Приложение 1 Некоторые аспекты биологии человека

Наш организм — целый мир, построенный из тканей, органов, систем, объединённых сложными регуляторными механизмами в единое целое. Внешне ткани очень непохожи друг на друга и отличаются по выполняемым ими функциям в жизненных процессах. Но во всём этом необыкновенном многообразии в организме человека Свыше заложены общие закономерности, единые для всех тканей. Сердце и мозг, скелетные мышцы и костная ткань образованы их структурными элементами — клетками. Звёздчатые, с длинными и короткими отростками в мозге, веретенообразной вытянутой формы в мышцах, полигональные (многоугольные) в печени — эти и другие структуры определяются функциями, выполняемыми клетками. Протекающие в клетке химические процессы направлены на обеспечение её собственного существования и выполнение определённой роли в организме.

Общий структурный признак всех клеток организма — наличие мембраны[91], окружающей её, формирующей её индивидуальную микроструктуру. Клеточная мембрана — граница, ограждающая внутриклеточную территорию от потерь и защищающая её от нежелательных воздействий извне.

Задач у клетки множество. Все ткани и органы обновляются, сохраняя функциональную полноценность, обеспечивают энергией многообразные биосинтетические процессы, расщепляют устаревшие молекулы, потерявшие свою работоспособность. Процессы анаболизма и катаболизма (синтеза и распада) строго сбалансированы. За счёт высокой специализации функций клеток у ряда органов (например, сердца, печени, мозга) нет дублёров. Каким же образом клетки получают информацию о необходимости «включения» того или иного процесса?

Источниками информации для клеток служат внешние воздействия на человека из окружающей среды. В организме существует многоступенчатая иерархическая система управления, чёткое соподчинение и взаимосвязь между всеми уровнями. Ненужные и лишние действия отсутствуют. Это важные принципы регуляции. Законодатель здесь — центральная нервная система. Её коммуникации — периферическая нервная система. Форма реализации команд — электрический сигнал. Средства её реализации — химические вещества, огромнейшее, несметное множество посредников разного химического строения, а, следовательно, и различного информативного уровня.

Схема строения клетки по данным электронного микроскопа

Современная наука рассматривает три основные контролирующие и регулирующие системы организма. Это нервная, иммунная и эндокринная системы.

Нормальное функционирование органов нашего тела основано на том, что они должны потреблять одни вещества для выработки других, необходимых организму. Для решения этой задачи существует система внутреннего контроля и регулирования — гормональная, или эндокринная система.

Эндокринная система человека — это совокупность специальных органов (желез) и тканей, расположенных в разных частях организма.

Железы вырабатывают биологически активные вещества — гормоны (от греческого hormáo — привожу в движение, побуждаю), которые выполняют роль химических агентов. Гормоны выделяются в межклеточное пространство, где его подхватывает кровь и переносит в другие части организма. Гормоны влияют на деятельность органов, изменяя физиологические и биохимические реакции путём активации или торможения ферментативных процессов (процессов ускорения биохимических реакций и регулирования обмена веществ). То есть, гормоны оказывают на органы-мишени специфическое действие, которое, как правило, не способны воспроизвести другие вещества. Гормоны участвуют во всех процессах роста, развития, размножения и обмена веществ. Химически гормоны представляют собой разнородную группу; многообразие представленных ими веществ включает стероиды, производные аминокислот, пептиды и белки.

Железы, вырабатывающие гормоны, называют железами внутренней секреции, эндокринными железами. Они выделяют продукты своей жизнедеятельности — гормоны — непосредственно в кровь или лимфу (гипофиз, надпочечники и др.). Есть также железы другого вида — железы внешней секреции (экзокринные). Они не выделяют свои продукты в кровоток, а выделяют секреты на поверхность тела, слизистых оболочек или во внешнюю среду. Это потовые, слюнные, слезные, молочные железы и другие. Деятельность желез регулируется нервной системой, а также гуморальными факторами (факторами из жидкой среды организма).

Биологическая роль эндокринной системы тесно связана с ролью нервной системы; эти две системы взаимно координируют функцию других органов и систем органов, нередко разделённых значительным расстоянием.

Основные железы внутренней секреции это — гипоталамус, гипофиз, щитовидная железа, околощитовидные железы, поджелудочная железа, надпочечники и половые железы.

