Функциональные системы организма кратко
Обновлено: 02.07.2024
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Нервная система
Всю нервную систему разделяют на центральную и периферическую. К центральной нервной системе (ЦНС) относят головной и спинной мозг. Через периферическую нервную систему осуществляется связь головного и спинного мозга со всеми органами тела. В ее состав входят центростремительные нейроны, которые воспринимают и передают в ЦНС раздражения от воздействий из внешней и внутренней среды организма, и центробежные нейроны, передающие управляющие сигналы из ЦНС ко всем органам. В двигательных актах особая роль принадлежит спинному мозгу, т.к. он соединен нервными путями со всеми скелетными мышцами (за исключением мышц лица).
В периферической нервной системе условно выделяют два отдела -соматический и вегетативный. Соматический отдел периферийной нервной системы обеспечивает иннервацию кожного покрова тела, двигательного аппарата и органов чувств. Вегетативный отдел иннервирует внутренние органы, кровеносную сосуды и железы, регулируя тем самым обменные процессы в организме.
Костная система
Данная система является пассивной частью двигательного аппарата. Она состоит из 206 парных и непарных костей, которые соединены между собой и образуют скелет - твердую опору человеческого тела. В первую очередь эту роль выполняет позвоночный столб, состоящий из 33-34 отдельных позвонков.
Каждая кость построена преимущественно из костной ткани, пронизанной кровеносными, лимфатическими сосудами и нервными волокнами. Твердость кости зависит от содержания минеральных солей, а эластичность - от наличия органических веществ. По мере старения организма количество органических веществ в костной ткани уменьшается и повышается содержание солей кальция, поэтому кости становятся более хрупкими. Благодаря соединениям (суставам) кости могут перемещаться относительно друг другу в результате сокращения мышц. Сустав полностью заключен в суставную капсулу, которая выделяет синовиальную жидкость для смазки сочленяющихся поверхностей.
Капсула, связки и окружающие мышцы ограничивают подвижность сустава, но с помощью физических упражнений, значительно повышающих эластичность связок и мышц, можно увеличить подвижность самого сустава. Кроме механической функции отдельные кости скелета (кости черепа, таза, грудной клетки) выполняют защитную функцию для внутренних органов, а также ряд биологических функций, играющих важную роль в жизнедеятельности организма. В костях содержится основной запас минеральных веществ, который используется организмом по мере необходимости в обменных процессах, а также находится красный костный мозг, вырабатывающий эритроциты, лейкоциты и другие форменные элементы крови.
Мышечная система
Какова сила мышц? Если бы удалось все мышцы обычного человека сложить в одну, то по подсчётам, она справилась с подъёмом 9000 кг груза!
Почему же человек, обладающий такими сильными мышцами, так относительно слаб? Дело в том, что наш двигательный аппарат построен таким образом, что проигрывая в силе, мы получаем большой выигрыш в расстоянии и скорости
Например, подняли мы руку вверх – дельтовидная мышца при этом сократилась на 4-5 см, зато кисть переместилась за это время на целых 150 см. Но чтобы поднять в прямой руке какой-нибудь груз, эта же мышца должна тянуть с силой, превышающий вес груза в несколько раз. Вот почему человек намного слабее своих мышц.
Чувствительные нервные волокна передают импульсы в обратном направлении. Эти импульсы – своеобразный отчёт о проделываемой мышцами работе. То есть это обратная связь. Через симпатические нервные волокна регулируются обменные процессы: изменяется качественный и количественный состав мышц, что приспосабливает их к изменившимся условиям работы. Мышцу пронизывает широко разветвлённая сеть кровеносных капилляров. По ним поступают всевозможные вещества, необходимые для работы мышц, для строительства новых клеток, и удаляются продукты распада. Говоря техническим языком, мышцы – это химический двигатель. Учёные даже подсчитали коэффициент полезного действия – 25-30 %.
Это означает, что четверть всех потенциальных энергетических возможностей, имеющихся в распоряжении мышц, идёт на выполнение механической работы. Остальное на производство тепла, чем мы, например, пользуемся, когда замёрзнув, принимаемся махать руками, прыгать и постукивать ногой о ногу.
