Организм - как единая саморазвивающаяся и саморегулирующаяся система

tify">     Функциональное  объединение систем и органов, имеющих  различные источники происхождения  — анатомический аппарат (опорно-двигательный, вестибулярный).  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3 Опорно-двигательный аппарат 

     Опорно-двигательный аппарат (ОДА) объединяет костную и  мышечную систему, большое число  парных и непарных костей, мышц, суставов, связок, мышечных сухожилий.

     Твердой опорой тела человека является скелет, состоящий из костей и их соединений. При любых положениях тела (стоя, сидя, лежа) все органы опираются на кости скелета. Скелет защищает от повреждений более глубоко расположенные структуры (например, костный мозг, центральную нервную систему, сердце и др.). Движение костей возможны благодаря действию мышц, прикрепляющихся к ним.

     Некоторые части скелета — позвоночник  с его функциональными изгибами и суставы нижних конечностей  совместно со связочно-мышечным аппаратом  осуществляют амортизационные функции.

     Помимо  опорной, защитной и двигательной функций  кости скелета имеют большое  значение в минеральном обмене и  кроветворении. Именно в костях содержатся основные запасы минеральных веществ  организма (кальций, фосфор, и др.), здесь они откладываются в случае их избытка, и отсюда они черпаются при необходимости.

     Костный мозг, находящийся в костях, участвует  в образовании форменных элементов крови (лейкоциты, эритроциты).

     В живом организме кость на 50 % состоит  из воды, в состав остальной части входят органические (12,4 %) и неорганические (21,85 %) вещества.

     Органическим  веществом кости является оссеин, неорганическими веществами — известковые  соли, а так же хлористый натрий. Неорганические вещества придают костям твердость, органические — гибкость и упругость.

     Соотношение органических и неорганических веществ  у людей неодинаково и может  меняться в зависимости от возраста, условий питания, занятий спортом  и пр. В детском возрасте относительное  содержание органических веществ в  костях больше, вследствие чего, они имеют меньшую твердость и большую гибкость; к старости относительное количество оссеина уменьшается, вместе с тем увеличивается хрупкость костей. Занятие физическими упражнениями способствует улучшению таких механических свойств кости, как сопротивляемость на излом, изгиб, сдавливание, растяжение, скручивание. Следует знать, что как недостаточная, так и избыточная физическая нагрузки тормозят рост костей.

     Подвижные соприкосновения костей в области  их соприкосновения образуют сустав (локтевой, коленный и др.). На одной из костей, образующий сустав, находится суставная впадина, на другой — соответствующая ей по форме головка. Соединяющиеся в суставе поверхности костей покрыты слоем гиалинового хряща, облегчающего движение одной кости, относительно другой.

     Эластичность  хряща в суставах способствует смягчению  ударов и сотрясений при ходьбе, прыжках и других движениях.

     Сверху  сустав покрыт специальной оболочкой  — суставной сумкой.

     Полость сустава герметически закрыта и  имеет небольшой объем, зависящий от формы и размеров сустава. Она заполняется синовиальной (суставной) жидкостью, уменьшающей трение между суставными поверхностями при движении.

     Важными структурными образованиями суставов являются внутрисуставные диски, мениски, связки. Внутрисуставные диски (хрящевые образования) обеспечивают большую подвижность в суставе. Мениски улучшают подвижность костей, амортизируют толчки и сотрясения, способствуют разнообразию движений.

     Укрепляя  суставы, связки одновременно играют роль тормоза, ограничивающего подвижность соединяющихся костей. С помощью физических упражнений можно увеличить эластичность связочного аппарата и степень подвижности в суставе. Степень подвижности суставов зависит от пола, возраста, индивидуальных особенностей, степени тренированности, окружающей температуры и даже время дня.

     Отсутствие  достаточной двигательной активности приводит к разрыхлению суставного хряща и изменению суставных  поверхностей сочленяющихся костей, к появлению болевых ощущений, создаются условия для образования воспалительных процессов.

     Кости и соединяющие их элементы составляют пассивную часть опорнодвигательного  аппарата. Мышечная система является его активной частью.