Центральным звеном эндокринной системы является гипоталамус и гипофиз.

Гипоталамус — это орган головного мозга, который, наподобие диспетчерской, даёт распоряжения по выработке и распределению гормонов в нужном количестве и в нужное время.

Гипофиз – железа, расположенная в основании черепа, выделяющая большое количество трофических гормонов — тех, которые стимулируют секрецию других эндокринных желез.

Гипофиз и гипоталамус надёжно защищены костным скелетом черепа и выполнены природой в уникальном для каждого организма, единственном экземпляре.

Эндокринная система человека: железы внутренней секреции

Периферическое звено эндокринной системы — щитовидная железа, поджелудочная железа, надпочечники, половые железы.

Щитовидная железа — секретирует три гормона; расположена под кожей в передней поверхности шеи, и ограждена от верхних дыхательных путей половинками щитовидного хряща. К ней примыкают четыре небольшие околощитовидные железы, участвующие в обмене кальция.

Поджелудочная железа — этот орган является одновременно экзокринным и эндокринным. Как эндокринный, он вырабатывает два гормона — инсулин и глюкагон, регулирующие обмен углеводов. Поджелудочная железа вырабатывает и снабжает пищеварительный тракт ферментами для расщепления пищевых белков, жиров и углеводов.

С почками граничат надпочечники, объединяющие деятельность двух типов желез.

Надпочечники — представляют собой две небольшие железы, расположенные по одной над каждой почкой и состоящие из двух самостоятельных частей — коры и мозгового вещества.

Половые железы (яичники у женщин и яички у мужчин) — вырабатывают половые клетки и другие основные гормоны, участвующие в репродуктивной функции.

Как мы уже знаем, все эндокринные железы и отдельные специализированные клетки синтезируют и секретируют в кровь гормоны.

Исключительна мощь регулирующего воздействия гормонов на все функции организма. Их сигнальная молекула вызывает разнообразные изменения в обмене веществ: регулирует перераспределение энергетического материала и скорость его использования, управляет пополнением топливно-энергетических ресурсов или мобилизует их, усиливает выделение секретов — продуктов деятельности органов, других желез внутренней секреции и т.д. Они определяют ритм процессов синтеза и распада, реализуют целую систему мер для поддержания водного и электролитного баланса — словом, создают индивидуальный оптимальный внутренний микроклимат, отличающийся стабильностью и постоянством, благодаря исключительной гибкости, способности к молниеносному реагированию и специфичности регуляторных механизмов и контролируемых ими систем.

Выпадение каждого из компонентов гормональной регуляции из общей системы нарушает единую цепь регуляции функций организма и приводит к развитию различных патологических состояний.

Спрос на гормоны определяется местными условиями, возникающими в тканях или органе, наиболее зависимом от определённого химического законодателя.

Если представить, что мы попали в режим повышенной эмоциональной нагрузки, то обменные процессы усиливаются. Необходимо обеспечить организм дополнительными средствами для преодоления возникших проблем. Глюкоза и жирные кислоты, легко распадаясь, могут обеспечить мозг, сердце и ткани других органов энергией. Их не нужно срочно вводить с пищей, так как в печени и мышцах существуют запасы полимера глюкозы — гликогена, животного крахмала, а жировая ткань надёжно обеспечивает нас резервным жиром. Этот метаболический запас обновляется, поддерживается в хорошем состоянии ферментами, использующими их в случае необходимости и своевременно пополняющимися при первой же возможности, при появлении малейших избытков.

Ферменты, способные расщеплять продукты наших запасов, расходуют их только по команде, приносимой к тканям гормонами.

В организме вырабатывается множество гормонов. Они обладают разным строением, им свойствен различный механизм действия, они изменяют активность существующих ферментов и регулируют процесс их биосинтеза заново, обусловливая рост, развитие организма, оптимальный уровень обмена веществ.

В клетке сосредоточены разнообразные внутриклеточные службы — системы по переработке питательных веществ, преобразованию их в элементарно простые химические соединения, которые могут быть использованы по усмотрению на месте (например, для поддержания определённого температурного режима). Наш организм живёт при оптимальном для него температурном режиме — 36-37°С. В норме в тканях не возникает резких температурных перепадов. Резкая смена температуры для организма, не подготовленного к этому — фактор опустошительного разрушения, способствующий грубому нарушению целостности клетки, её внутриклеточных образований.