Сердечно-сосудистая система
Обеспечивает циркуляцию жидкостей в организме, которая представляет собой непременное условие его нормальной жизнедеятельности. Мы уже знаем, что на этом построен гуморальный механизм регулирования всех происходящих в нём процессов. Посредством движения крови и лимфы осуществляется, с одной стороны – доставка к органам и клеткам необходимых веществ и кислорода, а с другой – удаление из органов продуктов обмена и доставка их к другим органам, в том числе и выделительным. По характеру циркулирующей жидкости в сосудистой системе различают два отдела: кровеносный и лимфатический, которые структурно и функционально тесно связаны между собой. С сосудистой системой связаны также селезёнка и красный костный мозг, являющиеся органами кроветворения.
Ещё основоположник физиологии английский учёный Гарвей в 1628 году доказал, что кровь в организме движется по замкнутым кругам: от сердца по артериям к тканям тела и оттуда через вены к сердцу. Существует два круга кровообращения: большой и малый. Большой круг начинается от левого желудочка сердца через аорту, через артерии разного калибра, капилляры к венам и далее в правое предсердие, а оттуда в правый желудочек, легочные артерии, капилляры, легочные вены, впадающие в левое предсердие. В большом круге через стенки сосудов осуществляется обмен веществ между кровью и тканями. Артериальную кровь отдаёт кислород и, обогащаясь углекислым газом, превращается в венозную. В малом кругу, в капиллярах лёгких венозная кровь, насыщаясь кислородом, а освобождаясь от углекислого газа, превращается в артериальную. Сокращениями желудочков сердца кровь изгоняется в аорту и легочную артерию. Непрерывное движение крови обеспечивается разностью давления в сосудах, которое возникает в результате деятельности сердца, работающего как насос.
« Сердце…- источник жизни, начало всего, солнце микрокосма, от которого зависит вся жизнь, вся свежесть и сила организма: ничто не может заменить сердце и взять на себя его функции. Вот почему, может быть, горе, любовь, зависть, заботы и всё им подобное может вызвать исхудание, истощение, худосочие и различные страдания, влекущие за собой болезнь и гибель людей.
Такие рекорды может показать не каждое сердце, а только сердце тренированного человека.
Несколько слов о давлении и пульсе. При каждом сокращении сердца в артерии под большим давлением выбрасывается некоторое количество крови. Её свободному передвижению препятствует сопротивление стенок периферических сосудов. В итоге в кровеносных сосудах создаётся давление, называемое кровяным. Оно не одинаково в различных отделах кровеносной системы: самое большое в крупных артериях, а в полных венах становится ниже атмосферного. Давление в артериях будет тем выше, чем сильнее сокращение сердца и чем больше периферическое сопротивление сосудов. Кровяное давление не одинаково на протяжении сердечного цикла. В момент сокращения (систолы) желудочков оно максимально и называется максимальным или систолическим, а в момент паузы (диастолы) – минимальными или диастолическим. Кровяное давление в пределах 100 – 139 мм. рт. ст. считается нормотоническим, ниже 100 мм – гипотоническим, выше 139 мм – гипертоническим. У пожилых людей в связи с понижением эластичности стенок сосудов максимальное давление обычно выше, чем у молодых. У детей давление ниже, чем у взрослых. Давление изменяется при эмоциональном возбуждении, при физической работе. Артериальный пульс – это ритмичные колебания стенки артерии, обусловленные систолой желудочков.
И артериальное давление, и пульс при определённой дозированной нагрузке у тренированного человека увеличивается меньше, чем у тренированного. В покое у большинства здоровых людей пульс 60-70 ударов в минуту ( у женщин больше, чем у мужчин). У физически активных людей сердечный ритм, как правило, редкий. Это явление называется брадикардией (до 40 уд/мин). Мышечная деятельность вызывает учащение сердцебиений до 150-200 уд/мин и выше. Очень высокое учащение пульса (200-220 уд/мин) не является эффективным, так как период расслабления сердца при этом укорачивается и полости желудочков не успевают заполниться, что ведёт к уменьшению кровотока. Установлено, что в большинстве случаев при пульсе 180 уд/мин происходит максимально возможное потребление кислорода.
Что же представляет из себя кровь, лимфа, и те сосуды, по которым они движутся? В организме взрослого человека 5-6 литров крови. По кровеносным сосудам движется не вся кровь. Значительная её часть (до 50%) находится в резерве в так называемых депо крови (селезёнке, печени, подкожной клетчатке). Кровь человека имеет слабощелочную реакцию. Показатель активной реакции рН= 7,4 в артериальной и 7,35 в венозной крови. Сдвиг в кислую сторону у последней вызван повышенным содержанием углекислоты. рН может колебаться в пределах 7.0 – 7.8 большое отклонение представляет опасность для жизни. Работа мышц приводит к сдвигу крови в кислую сторону.