     Различают три вида мышц: гладкие мышцы внутренних органов, поперечнополосатые скелетные мышцы и особая поперечно-полосатая сердечная мышца.

     Гладкая мышечная ткань выстилает стенки кровеносных сосудов и некоторых  внутренних органов. Она обеспечивает сужение или расширение сосудов, осуществляет продвижение пищи по желудочно-кишечному тракту, сокращает стенки мочевого пузыря.

     Поперечно-полосатыми скелетные и сердечная мышцы  называются потому, что в поле микроскопа они имеют поперечную исчерченность.

     Поперечно-полосатая  сердечная мышца обеспечивает ритмическую  работу сердца на протяжении всей жизни человека автоматически.

     Скелетные мышцы обеспечивают сохранение положений  тела в пространстве, участвуют в  его движении, защищают расположенные  под ними внутренние органы, и идущие между ними сосуды и нервы от внешних  воздействий; при сокращении мышц выделяется тепловая энергия, поэтому они участвуют в поддержании постоянства температуры тела.

     Основой мышц являются белки. Они составляют 80–85 % мышечной ткани. Главным свойством  мышечной ткани, как уже говорилось, является сократимость, которая обеспечивается за счет сократительных мышечных белков — актина и миозина.

     Строение  мышечной ткани достаточно сложно. Мышца имеет волокнистую структуру, каждое волокно — это мышца  в миниатюре, совокупность этих волокон  и образует мышцу в целом. В свою очередь мышечное волокно состоит из сократительных элементов — миофибрилл. Отдельная часть миофибрилл называется — саркомер.

     Каждая  миофибрилла по длине делится  на чередующиеся светлые и темные участки. Темные участки — протофибриллы, состоящие из длинных цепочек (нитей) молекул белка — миозина, светлые — образованны еще более тонкими белковыми нитями актина. Сокращения мышечного волокна происходит за счет вхождения нитей актина между нитями миозина (теория скольжения). Саркомер укорачивается, как складная подзорная труба; объем его остается неизменным, а поперечник увеличивается.

     По  своей форме и размерам мышцы  очень разнообразны. Есть мышцы длинные  и тонкие, короткие и толстые, широкие  и плоские. Мышцы, расположенные  на туловище, имеют более плоскую форму. Мышцы конечностей характеризуются относительно большей длинной.

     Различия  в форме мышц связаны с выполняемой  ими функцией. Длинные тонкие мышцы (например, длинные сгибатели пальцев  руки или ноги), как правило, участвуют  в движениях с большой амплитудой. В противоположность им короткие толстые мышцы (например, квадратная мышца поясницы) участвуют в движениях с небольшой амплитудой, но могут преодолевать значительное сопротивление.

     Многие  мышцы (пары мышц) имеют определенное название, например: широчайшая мышца спины, прямая мышца живота, двуглавая мышца плеч, четырехглавая мышца бедра и др. В сфере физической культуры, говоря о скелетной мускулатуре, чаще всего упоминают мышцы в связи с их двигательными функциями. Так, по функциональному назначению и направлению движений в суставах различают мышцы: сгибатели и разгибатели, приводящие и отводящие, сфинктеры (сжимающие) и расширители. Если мышцы окружают сустав с двух сторон и участвуют в двух направлениях движения, происходит сгибание и разгибание или приведение и отведение. При этом мышцы, действие которых направленно противоположно, называются антагонистами, если же они действуют в одном направлении — синергистами.

     В процессе мышечного сокращения химическая энергия превращается в механическую. Источником энергии для мышечного сокращения служат особые органические вещества, богатые потенциальной энергией и способные,  расщепляясь, отдавать ее: это аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), креатинфосфорная кислота (КрФ), углеводы и жиры.

     При этом химические процессы в мышце могут протекать, как при наличии кислорода (в аэробных условиях), так и при его отсутствии (в анаэробных условиях).

     Непосредственным  источником энергии сокращения мышц является АТФ. Однако запасы АТФ в мышцах не велики. Их хватает лишь на одну–две секунды работы. Для продолжения работы мышц требуется постоянное пополнение АТФ. Восстановление ее происходит в анаэробных (безкислородных) условиях — за счет распада креатинфосфата и глюкозы. В аэробных (кислородных) условиях — за счет реакции окисления жиров и углеводов.

