Физиологические особенности человека

 

Физиология изучает функции живого организма, отдельных органов, систем органов, а также механизм регуляции этих функций.

Человек представляет собой сложную саморегулирующуюся и самообновляющуюся систему клеток и неклеточных структур, которые в процессе развития образуют ткани, органы и системы органов, объединенных клеточными, гуморальными и нервными механизмами регуляции в целостный организм.

Ткани. Совокупность клеток, сходных по происхождению, строению и функции, образует ткань. Выделяют четыре группы тканей: эпителиальные, соединительные, мышечные и нервную. Ткани образуют органы.

Эпителиальные ткани (однослойный и многослойный эпителий) покрывают поверхность тела, выстилают изнутри органы и стенки полостей тела, образуют железы. Они выполняют защитную, секреторную, выделительную функции; обеспечивают обмен веществ между организмом и окружающей средой.

Соединительные ткани (рыхлая и плотная волокнистые соединительная ткани, жировая ткань, хрящевая и костная ткани, кровь, лимфа) выполняют функции: трофическую (связанную с участием клеток в обмене веществ), защитную (фагоцитоз, выработка иммунитета), механическую (образуют строму органов, связки, скелет), пластическую (участвуют в процессах регенерации, заживления ран), гомеостатическую (обеспечивают поддержание постоянства внутренней среды организма).

Мышечные ткани (гладкая мышечная ткань, поперечно-полосатая скелетная и сердечная мышечная ткани) обладают свойствами сократимости возбудимости и обеспечивают в организме двигательные процессы.

Нервная ткань составляет основу нервной системы, она представлена нервными клетками и нейроглией. Основными свойствами нервной ткани являются возбудимость и проводимость. В рецепторах возникает возбуждении, которое передается в центральную нервную систему, оттуда к рабочим органам, вызывая ответную реакцию на внешние и внутренние раздражения.

Орган – обособленная часть тела, имеющая определенную форму, строение, функции и положение в организме. Все органы снабжены нервами, кровеносными и лимфатическими сосудами. Регуляция работы органов и систем органов осуществляется нервным и гуморальным путем.

Гуморальная (жидкостная) регуляция осуществляется за счет гормонов, медиаторов, ионов, продуктов обмена, выделяемых клетками одних тканей органов в кровь, лимфу и воздействующих на клетки других тканей и органов, изменяя их работу. Ведущая роль в этом способе регуляции функций принадлежит железам внутренней секреции.

Нервная регуляция происходит рефлекторно и в отличие от гуморальной, она обеспечивает более быструю перестройку функций органов и организма в целом в соответствии с определенными условиями существования.

Деятельность всех структур организма, начиная с клетки и заканчивая системой органов, согласованна и подчинена единому целому, сохранения относительного постоянства внутренней среды организма. Способность сохранять постоянство химического состава и физико-химических свойств внутренней среды называют гомеостазом. Особенностью организма является способность его к саморегуляции, что обеспечивает устойчивость индивидуума к воздействию факторов внешней среды. Нервный и гуморальный механизмы регуляции взаимосвязаны. Активные химические вещества, образующиеся в организме, способны оказывать свое воздействие и на нервные клетки, изменяя их функциональное состояние. Образование и поступление в кровь многих активных химических веществ находится, в свою очередь, под регулирующим влиянием нервной системы. В этой связи правильнее говорить о единой нервно-гуморальной системе регуляции функций организма.

Опорно-двигательная система образована скелетом и мышцами. С ее деятельностью связана одна из ведущих функций всего организма – движение. Скелет и его соединения являются пассивной частью аппарата движения, а прикрепленные к костям скелетные мышцы – активной.

Скелет человека состоит из более 200 костей и их соединений. Он выполняет опорную, защитную, двигательную функции. Кроме того, кости участвуют в минеральном обмене и кроветворении (красный костный мозг).

Скелетные мышцы (около 400 мышц) выполняют в теле человека ряд функций связанных с перемещением тела и его частей в пространстве, дыхательными движениями, жеванием, глотанием, мимикой, артикуляцией звуков и т.д. Мышцы работаю рефлекторно, т.е. сокращаются под влияние нервных импульсов через неврно-мышечный синапс (медиатором служит ацетилхолин), поступающих из центральной нервной системы. Корковый отдел двигательного анализатора находится в передней центральной извилине коры больших полушарий, но непосредственно мышцы получают импульсы от нейронов серого вещества спинного мозга, продолговатого и среднего мозга.

