находится в виде кристаллических частиц. Они обязательные внутриклеточные паразиты.

Объем генетического материала в вирусах мал – около 3500 нуклеотидов. Эта информация о белках капсида и некоторых ферментах. ДНК в вирусах может быть линейной или кольцевой, двуцепочечной или одноцепочечной. РНК может быть линейной или кольцевой.

Примеры ДНК – вирусы: оспа, аденовирусы.

РНК – вирусы: корь, краснуха, энцефалит, грипп,

бешенство.

Строение вируса – выделяют две части вируса: капсид (оболочку) и нуклеиновокислый стержень (ДНК или РНК). Капсид образован глобулярными белками, причем белки могут повторяться с определенной регулярностью, что позволяет вирусам кристаллизоваться во внешней среде (вирионы). Функции – а) защита НК, б) рецепторные функции (УЗНАВАНИЕ КЛЕТКИ-ХОЗЯИНА), в) антигенная функция. Нуклеиновокислый стержень – это «сердцевина» вируса. Он образован НК – это ДНК или РНК. Функции – а) хранение генетической информации, б) передача генетической информации при размножении, в) изменение генетической информации.

Вокруг некоторых вирусов (герпес, грипп) может быть липопротеиновая оболочка. Эта оболочка появляется на вирусе в момент разрушения клетки-хозяина, т.е. это часть мембраны клетки-хозяина. РНК содержащие вирусы способны на основе РНК синтезировать ДНК. Они имеют особый фермент - РНК-зависимую ДНК полимеразу.

Значение вирусов – 1). Вирусы вызывают различные заболевания у животных (ящур крупного рогатого скота, чума у кур, рожистое воспаление у свиней, бешенство у диких и домашних млекопитающих), у растений (мозаичность листьев, карликовость), у человека (грипп, оспа, свинка, корь, полиомиелит, некоторые виды рака, спид – до 500 различных заболеваний) 2). В процессе эволюции вирусы могли играть роль факторов, которые повышают наследственную изменчивость организма и тем самым могли являються материалом для естественного отбора. (ДНК некоторых вирусов способно встраиваться в ДНК клетки-хозяина и не вызывать проявление заболевания. Этот фрагмент ДНК будет передаваться при делении клетки последующим поколениям и вести себя как мутация данной молекулы ДНК).

Способы распространения вирусных заболеваний – а) воздушно-капельным путем от заболевшего человека при чихании и кашле вместе с капельками слюны (грипп)

б) бытовым путем (грязная посуда, общие полотенца, дверные ручки и др. - гепатит)

в) животными-переносчиками (крысы - чума, дикие животные - бешенство)

г) при половом контакте (спид)

Способы проникновения в клетку-хозяина – а) фагоцитоз и пиноцитоз (в клетку животного). б) при повреждении клеточной стенки (в растительную клетку), в) в бактериальную клетку через клеточную стенку проникает только НК.

1. Вирусы находят и узнают с помощью своих рецепторов (белки капсида) клетку-хозяина

2. Вирусы абсорбируются на мембране клетки-хозяина (белки капсида связываются с рецепторами клетки-хозяина)

3. Вирусы проникают в клетку-хозяина

4. Вирусы блокируют работу собственной ДНК хозяина

5. Вируса используют весь материал клетки-хозяина для строительства новых вирусов (белки-ферменты, субстраты для синтеза собственных ДНК, РНК, белков, АТФ и др.)

6. После синтеза большого количества собственных ДНК (или РНК), собственных белков происходит самосборка белков капсида вокруг НК.

7. Затем происходит выход вирусов из клетки-хозяина.

8. При наличии рядом таких же клеток происходит их заражение, если нет клеток-хозяев, то вирусы остаются во внешней среде и в основном кристаллизуются.

Вирусы, вызывающие поражение бактерий, называются бактериофаги.

Медавар назвал вирусы - «плохие новости в упаковке из белка».

Вирусные инфекции бывают: 1) литические (при выходе вирусов из клетки она погибает – гепатит), 2) персистентные (стойкие) – вирусы выходя из клетки постепенно, не разрушая ее, при этом клетка может делиться и передавать вирусы своим потомкам, 3) латентная – вирусы встраиваются в ДНК хозяина, передаются при делении потомкам, не проявляются, при определенных условиях внешней среды (стресс) могут проявиться и вызвать заболевание (часть онкологических заболеваний).

КЛЕТОЧНЫЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ.

Прокариоты и эукариоты.

Доядерные формы жизни.