     Быстрое восстановление АТФ происходит в  тысячные доли секунды за счет распада  КрФ. Наибольшей эффективности этот путь энергообразования достигает  к 5–6 секунде работы, но затем запасы КрФ исчерпываются, так как их в организме немного.

     Медленное восстановление АТФ в анаэробных условиях обеспечивается энергией расщепления  глюкозы (выделяемой из гликогена) —  реакцией гликолиза с образованием в конечном итоге молочной кислоты (лактата) и восстановлением АТФ. Эта реакция достигает наибольшей мощности к концу первой минуты работы. Особое значение этот путь энергообеспечения имеет при высокой мощности работы, которая продолжается от 20 секунд до 1–2 минут (например, при беге на средние дистанции), а также при резком увеличении мощности более длительной и менее напряженной работы (старты и финишные ускорения при беге на длинные дистанции). Ограничение использования углеводов связано не с уменьшением запасов гликогена (глюкозы) в мышцах и печени, а с угнетением реакции гликолиза избытком накопившейся в мышцах молочной кислоты.

     Во  время продолжительной равномерной  мышечной активности происходит аэробная регенерация АТФ, главным образом  за счет окислительных процессов. Необходимая  для этого энергия выделяется в результате окисления углеводов или жиров. Время развертывания аэробного пути образования АТФ составляет 3–4 минуты (у спортсменов менее 1 минуты), а продолжительность работы может исчисляться даже часами. Этот путь отличается также высокой экономичностью: в ходе такого процесса идет глубокий распад исходных веществ до конечных продуктов — СО2 иН2О. Скорости процессов образования и расщепления АТФ при этом равны и находятся в состоянии динамического равновесия. Максимальная мощность работы, развиваемая при аэробном ресинтезе АТФ, индивидуальна и зависит от уровня тренированности человека.  

4 Кровь. Кровеносная система 

     Кровь — жидкая ткань, циркулирующая в  кровеносной системе человека и  представляющая собой непрозрачную красную жидкость, состоящую из бледно-желтой плазмы и взвешенных в ней клеток — красных кровяных телец (эритроцитов), белых кровяных телец (лейкоцитов) и красных пластинок (тромбоцитов). На долю взвешенных клеток (форменных элементов) приходится 42–46 % общего объема крови.

     Основная  функция крови — транспорт  различных веществ внутри организма.

     Она переносит дыхательные газы (кислород и углекислый газ) как в физически  растворенном, так и в химически  связанном виде. Этой способностью кровь обладает благодаря гемоглобину  — белку, содержащемуся в эритроцитах. Кроме того, кровь доставляет питательные вещества от органов, где они всасываются или хранятся, к месту их потребления; образующиеся здесь метаболиты (продукты обмена) транспортируются к выделительным органам или к тем структурам, где может происходить их дальнейшее использование.

     Целенаправленно, к органам-мишеням, кровью переносятся  также гормоны, витамины и ферменты. Благодаря высокой теплоемкости своей главной составной части  — воды (в 1 л плазмы содержится 900–910 г воды), кровь обеспечивает распределение  тепла, образующегося в процессе метаболизма, и его выделение во внешнюю среду через легкие, дыхательные пути и поверхность кожи.

     Доля  крови у взрослого человека составляет примерно 6–8 % общей массы тела, что  соответствует 4–6 л. Объем крови  у человека может претерпевать значительные и длительные отклонения в зависимости от степени тренированности, климатических и гормональных факторов. Так, у некоторых спортсменов объем крови в результате тренировок может превышать 7 л.

     А после длительного периода постельного  режима он может становиться ниже нормы. Кратковременные изменения объема крови наблюдаются при переходе из горизонтального в вертикальное положение тела и при мышечной нагрузке.

     Кровь может выполнять свои функции, только находясь в постоянном движении. Это  движение производится по системе сосудов (эластичных трубочек) и обеспечивается сердцем. Благодаря сосудистой системе организма, крови доступны все уголки тела человека, каждая клетка. Сердце и кровеносные сосуды (артерии, капилляры, вены) образуют сердечно-сосудистую систему.