Пищеварительная система представляет собой комплекс органов, осуществляющих процесс механической и химической обработки пищи, всасывание переработанных веществ и выведение наружу непереваренных и неусвоенных составных частей пищи. Сложные органические вещества пищи (белки, жиры, углеводы) распадаются на более простые, которые всасываются в кровь или лимфу усваиваются организмом как пластический и энергетический материал. В пищеварительной системе различают пищеварительный канал и пищеварительные железы, открывающиеся в него своими выводными протоками. Пищеварительный канал имеет длину 8–10 м подразделяется на отделы: полость рта, глотка, пищевод, желудок, тонкая и толстая кишка. Пищеварительный центр находится в продолговатом мозге. Наиболее крупные пищеварительные железы – поджелудочная железа и печень.

Поджелудочная железа состоит из экзокринной части, вырабатывающей панкреатический сок (поступает в двенадцатиперстную кишку) и эндокринной части, секретирующей в кровь гормоны инсулин и глюкогон.

Печень состоит из долек, образованных печеночными клетками. Печень вырабатывает желчь (по желчному протоку поступает в двенадцатиперстную кишку), активирующая действие всех пищеварительных ферментов, эмульгирующая жиры. Помимо участи в пищеварении печень выполняет барьерную функцию в организме, обезвреживая ядовитые вещества, образующиеся в процессе обмена или поступающие извне. В клетках печени синтезируется гликоген.

Обмен веществ – одно из основных свойств живых организмов. Суть его состоит в постоянном обмене веществ и энергии между организмом и внешней средой. Совокупность всех химических превращений (т.е. процессов ассимиляции и диссимиляция) в живом организме, обеспечивающих его жизне­деятельность, называют обменом веществ (метаболизмом). В период роста организма преобладает ассимиляция во взрослом организме устанавливается относительное равновесие между ассимиляцией и диссимиляцией; в старческом возрасте ассимиляция отстает от диссимиляции. Процессы превращения жиров, углеводов и белков строго согласованы между собой.

Обмен белков. Аминокислоты, входящие в состав белков, подразделяют на заменимые и незаменимые. Суточная потребность в белках составляет около 80 – 150 г и зависит от интенсивности физической нагрузки. При избытке поступающих с пищей белков они превращаются в жиры и углеводы. Белки пищи расщепляются ферментами пищеварительных соков до аминокислот, которые всасываются в кровь. В регуляции белкового обмена наиболее важную роль играют гормоны щитовидной железы.

Обмен углеводов. Углеводы – основной источник энергии в организме. При расщеплении 1 г высвобождается 17,6 кДж энергии. Суточное потребление углеводов должно составлять около 500 г. При избытке их в пище углеводы могут превращаться в жиры, а при недостатке они могут образовываться из белков и жиров. Сложные углеводы пищи расщепляются в пищеварительном тракте до моносахаридов, которые с током крови попадают в печень, где из них синтезируется гликоген. Гормоны адреналин, глюкагон и адренокортикотропный гормон вызывают повышение расщепления гликогена, тогда как инсулин тормозит распад гликогена и способствует его синтезу из глюкозы в печени. Согласованное действие этих гормонов сохраняет определенный уровень глюкозы в крови.

Обмен жиров. Жиры содержат наибольшие запасы энергии. При распаде 1 г выделяется 38,9 кДж энергии. Половина энергетических затрат обеспечивается за счет окисления жирных кислот и глицерина. Суточная потребность в жирах состав­ляет 70 – 80 г. Избыточное употребление в пищу углеводов и белков приводит к отложению жира в организме. В регуляции жирового обмена существенную роль играют железы внутренней секреции – надпочечники, гипофиз, щитовидная же­леза.

Водно-солевой обмен. Вода составляет около 70% массы тела. Суточная потребность в воде для взрослого организма соответствует 2,5 – 3 л. Воду, которую человек получает в виде питья (1,5 л) и в составе пищевых продуктов (1 – 1,2 л). Воду также образуется при окислительном распаде в организме белков, жиров и углеводов(500 мл). Центр регуляции потребности воды находится в гипоталамусе. Организм нуждается в поступлении не только воды, но и минеральных веществ для поддержания кислотно-щелочного равновесия (натрий, калий, хлор), в обеспечении процессов возбудимости нервной и мышечной тканей (калий), в образовании костного скелета (фосфор, кальций, магний), для гемоглобина, миоглобина (железо) и т.д. Важную роль в организме играют витамины – группа биологически активных органических соединений различной химической природы, посту­пающих в организм с пищей растительного и животного происхождения, часто являющихся составной частью ферментов.