ПРОКАРИОТЫ.

Систематика: империя Прокариоты

отдел Бактерии

Архибактерии Эубактерии

отдел Цианобактерии (синезеленые водоросли)

В начале 19 века бактерии относили к инфузориям, потом к растениям, позже к грибам.К середине 19 века выделили в самостоятельную группу – прокариоты.

Происхождение – первые клетки на земле возникли из неживой природы, т.е. абиогенно, в конце архейской эры 3,5 млрд лет тому назад.

Архибактерии – это древнейшие бактерии, автотрофы, хемосинтетики. Это метанобразующие бактерии, анаэробы. Живут в сточных водах, в болотах, на больших глубинах моря, в ЖКТ жвачных животных. Могут жить при высоких температурах, в кислой среде. В клеточной стенке нет мурамовой кислоты, рРНК отлична от других бактерий и от эукариот. Они появились на земле более 3 млрд лет тому назад, когда в атмосфере было много СО2 и Н2 и не было свободного О2. Это особая группа бактерий. Значение в природе – образование газа метана древнейшими бактериями в результате их метаболизма.

Эубактерии – (это все остальные бактерии).

Классификация по форме клеток: 1) палочковидные (бациллы) – кишечная палочка, туберкулезная палочка, столбнячная палочка, сибирская язва;

2) шаровидные (кокки) – диплококки (пневмония), стафилококки (сепсис), стрептококки (ангина);

3) вибрион (холера)

4) спириллы (спирохеты – сифилис), в виде спирали.

Ароморфозы – а) образование клетки

б) половой процесс

в) фотосинтез

Среда обитания – почва, пыль, вода, воздух, внешние покровы животных, растений, внутри организмов. Могут жить в ледниках и горячих источниках (-10о до +350о), при высоком давлении, при щелочной рН (до 11,5), при высокой концентрации аммония. Бактерии не переносят кислой среды.

Особенности организации –

Размеры – это мельчайшие организмы, обладающие клеточным строением (от 0,1 до 1 мкм). Это одноклеточные организмы. Видны только под микроскопом (микроорганизмы).

Форма – палочковидная и шаровидная, т.е более однообразная, чем у эукариот.

Пограничные структуры – цитоплазматическая мембрана, типичная по строению (бислой липидов и мозаично встроенные в него белки). Клеточная стенка – образована гликопротеинами. Кл. стенка из муреина, это одна молекула в виде сетки и с ней могут быть связаны белки, полисахара. В основе муреина – мурамовая кислота. Кл.стенка придает форму бактерии, препятствует осмотическому набуханию и разрыву клетки, обеспечивает жесткость, обладает антигенными свойствами, которые придают ей белки и полисахара. На поверхности кл.стенки могут быть у некоторых бактерий слизистые капсулы (инкапсулированные бактерии). Слизь выделяется самой клеткой. Это дополнительная защита клетки от высыхания, от фагоцитоза макрофагами.

Под цитоплазматической мембраной находится цитоплазма. Она состоит из гиалоплазмы, органоидов и включений.

Гиалоплазма – жидкое содержимое клетки, в которой находится ДНК, органоиды, включения, протекают биохимические процессы, происходит перемещение веществ путем диффузии.

Органоиды – мембранные органоиды отсутствуют (т.е. у бактерий не развиты внутренние мембраны). У бактерий есть только немембранные органоиды (рибосомы – более мелкие, чем у эукариот; рибосомы лежат в цитоплазме, они не прикреплены к мембране. Имеются единичные микрофиломенты. Отсутствуют центриоли, веретена деления, клеточный центр.

Нуклеоид – у бактерий нет типичного ядра, т.е. отсутствует ядерная оболочка. Нуклеоид образован кольцевой молекулой ДНК и уплотненной частью цитоплазмы.

Специализированные органоиды – жгутики и фимбрии. Жгутики находятся на одной стороне клетки или по всей ее поверхности. Это полые цилиндры, образованные белками (флагеллин, который подобен актину). Возможна их самосборка. Жгутики не имеют мембраны. Функция – движение. Фимбрии (ворсинки) – неподвижны, образованы другими белками, полые, короче и прямее жгутиков, не имеют мембраны. Функции – прикрепление к субстрату, к клетке, обмен генетическим материалом (половой процесс).

Мезасомы – это впячивание внешней мембраны в клетку. На этих мезасомах на внутренней стороне мембраны находится большое количество ферментов, поэтому их можно рассматривать как аналоги митохондрий, пластид.