Дыхательная система. В процессе дыхания различают три этапа: внешнее (легочное) дыхание, заключающееся в обмене газов в легких между организмом и средой; транспорт газов кровью; тканевое дыхание, состоящее из газообмена в тканях и биологического окисления в митохондриях. Внешнее дыхание обеспечивается системой органов дыхания, которая включает носовую полость, гортань, трахею, бронхи и легкие. Находясь в спокойном состоянии, человек вдыхает и выдыхает около 500 см³ воздуха. При глубоком вдохе человек может вдохнуть еще около 1500 см³ воздуха. Регуляция дыхания осуществляется дыхательным центром, расположенным в продолговатом мозге. Гуморальная регуляция дыхания заключается в том, что увеличение в крови концентрации СО₂ повышает возбудимость дыхательного центра, что обусловливает учащение и углубление дыхания. На дыхательные движения оказывает влияние кора больших полушарий, что выражается в возможности произвольно задерживать дыхание, изменять его ритм и глубину.

Выделительная система. Основными органами выделения являются почки. Они способствуют поддержанию постоянства ионного состава, осмотического давления, рН крови и внеклеточной жидкости, удаляют из организма многие вредные и ядовитые вещества. В выделении участвуют также легкие (выводят СО₂, Н₂О и некоторые летучие вещества), кишечник (соли тяжелых металлов, продукты превращения жёлчных пигментов),потовые железы (выделяют с потом воду, мочевую кислоту, мочевину, аммиак, соли и др.). Регуляция деятельности почек осуществляетсянейрогуморальными механизмами.

Внутренняя среда организма. Кровь, лимфа, тканевая жидкость образуют внутреннюю средуорганизма. Кровеносная и лимфатическая системы обеспечивают гуморальную связь между органами, объединяя обменные процессы в общую систему. Относительное постоянство физико-химических свойств внутренней среды способствует существованию клеток организма в довольно неизменных условиях и уменьшает влияние на них внешней среды.

Кровь выполняет следующие функции: транспортную, распределения теплоты, регуляторную, защитную, участвует в выделении, поддерживает постоянство внутренней среды организма. В организме взрослого человека содержится около 5 л крови, в среднем 6 – 8 % от массы тела. Потеря 1/3 –1/2 объема крови может привести к смерти. Кровь представляет собой непрозрачную красную жидкость, состоящую из плазмы (55%) и взвешенных в ней клеток, форменные элементов (45%) – эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. При переливании небольших доз крови от донора (человека дающего кровь) реципиенту (принимающему кровь) необходимо учитывать группу крови. Людей с I группой крови называются универсальными донорами, так как эту группу можно переливать всем четырем группам. Людей с IV группой называют универсальными реципиентами, так как им можно переливать любую группу крови. Кровь II группы может быть перелита II и IV группам, кровь III группы может быть перелита III и IV группам. При переливании больших доз крови используют только одногруппную кровь.

Иммунитет – способ защиты организма от генетически чужеродных веществ и инфекционных агентов. 3ащитные реакции организма обеспечиваются клетками фагоцитами, а также белками – антителами.

Лимфа – бесцветная жидкость; образуетсяиз тканевой жидкости и не содержит эритроцитов, имеет различный состав в зависимости от особенностей их обмена веществ (лимфа, оттекающая от печени, имеет наибольшее количество белка, от кишечника – липидов).

Благодаря кровообращению кровь осуществляет связь всех органов тела человека и выполняет свойственные ей функции. Движение крови по сосудам обеспечивается органами кровообращения, которые представлены центральным пульсирующим органом – сердцем и сосудами – артериями, капиллярами и венами. Сердечная мышца обладает свойством автономии, способностью сокращаться под влиянием импульсов, возникающих в само сердце. Работа сердца заключается в ритмическом нагнетании крови из вен в артерии. Эта функция выполняется благодаря попеременным ритмическим сокращениям и расслаблениям мышечных волокон миокарда. Систола (сокращение) и диастола (расслабление) согласованы и составляют цикл работы сердца. В норме частота сердечных сокращений взрослого человека колеблется от 60 до 80 в 1 мин, у спортсменов 40 – 50, у новорожденных 140. Регуляция сердечной деятельности осуществляется блуждающим (парасимпатическим) нервом, который вызывает урежение силы сердечных сокращений, и симпатическими волокнами, оказывающими ускоряющее и усиливающее действие. Центры, регулирующие деятельность сердца, находятся в продолговатом и спинном мозге. Кроме того, имеются центры регуляции сердечной деятельности в гипоталамусе и коре больших полушарий. Большую роль в регуляции деятельности сердца играют различные гуморальные влияния. Гормон надпочечников адреналин учащает и усиливает работу сердца, ацетилхолин (медиатор) обладает противоположным эффектом, гормон тироксин учащает сердечный ритм. При резких физических (нагрузках или состоянии эмоционального напряжения мозговой слой надпочечников выбрасывает в кровь большие количества адреналина, что приводит к резкому усилению сердечной деятельности.

Кровеносные сосуды тела объединяют в большой и малый круги кровообращения. Сосуды большого круга снабжают кровью органы, сосуды малого круга обеспечивают газообмен в легких. Аорта дает начало большому кругу кровообращения, назначение которого – питание кровью, богатой кислородом и питательными веществами, всего тела человека. В капиллярах артериальная кровь насыщается углекислым газом и продуктами распада и превращается в венозную. Венозная кровь собирается сначала в мелкие, а затем в крупные вены и, наконец, по двум полным венам возвращается в правое предсердие. Здесь заканчивается большой круг кровообращения. Малый (легочный) круг кровообращения начинается из правого желудочка, откуда кровь направляется в легкие. Там благодаря газообмену венозная кровь превращается в артериальную, затем возвращается в левое предсердие, а оттуда – в левый желудочек.

Нервная система регулирует работу органов, осуществляет согласованную деятельность разных систем органов, обеспечивает связь организма с внешней средой, а также сознательную деятельность людей. Выполнение этих функций связано с особенностями строения и функционирования нервных клеток, их отростков и соединений (синапсов). Основными свойствами нервного волокна и тела нервной клетки являются возбудимость ипроводимость. Наиболее характерным свойством клеточной мембраны не только нейронов, и всех живых клеток является поддержание разности потенциалов между цитоплазмой и внеклеточной жидкостью – потенциала покоя, причем внутренняя сторона мембраны заря­жена отрицательно по отношению к наружной. Потенциал покоя обусловлен неравенством концентраций ионов К⁺, Nа⁺ и Сl^– по обе стороны клеточной мембраны и неодинаковой проницаемостью мембраны для этих ионов. Разность потенциалов у большинства клеток создается диффузией ионов К⁺ из цитоплазмы в наружную среду, а ионов Сl^– наружной среды в цитоплазму. Нервная регуляция носит рефлекторный характер. Рефлексом называют ответную реакцию организма на раздражение рецепторов, осуществляемую через центральную нервную систему (ЦНС). Путь, по которому распространяется возбуждение при осуществлении рефлекса, называют рефлекторной дугой. Рефлекторные дуги состоят из следующих компонентов: рецептора, воспринимающего раздражение; чувствительного (центростремительного) нервного волокна, по которому возбуждение, передается от рецептора в ЦНС; нервного центра – группы вставочных (ассоциативных) нейронов, расположенных на различных уровнях ЦНС и передающих нервные импульсы с чувствительных нервных клеток на двигательные; двигательного (центробежного) нервного волокна, передающего возбуждение от ЦНС к исполнительному органу, деятельность которого изменя­ется в результате рефлекса. Нервная система анатомически подразделяется на центральную (спинной и головной мозг) и периферическую (нервы, нервные узлы, сплетения, нервные окончания. В зависимости от характера иннервации органов и тканей нервную систему делят на соматическую и вегетативную. Соматическая нервная система регулирует произвольные движения скелетной мускулатуры и обеспечивает чувствительность. Вегетативная нервная система регулирует деятельность внутренних органов, кровеносной системы, желез внутренней секреции и обмен веществ.

Спинной мозг расположен в позвоночном канале и состоит из серого (внутренний слой) и белого (наружный слой) вещества, с отходящими отростками нейронов. Спинной мозг выполняет две важные функции: рефлекторную и проводниковую. Какрефлекторный центр спинной мозг осуществляет двигательные и вегетативные рефлексы. Двигательные нейроны спинного мозга иннервируют все мышцы туловища и конечностей. С вегетативными центрами спинного мозга связаны важнейшие вегетативные рефлексы: сосудодвигательный, пищевой, дыхательный, дефекации, мочеиспускания, половой. Рефлекторную функцию спинной мозг осуществляет во взаимодействии с головным мозгом. Проводниковая функция производится за счет восходящих и нисходящих путей белого вещества.

Головной мозг находится в мозговом отделе черепа. Масса головного мозга у взрослых людей составляет около 1400 – 1600 г. Он состоит из пяти отделов: переднего, промежуточного, среднего, заднего (мост и мозжечок) и продолговатого. Полушария переднего мозга человека являются эволюционно более новыми и достигают наибольшего развития (до 80% массы мозга). Продолговатый мозг, варолиев мост (задний мозг), средний и промежуточный образуют ствол головного мозга. От головного мозга отходят 12 пар черепно-мозговых нервов.