Плазмиды – это небольшие фрагменты ДНК (линейные или кольцевые), которые несут дополнительную генетическую информацию (например – устойчивость к антибиотикам). Могут реплицироваться одновременно с ДНК кольцевой или самостоятельно.

Включения – это в основном запасающие вещества (жир, гликоген). Они не заключены в вакуоли.

Генетический материал – одна или несколько кольцевых молекул ДНК, которые прикреплены к мембране. ДНК голая, т.е. отсутствуют белки-гистоны. Количество пар нуклеотидов около 5х10 в 6 степени, т.е. меньше, чем у эукариот. В ДНК несколько тысяч генов. ДНК функционирует весь клеточный цикл, при этом еще и реплицируется. В ДНК один репликон (репликация ДНК начинается в точке прикрепления, продолжается непрерывно и заканчивается в этой же точке). Длина ДНК около 1 мм. В ДНК находятся только уникальные гены (нет аллелей), любая мутация у бактерий проявляется сразу же, сразу же начинается естественный отбор. Нет ядрышка, нет линейной дифференцировки хромосом, нет цикла спирализации. В цитоплазме находится плазмида (линейная или кольцевая). Во время полового процесса бактериальные клетки могут обмениваться плазмидами.

Физиологические особенности –

Рост – клетки растут очень быстро, новое поколение клеток возникает через 20-30 мин. при благоприятных условиях.

Размножение – а) бесполое – деление пополам. В месте прикрепления ДНК к мембране начинается синтез ДНК, который не прекращаясь идет до той же точки. Образуются две идентичные молекулы ДНК. В точке прикрепления молекул ДНК к мембране происходит рост мембраны, и молекулы ДНК расходятся. Далее происходит цитокинез путем перетяжки или путем образования мембраны и клеточной стенки изнутри.

б) половой процесс – это обмен генетической информацией между двумя клетками. Обмен происходит плазмидами через фимбрии. Значение – повышение изменчивости, что важно для адаптации бактерий к внешней среде и образования новых штаммов.

Рост и размножение происходят очень быстро. Ограничивающими факторами для этих процессов являются – а) ультрафиолет, б) накопление вредных веществ (продуктов обмена) в среде, в) внутри и межвидовая борьба, г) климатические условия.

Спорообразование – это не размножение, а способ переживания неблагоприятных условий. Чаще споры образуются внутри клетки (из 1 клетки 1 спора). Вода переходит в связанное состояние, цитоплазма сжимается и покрывается плотными оболочками, собственная оболочка клетки разрушается. При благоприятных условиях спора набухает, ее оболочка разрушается, восстанавливается клеточная стенка бактерии и она начинает функционировать.

Движение – способны к движению бактерии, имеющие жгутик.

Раздражимость – у бактерий со жгутиками имеются таксисы (аэротаксис, фототаксис), возможно движение путем скольжения.

Питание – по способу питания бактерии бывают а) гетеротрофы

б) автотрофы (фотосинтезирующие и

хемосинтезирующие).

Гетеротрофы – в процессе эволюции появились первыми, а затем уже появились и автотрофы. У гетеротрофов источник углерода – органические вещества, синтезированные другими организмами, источник энергии – химические связи в этих органических веществах. Среди гетеротрофов по способу получения органических веществ выделяют – а) сапрофитов. Они извлекают питательные вещества из мертвого или разлагающегося органического вещества. Бактерии выделяют ферменты в эти орга-

низмы, переваривание идет вне бактерии, далее низкомолекулярные вещества всасы-

ваются в клетку через всю поверхность. Эти бактерии относят к редуцентам.

б) симбионтов. Эти организмы находятся в тесной взаимосвязи с другими организмами и при этом оказывают положительное влияние друг на друга. Нр.

Азотфикструющие бактерии в корневых клубеньках бобовых. Бактерии получают сахар от растения, а дают растению аминокислоты, которые они образуют при связывания азота из воздуха. Нр. Бактерии в желудке жвачных животных, которые переваривают клетчатку, бактерии в толстом кишечнике человека, бактерии на коже человека.

в) паразиты. Бактерии живут в организме хозяина, питаются за его счет и приносят ему вред. Нр. Дифтерия, туберкулез, коклюш, гонорея, сифилис, тиф, столбняк, холера, дизентерия, солманелез и др.

Автотрофы – синтезируют органические вещества из неорганических.