Продолговатый мозг выполняет две функции: проводнико­вую и рефлекторную – центры дыхания, сердечной деятельности, сосудодвигательный, центры безусловных пищевых рефлексов (сосания, глотания, отделения пищеварительных соков), защитных рефлексов (кашля, чихания, мигания, слезоотделения, рвоты). С деятельностью продолговатого мозга, кроме того, связаны рефлексы положения тела, изменения тонуса шейных мышц и мышц туловища. Белое вещество продолговатого мозга.

Задний мозг состоит из варолиева моста и мозжечка. Проводящие пути моста связывают продолговатый мозг и мозжечок с большими полушариями. Основными функциями мозжечка являются координация движений и нормальное распределение мышечного тонуса.

Средний мозг (четверохолмие) состоит из двух ножек и крыши (пластинки четверохолмия). Он играет важную роль в регуляции мышечного тонуса и в появлении установочных рефлексов, обеспечивающих сохранение правильного положения тела в пространстве. Четверохолмие является центром зрительных и слуховых ориентировочных рефлексов.

Промежуточный мозг включает зрительные бугры (таламус), надбугорную область (эпиталамус), подбугорную область (гипоталамус) и коленчатые тела. Сверху к нему прилегает эпифиз, снизу – гипофиз. Таламус является подкорковым центром всех видов чувствительности, за исключением обонятельной. Кроме того, он регулирует и координирует внешнее проявление эмоций (мимику, жесты, изменение дыхания, пульса, давления). В гипоталамусе находятся высшие центры вегетативной нервной системы, обеспечивающие постоянство внутренней среды, а также регулирующие обмен веществ, температуру тела. С гипоталамусом связаны чувство голода, жажды и насыщения, регуляция сна и бодрствования. Гипоталамус контролирует деятельность передней доли гипофиза и вырабатывает гормоны, поступающие в заднюю долю гипофиза. В состав надбугорья входит эпифиз. Ядра эпиталамуса принимают участие в работе обонятельного анализатора. В коленчатых телах находятся подкорковые центры зрения и слуха.

Передний мозг представлен правым и левым полушариями, которые соединены пластинкой белого вещества – мозолистым телом. Белое вещество представляет собой проводящие пути полушарий. Среди белого вещества находятся ядра серого вещества (подкорковые структуры).

Кора больших полушарий представляет собой слой серого вещества толщиной в 2–4 мм. Она образована нервными клетками (14–17 млрд.). Многочисленные складки, извилины и борозды значительно увеличивают площадь коры (до 2000–2500 см). Различные области коры определяют разные функции, с чем связано выделение в ней ряда зон. Двигательная зона коры расположена в передней центральной извилине лобной доли, зона кожно-мышечной чувствительности – в задней центральной извилине теменной доли. Зрительная зона находится в затылочной доле, слуховая – в височной. Центры обоняния и вкуса функционально связаны между собой и расположены на внутрен­ней поверхности височной и лобных долей. Ассоциативные зоны коры (в частности, теменная доля) связывают различные области^-коры. Здесь происходит интеграция всех импульсов, поступающих в мозг. Деятельность этих зон лежит в основе высших психических функции человека (памяти, способности к логическому мышлении и обучению, воображению), обеспечивающих возможность целе­сообразной реакции поведения. Они играют важную роль в формировании условных рефлексов.

Вегетативная нервная система является частью нервной системы, регулирующей деятельность внутренних органов (дыхания, кровообращения, пищеварения, выделения и др.). Она влияет на обмен веществ и рост; играет ведущую роль в поддержании постоянства внутренней среды и в приспособительных реакциях организма. Центральная часть вегетативной нервной системы расположена в среднем, продолговатом и спинном мозге. Вегетативная нерв­ная система состоит из двух частей: симпатической и парасимпатической. К большинству внутренних органов подходят как симпатические, так и парасимпатические нервные волокна (двойная иннервация), которые обычно оказывают противоположные влияния (например, парасимпатическое влияние – ослабление и замедление сердечной деятельности, симпатическое – усиление и ускорение). Это имеет большое значение в приспособлении организма к меняющимся условиям среды. Деятельность вегетативной нервной системы не подчинена воле человека.

Высшая нервная деятельность – деятельность высших отделов центральной нервной системы, обеспечивающих наиболее совершенную приспособляемость животных и человека к условиям среды. Основой высшей нервной деятельности у млекопитающих является кора больших полушарий вместе с подкорковыми ядрами переднего мозга. Положения о рефлекторной деятельности мозга были высказаны И.М.Сеченовым в 1863 г. в книге «Рефлексы головного мозга». Идеи И.М. Сеченова получили развитие в трудах И.П. Павлова. Всю совокупность рефлексов, происходящих в организме, И.П. Павлов разделил на две группы: безусловные и условные.

Безусловные рефлексы – врожденные, передающиеся по наследству (слюноотделение, глотание, дыхание и т.д.), видовые, имеют постоянные рефлекторные дуги, осуществляются в ответ на адекватное раздражение на уровне спинного мозга и ствола мозга, подкорковых ядер.

Условные рефлексы – приобретенные организмом в течение жизни, индивидуальные, не имеют готовых рефлекторных дуг, они формируются при определенных ус­ловиях, непостоянные, могут выработаться и исчезнуть, осуществляются на любое воспринимаемое организмом раздражение; формируются на базе безусловных рефлексов и осуществляются за счет деятельности коры головного мозга. При действии условного раздражителя (например, света) в коре возникает очаг возбуждения. Последующее действие безусловного раздражителя (например, пищи) сопровождается появлением второго очага возбуждения в коре. Между ними возникает временная связь (происходит замыкание, по Павлову). После нескольких сочетаний условного и безусловного раздражителей связь становится более прочной. Теперь достаточно только одного условного раздражителя, чтобы вызвать рефлекс. Условные рефлексы не только вырабатываются, но и исчезают или ослабляются при изменении условий существования в результате торможения. И.П. Павлов различал два вида тормо­жения условных рефлексов: безусловное (внешнее) и условное (внутреннее). Безусловное (внешнее) торможение возникает в результате действия нового раздражителя достаточной силы. В коре головного мозга при этом возникает новый очаг возбуждения, который вызывает угнетение существующего очага возбуждения. У человека, например, при острой зубной боли перестает болеть сильно пораненный палец. Условное (внутреннее) торможение развивается по закономерностям условного рефлекса, т.е. если действие условного раздражителя не подкрепляется действием безусловного раздражителя. Благодаря торможению в коре исчезает ненужная временная связь.

Таким образом, в коре происходит сложное взаимодействие процессов возбуждения и торможения, причем кора способна различать и разделять отдельные раздражения (анализ) наряду с возможностью обобщать, объединять возбуждения, возникающие в различных ее участках (синтез).

Поведение любого животного гораздо проще, чем поведение человека. Особенностями высшей нервной деятельности человека являются высокоразвитая психическая деятельность, сознание, речь, способность к абстрактно-логическому мышлению. Высшая нервная деятельность человека сформировалась исторически в ходе трудовой деятельности и необходимости общения. Опираясь на особенности высшей нервной деятельности человека и животных, И.П. Павлов разработал учение о первой и второй сигнальных системах.

Первую сигнальную систему составляет восприятие окружающего мира, связанное с анализом и синтезом непосредственных сигналов, которые приходят от зрительных, слуховых, обонятельных и других рецепторов. Вторая сигнальная система возникла и развилась у человека в связи с появлением речи. Она отсутствует у животных. Вторая сигнальная система обусловлена специфической особенностью высшей нервной деятельности чело­века – восприятием слышимых (произносимых) или видимых (при чтении) слов. Сигнальное значение слова связано не с простым звукосочетанием, а с его смысловым содержанием. Развитие словесной сигнализации сделало возможным обобщения и абстракции, находящие свое выражение в понятийной деятельности человека.

Накопление, хранение и обработка информации – важнейшее свойство нервной системы. Различают два вида памяти: кратковременную и долговременную. В основе кратковременной памяти лежит циркуляция нервных импульсов по замкнутым нейронным цепям. Это может продолжаться от нескольких секунд до 10–20 мин. Информация, хранящаяся в кратковременной памяти, быстро «стирается». В процессе обучения нервные импульсы неоднократно проходят по одним и тем же нервным путям, оставляя в них след. Материальной основой долговременной памяти являются различные структурные изменения, в цепях нейронов, вызванные электрохимическими процессами возбуждения. В долговременной памяти информация хранится в доступном для извлечения виде. В настоящее время найдены пептиды, вырабатываемые нервными клетками и влияющие на процесс памяти. Определенная роль в формировании памяти принадлежит эмоциям. При эмоциональном возбуждении усиливается циркуляция нервных импульсов по цепям нейронов. В формировании памяти участвуют нейроны коры больших полушарий (височные доли), ретикулярная формация ствола мозга, гипоталамическая область. Различают зрительную, слуховую, осязательную, двигательную, или моторную, и смешанную память в зависимости от того, какой из анализаторов играет в этом процессе главную роль.