а) фотосинтезирующие бактерии – для синтеза органических веществ используют энергию солнечного света, источник углерода – СО2. Нр. Зеленые бактерии, пурпурные бактерии (О2 не образуют, т.к. нет фотолиза Н2О)

б) хемосинтезирующие бактерии. Источник углерода СО2, а энергия - окислительно-восстановительных химических реакций.

Дыхание – анаэробы и аэробы.

В процессе эволюции первыми были анаэробы, т.к. еще не было свободного О2. Анаэробы не нуждаются в своей жизнедеятельности в О2. В настоящее время анаэробы могут быть как свободноживущими (архебактерии), так и паразиты (клостридиум ботулинум – вызывает заболевание бутулизм). Анаэробы бывают облигатные (обязательные) (клостридиум) и не обязательные (факультативные).

Аэробы – для жизни им необходим О2, который они получают через всю свою клеточную поверхность. Это свободноживущие эубактерии.

Выделение – метаболиты бактерии выводят через всю клеточную поверхность.

Значение бактерий –

В природе – а) в круговороте веществ – бактерии гетеротрофы являются редуцентами, они разрушают органические вещества до неорганических, т.е осуществляют процесс минерализации. Нр. Участие в круговороте азота – азотфиксирующие бактерии свободный азот воздуха превращают в аммиак и далее в аминогруппы и так до аминокислот. Это единственные организмы, усваивающие азот из воздуха. Есть нитрифицирующие бактерии, которые превращают азот органических соединений в нитраты, а денитрифицирующие бактерии нитраты в свободный азот, который выделяют во внешнюю среду.

б) гниение органических остатков – санитары природы. Они разлагают трупы животных, погибшие растения, грибы. При этом образуется гумус (плодородный слой почвы). Бактерии расщепляют органические вещества до неорганических, растворимых в воде.

В медицине – 1) болезнетворные бактерии – дифтерия, туберкулез, коклюш, гонорея, сифилис, тиф, столбняк, холера, дизентерия, пищевые отравления и др.

Способы заражения – а) воздушно-капельным путем (коклюш, туберкулез, дифтерия)

б) контагеозным (гонорея, сифилис)

в) переносчиками (любой живой организм, который разносит

инфекцию, даже человек - Резервуар или носитель). Нр.

Резервуар – крысы, переносчики – блохи (тиф).

г) через фекалии ( в воду попадают возбудители холеры,

дизентерии)

через пищу, через грязные руки, через разные предмены.

д) через плохо обработанную пищу (сольманелез – плохо

прожаренное мясо, в мясных консервах – клостридиум ботули-

нум)

е) загрязнение ран (из почвы) – столбняк, газовая гангрен, нагно-

ение ран (стафилококк).

2) Гнилостные бактерии – вызывают гниение продуктов, выделяют токсические вещества , возможны отравления.

3) Полезные для человека бактерии – симбионты. В толстом кишечнике человека до 3х кг бактерий, которые расщепляют клетчатку до глюкозы, синтезируют витамины группы В и К. Эти вещества человек частично всасывает в толстом кишечнике. Бактерии на коже человека защищают его от патогенных микроорганизмов.

В сельском хозяйстве – 1) Улучшают плодородие почв (создают гумус).

2) Силосование кормов (создают кислую среду). 3) Белок , синтезируемый бактериями, используют на корм скоту.

3) Азотфиксирующие бактерии обогащают почву азотом.

В промышленности – 1) Брожение а) лактобактерии – молочнокислое брожение, анаэробное окисление глюкозы до молочной кислоты (молочнокислые бактерии – изготовлении простокваши, кефира, сыров).

б) сбраживание сахаров растений – квашение капусты, силосование кормов. Молочная кислота, которая образуется при брожении, препятствует развитию гнилостных бактерий, обеспечивает сохранность сочных продуктов.

2) Получение антибиотиков (тетрациклиновый ряд). Самим бактериям антибиотики помогают бороться с другими штаммами бактерий.

3) Получение спиртов, органических кислот.

4) Генная инженерия. Нр. Ген синтеза инсулина человека встраивают в ДНК бактерий, при этом бактерии начинают синтезировать инсулин.

Борьба с бактериями – 1. Высушивание, 2. Высокая температура (пастеризация), 3.Низкая температура. 4. Повышенная концентрация в среде солей. 5. Повышенная кислотность в среде. 6. Действие ультрафиолета. 7. Действие ядами (соли металлов – ртуть, медь, серебро; хлор, перекись, марганцовка, борная кислота, формалин и др.)

Сине-зеленые водоросли (цианобактерии).