Анализаторы. Организм человека улавливает различные изменения, происходящие во внешней среде, с помощью органов чувств – осязания, зрения, слуха, вкуса и обоняния. В каждом из них имеются специфические рецепторы, воспринимающие определенный вид раздражения. В зависимости от способа взаимодействия рецептора с раздражителем различают контактные (рецепторы кожи, вкусовые) и дистантные (зрительные, слуховые, обонятельные) рецепторы. И.П. Павлов ввел понятиеанализатора как функциональной системы, состоящей из трех компонентов: рецептора (периферической части), проводниковой части и центральной части, представленной соответствующей областью коры головного мозга. В рецепторе энергия внешнего раздражения трансформируется в нервные импульсы, а затем по чувствитель­ным нервным путям импульсы поступают в соответствующую зону коры, где формируются специфические ощущения.

Железы внутренней секреции не имеют выводных протоков и выделяют свой секрет – гормоны – в кровь и лимфу. Это гипофиз, щитовидная, паращитовидные железы, надпочечники, эпифиз, вилочковая железа. Кроме желез внутренней секреции существуют железы внешней секреции (слюнные железы, печень, молочные, сальные, потовые и др.) и смешанной секреции (половые и поджелудочная железа). Гормоны – химические соединения, обладающие высокой биологической активностью и в малых дозах дающие значительный физиологический эффект – играют ведущую роль в гуморальной регуляции функций организма.

Гипоталамус (отдел промежуточного мозга) – высший центр регуляции эндокринных функций. Он объединяет нервные и эндокринные регуляторные механизмы в единую нейроэндокринную систему, оказывая влияние на эндокринные железы либо по нисходящим нервным путям, либо через гипофиз (гуморально).

Гипофиз (нижний придаток мозга; масса около 0,6 мг) выделяет гормоны: соматотропный (регулирует рост), гонадотропный (способствует росту половых клеток и образованию половых гормонов), тиреотропный (действует на щитовидную железу), адренокортикотропный (усиливает синтез гормонов коры надпочечников), вазопрессин (влияет на гладкую мускулатуру артериол и повышает артериальное давление; угнетает мочеобразование) и др.

Эпифиз расположен в полости черепа, над таламусом между холмами среднего мозга (масса около 0,2 мг). Выделяет гормон мелатонин, тормозящий действие гонадотропных гормонов. Секреция эпифиза изменяется в зависимости от освещенности: свет подавляет синтез мелатонина.

Щитовидная железа (масса 30–40 г) расположена на шее впереди гортани. В ней образуются гормоны, богатые иодом: тироксин, трииодтиронин др. Основной функцией этих гормонов является стимуляция окислительных процессов в клетках, регуляция водного, белкового, жирового, углеводного и минерального обменов, роста и развития организма. Оказывают действие на функции центральной нервной системы и высшую нервную деятельность.

Паращитовидные железы – парные образования (масса 0,2–0,5 г), тесно прилегающие к щитовидной железе и вырабатывают паратгормон, вызывающий повышение уровня Са²⁺ в плазме.

Надпочечники – парные железы, расположены на верхних полюсах почек (масса около 15г). Они вырабатывают глюкокортикоиды (влияют на обмен углеводов, белков, жиров и др.), минералокортикоиды (регулируют обмен натрия и калия, действую на почки) и половые гормоны(андрогены, эстрогены и прогестерон, обуславливающие развитие вторичных половых признаков), адреналин (повышает систолический объем, ускоряет частоту сердечных сокращений и др.) и норадреналин (замедляет частоту сердечных сокращений).

Вилочковая железа (тимус) наибольшую массу имеет у новорожденных. после наступления полового созревания ее развитие прекращается и железа постепенно атрофируется. В железе размножаются и дифференцируются клетки – предшественники Т-лимфоцитов (зрелые Т-лимфоциты ответственны за развитие иммунитета).

Поджелудочная железа выделяет пищеварительные ферменты в двенадцатиперстную кишку по выводному протоку, а гормоны непосредственно в кровь (глюкагон и инсулин, регулирующих уровень глюкозы в крови).

Половые железы – семенники у мужчин и яичники женщин. За счет внешнесекреторной функции образуются сперматозоиды и яйцеклетки. Эндокринная функция связана с выработкой мужских (фндрогены – тестостерон и андростерон) и женских (эстрагены – эстрадиол ипрогестерон) половых гормонов. В мужских половых железах помимо андрогенов вырабатыва­ется небольшое количество женских половых гормонов, а в женских одновременно с эстрогенами образуется небольшое количество андрогенов. При нарушении функции яичников или семенников изменяется соотношение продукции этих гормонов.

Размножение и развитие. Половое размножение обеспечивает смену поколений человеческих популяций. При слиянии женской и мужской половой клеток образуется зигота, дающая начало новому организму. Она наследует признаки отца и матери. Половые клетки образуются в половых органах: яйцеклетки – в яичниках, сперматозоиды – в семенниках. Оплодотворение яйцеклетки сперматозоидом происходит в маточной трубе. Образовавшаяся диплоидная зигота начинает делиться. Зародыш затем попадает в матку и внедряется в ее слизистую оболочку. Оплодотворение возможно в течение 12 – 24 ч после ову­ляции (т.е. выхода яйцеклетки из фолликул яйчника в брюшную полость), пока яйцеклетка сохраняет свою жизнеспособность. Способность к оплодотворению сперматозоидов сохраняется 2–4 сут. Если оплодотворения не произошло, то яйцеклетка разрушается и отторгается слизистая оболочка матки (менстуация). Самая наибольшая вероятность оплодотворения яйцеклетки примерно с 11 по 19 день после первого дня ментсруального периода.

В развитии человека выделяют эмбриональный (пренатальный или внутриутробный) и постэмбриональный периоды.

Эмбриональное развитие человека (продолжается в среднем 280 сут.) делят на три периода: начальный (1-я неделя развития), зародышевый (2–8-я недели), плодный (с 9-й недели развития до рождения ребенка).

Постэмбриональный период включает детство, отрочество и зрелость (взрослое состояние). Каждый из этих этапов состоит из нескольких стадий, имеющих ряд характерных особенностей.

Детство включает три стадии: первое детство начинается с появления ребенка на свет и продолжается 3 года, это период развития функциональной независимости и речи; второе детство охватывает период с 3 до 6 лет и характеризуется развитием личности ребенка и когнитивных процессов; третье детство продолжается с 6 до 12 лет и соответствует школьному возрасту и включению ребенка в социальную группу. Начало полового созревания знаменует собой окончание детства и вступление ребенка в отрочество.

Отрочество подразделяется на два периода: пубертатный период соответствует половому созреванию и продолжается до 15 или 16 лет; ювенальный период (юность), продолжающийся с 16 до 18–20 лет.

Зрелость несколько произвольно разделяют на три стадии: стадия ранней зрелости охватывает период с 20 до 40 лет; зрелый возраст, продолжающийся с 40 до 60 лет; период зрелости начинается с 60–65 лет и чаще всего сопровождается отходом человека от активной жизни, после 75 возраст считается преклонным.

Средняя продолжительность жизни в развитых странах составляет 80 лет у женщин и 72 года у мужчин. По мнению некоторых ученых, продолжительность человеческой жизни (за редкими исключениями) не может превышать 110 лет.

Жизнь уходит также поэтапно – в обратном порядке по сравнению с тем, как она развивается. Можно выделить четыре стадии этого процесса: социальная смерть; психическая смерть; мозговая смерть; физиологическая смерть.

Эволюция ранних форм человека – Homo habilis, Homo erectus и более поздних форм – неандертальцев, кроманьонцев. Формирование человека под действием не только природных факторов, но и под все возрастающим влиянием социальных факторов. Социально детерминированный характер эволюции современного человека.

Эволюционная экология как теоретическая база для объ­яснения эволюции человека и его предков. Основные принципы экологии и их связь с теорией эволюции. Естественный отбор и факторы, ограничивающие отбор. Типы эволюционных изменений: филетические изменения и дивергенция. Отбор и адапта­ция. Адаптивная радиация. Адаптивные признаки организма как средства решения проблем, поставленных перед организ­мом окружающей средой. Принципиальное сходство эволюции человека и других видов живой природы: эволюция гоминид как процесс взаимодействия внутренних сил эволюции (филогенетического наследия) и внешних сил (окружающей среды); одновременное существование нескольких видов гоми­нид в определенные периоды эволюции; повторяемость эволю­ционных тенденций в разных ветвях гоминид.

Филогенетическое развитие человека. Геологическая хро­нология. Хронологические рамки эволюции человека. Реконст­рукция облика понгидного предка человека. Гоминоиды и гоминиды. Построение филогенетических схем эволюции гоминид по данным палеонтологии, сравнительной морфологии, карио­логии, иммуногенетики, сравнительной биохимии, этологии.

Использование «молекулярных часов» для датировки эволюци­онных событий гоминид.

Действие основных факторов эволюции в современных че­ловеческих популяциях и возможные пути эволюции человека в будущем: снижение значения многих факторов эволюции, таких как естественный отбор, изоляция, волны численности; про­должение действия, а в ряде районов даже усиление мутацион­ного процесса.