Древнейшие водные организмы, морские и в пресной воде, реже почвенные. Живут от полюса до полюса (в горячих источниках, во льдах, даже в волосах белых медведей).

Одноклеточные или колониальные (шарообразные, нитчатые)

Автотрофы (фотосинтетики), реже миксотрофы.

Строение клеток схоже с бактериальными клетками.

Клеточная стенка слоистая, плотная, образована целлюлозой, снаружи слизистая капсула. Клетки не имеют межклеточных контактов, редко встречаются цитоплазматические мостики (плазмодесмы). В ЦИТОПЛАЗМЕ МОГУТ БЫТЬ ГАЗОВЫЕ ВАКУОЛИ (В НИХ АЗОТ), для удержания в толще воды.

В клетке выделяют две части – центроплазму –бесцветная часть цитоплазмы; хроматоплазму – под мембраной, окрашенная в сине-зеленый цвет. В хроматоплазме много слоями расположенных мембран. Это впячивания внешней мембраны. На этих мембранах много ферментов (пигментов) фотосинтеза – хлорофилл, каратиноиды, фикоциан, фикобилин. В этой области есть скопление гликопротеидов и неорганических веществ. Эта часть клетки участвует в фотосинтезе и обеспечивает окраску. При фотосинтезе образуется О2. Это первые организмы, которые стали обогащать воду и атмосферу свободным О2. В центроплазме находится ДНК, рибосомы, включения.

Питание – автотрофы фотосинтетики.

Дыхание – в основном аэробы, но есть и анаэробы.

Выделение – через всю поверхность.

Движение – скользящие, колебательные или неподвижные. Жгутики отсутствуют.

Размножение – бесполое – а) деление пополам

б) фрагментация (распад нитчатой водоросли на несколько

фрагментов)

Образуют споры.

Значение – а) Входят в состав планктона – питание рыб.

б) Часть из этих водорослей фиксирует азот

в) Часть из них симбионты в составе лишайников.

г) Образование О2, органических веществ.

д) Меловые слоистые отложения (клетки фиксирует Са).

е) Миксотрофы очищают водоемы (минерализуют продукты гниения).

ж) Образование лечебной грязи (при отмирании водорослей они падают на

дно).

Сравнительная характеристика про- и эукариотических клеток.

Признак Прокариотические клетки Эукариотические клетки

1.Эволюция Конец архея – 3,5млрд лет тому Начало протерозоя.

назад. Абиогенез. 2,5 млрд.лет тому назад. От

прокариот.

2.Морфология

клетки.

а) Форма палочковидная более разнообразная.

шаровидная

б) Размеры мелкие (0,5-5 мкм) более крупные

в) Внешняя имеется; строение принципиально одинаковое: бислой липидов,

мембрана мозаично встроенные в него белки.

г) Надмембран- клеточная стенка из муреина гликокаликс – олигосахара у

ные образова- (мономер – мурамовая к-та) животных клеток, клеточная

ния стенка -клетчатка у растит.кл.

и пектин у грибов.

Слизистая капсула на поверх- У водных организмов

ности кл.стенки у некот. клеток имеется слиз. оболочка

д) Основные - внешняя мембрана - внешняя мембрана

компоненты - цитоплазма - цитоплазма

клетки - нуклеоид - ядро

е) Основные - гиалоплазма

компоненты - органоиды

цитоплазмы - включения

ж) Органоиды

-Мембранные отсутствуют (нет имеются

внутренних мембран) -одномембранные: ЭПС, КГ,

лизосомы, вакуоли, перокси-

сомы.

-двумембранные: МХ, ПЛ.

-Немембранные А) рибосомы, мелкие (70 ), А) рибосомы, крупные (80 )

неприкрепленные к в цитоплазме неприкрепленные

мембране, кол-во их в и прикрепленные к ЭПС.

клетке меньше.

Б) центриоли – отсутствуют Б)есть у одноклеточных водорос-

лей и одноклеточных и многокле-

точных животных.

В)клеточный центр – отсутст- В)есть (более развит в животных

вует. клетках)

Г)цитоскелет – единичные микро- Г)хорошо развит в животных

трубочки и микрофиломенты клетках

-Мезасомы характерны – впячивание внеш - отсутствуют

ней мембраны.

-Специализи- -жгутики (без мембраны и микро- -жгутики (с мембраной и микро-

рованные ор- трубочек) трубочками 9х2+2)

ганоиды -фимбрии (микроворсинки) без - микроворсинки (с мембраной и

мембраны и микрофиломентов и микрофиломентами-цитоске-

лет).

-реснички

-миофибриллы

-акросома (у сперматозоидов)

-псевдоподии

-сократительная вакуоль

-пищеварительная вакуоль

-стигма и др. органеллы простей-

ших.

з)Включения Без мембран Без мембран (нерастворимые в

в воде вещества), и окруженные

мембраной (в вакуолях).

3. -Нуклеоид (ДНК + уплотнен- -Истинное ядро

ная часть цитоплазмы) (наличие ядерной оболочки)

4.Генетический -Кольцевая молекула ДНК -Линейная молекула ДНК

аппарат кл-ки -голая ДНК (без гистонов) - ДНП = ДНК+белки

-гонофор -хромосомы (надмолекулярноая

структура)

-меньше генов -больше генов

-нет аллельных генов -есть аллельные гены

(мутации проявляются сразу) -мутации проявляются сразу же,

если доминантные и не проявляют-

ся, если рецессивные.

-ДНК прикрепляется к внешней - ДНК прикрепляются к внутренней

мембране мембране оболочки ядра

-1 репликон -полирепликонная система

-наличие плазмид в -отсутствие плазмид

цитоплазме

5.Деление Деление пополам, реже -Митоз, мейоз, амитоз

клетки. почкование.

6.Обмен -гетеротрофы -гетеротрофы

веществ -автотрофы -автотрофы (фотосинтетики)

(фото- и хемосинтетики) -миксотрофы (одноклеточные)

7.Рост более быстрый (удвоение числа более медленный

клеток за 20 минут при благопри-)

ятных условиях)

Ферменты.

Все биологические реакции в клетке протекают при участии особых биологических катализаторов – ферментов. Ферменты – это белки.

Сравнение ДНК и РНК.

ДНК РНК

Синтез ДНК и РНК в эволюции начинался в мировом «бульоне» абиотически.

В настоящее время синтез и расщепление этих веществ происходит только в клетке.

Локализация

Ядро, митохондрии(МХ), пластиды(ПЛ) Ядро, цитоплазма, МХ, ПЛ.

У прокариот - нуклеоид, цитоплазма (плазмиды)

Виды

Кольцевая (у прокариот, плазмиды, в МХ, в ПЛ). Линейная

Линейная (плазмиды у прокариот, ДНК эукариот) иРНК, тРНК, мРНК

Связь с белками.

ДНК + белки гистоны = ДНП рРНК + рбелки = РНП (рибосомы)

тРНК

иРНК (транспорт в цитоплазму с белками

- нуклеосомы).

Функции.

1.Хранение генетической информации Участие в синтезе белка

2.Передача генетической информации иРНК – переносит информацию о первич-

при делении клетки (наследственность) ной структуре белка с ДНК на белок

3.Наследственная изменчивость рРНК вместе с рБелками образует рибосо-

мы

4.Регуляция работы клетки тРНК переносит аминокислоту к месту син

теза белка, узнает кодон на иРНК своим

антикодоном.

Строение.

ДНК и РНК - это биополимеры, гетерополимеры, нерегулярные гетерополимеры.

Мономер – нуклеотид.

Связь между нуклеотидами ковалентная (между остатками фосфорной кислоты и пентозой)

а) Двуцепочечная молекула а) Одноцепочечная молекула

б) Спиральная молекула (альфа-спираль)

в) Связь между нуклеотидами в спирали водородная

г) Нуклеотиды А,Т,Г,Ц. б) Нуклеотиды А,У,Г,Ц.

д) Связь между нуклеотидами по правилу комплемен-

тарности (А-Т,Г-Ц)

е) Сахар - дезоксирибоза в) Сахар – рибоза

ж) Первичная структура – последовательность нуклеотидов иРНК - линейная

Вторичная – две цепи тРНК – форма клеверного листа

Третичная - спираль рРНК – глобулярная (вместе с

рБелками)

Длина.

До 1 см (длинная) Короткие (несколько нм)

иРНК более 10000 нуклеотидов

тРНК около 80 нуклеотидов

рРНК

Устойчивость

Устойчивая, долгоживущая иРНК не устойчивая, короткоживу-

щая (кроме РНК в яйцеклетках)

тРНК, рРНК более устойчивы

Синтез

Матричный. Матрица – молекула ДНК Матричный. Матрица – одна цепь ДНК.

Синтез полуконсервативный, комплементарный. Синтез по правилу комплементарности

Репликация Транскрипция.