Кровь – это своеобразное зеркало, отражающее все состояния организма. Недаром клиническую картину крови периодически подвергаются все занимающиеся физической культурой и спортом.
Кровь состоит из жидкой части (плазмы) и форменных элементов: белых кровяных телец (лейкоцитов), защищающих организм от микробов и от инородных веществ; красных кровяных телец (эритроцитов) и кровяных пластинок (тромбоцитов), играющих важную роль при свёртывании крови. В покое у человека в норме в 1 кубический миллиметре содержится 6-8 тысяч лейкоцитов; эритроцитов – 5 млн у мужчин и 4,5 у женщин. В эритроцитах содержится вещество гемоглобин, придающее крови красный цвет. Благодаря ему кровь доставляет кислород всем тканям организма через разветвлённую капиллярную сеть. Общая протяжённость мельчайших сосудов – капилляров примерно равно 10000 км, а их поверхность около 2500-3000 квадратных метров! В них и происходит обмен веществ между кровью и тканями. Число капилляров в разных тканях неодинаково. Их больше в тех тканях, где обмен веществ интенсивнее.
Лимфа (от латинского – чистая вода) представляет собой прозрачную жидкость, в которой содержатся белые форменные элементы – лимфоциты, которые образуются в лифоузлах и играют важную роль в защите организма от болезнетворных микроорганизмов. По своему составу эта жидкость похожа на плазму крови, но в ней содержится меньше белков. Движение лимфы значительно медленнее, чем движение крови (примерно 1м в 10-15 мин) и направлено только в сторону сердца. Из лимфатических капилляров лимфа поступает в более крупные лимфососуды, и , наконец, попадает в венозное русло. После приёма пищи и во время физической работы лимфоток увеличивается. Сокращающиеся скелетные мышцы сдавливают проходящие в них лифатические сосуды. Это способствует перемещению лимфы по направлению к венам. Массаж также ведёт к усилению лимфообращения, что способствует активации восстановительных процессов в послерабочем состоянии.
Дыхательная система
Обеспечивает дыхание, то есть процесс обмена кислородом и углекислым газом между организмом и наружным воздухом. Процессы окисления, происходящие в организме в связи с обменом веществ, требуют постоянного притока кислорода и выделения углекислого газа. Ткани обмениваются этими газами с окружающей средой (лимфой и кровью). Этот процесс обмена называется тканевым дыханием. Кровь – переносчик газов между лёгкими и тканями. Как же осуществляется легочное дыхание?
Через каждые 3-4 секунды у человека под влиянием нервных импульсов, поступающих из ЦНС (из дыхательного центра, находящегося в продолговатом мозгу), происходит сокращение дыхательных мышц. В результате объём грудной клетки и заключённых в ней лёгких увеличивается, и воздух по дыхательным путям свободно проникает внутрь лёгких. Так осуществляется вдох. С началом расслабления дыхательных мышц происходит выдох. Прежде чем попасть в лёгкие, воздух проходит через носовую и ротовую полости, глотку, гортань, трахею, ветвистую систему бронхов и бронхиол. В этих путях не происходит обмен газов, здесь воздух согревается, увлажняется и очищается от пылевых частиц, микроорганизмов. Лёгкие состоят из очень нежной, легко травмируемой ткани, толщиной всего лишь 1-1,5 микрона. Они покрыты тонкой оболочкой (плеврой), играющей роль своеобразного футляра.
Если бы постоянно присутствующая в воздухе пыль бесприпятстсвенно проникала в лёгкие, их ткань неизбежно была бы разрушена. Система очистки воздуха весьма хитроумна. Носовые пути извилисты, и при быстро прохождении воздуха более тяжёлые его частицы, двигаясь по инерции прямолинейно, ударяются о стенки и прилипают к содержащейся в ней слизи, затем вместе со слизью удаляются. Однако этот механизм очистки работает только при носовом дыхании. Проскочившие первый барьер частицы пыли могут оседать на стенках воздухоносных путей, а затем выводится из организма посредством мерцания мельчайших ресничек, которыми снабжены воздухоносные пути.
При чрезмерном загрязнении мелкими частицами эти механизмы очистки не срабатывают, а вредные примеси оседают на стенках альвеол. Вот почему так важна охрана чистоты воздушного бассейна городов, воздуха рабочих помещений, физкультурных залов. Конечной целью продвижения воздушного потока является множество микроскопических тонкостенных пузырьков (альвеол). Их в лёгких миллионы, и они обвиты сетью кровеносных сосудов.
Именно здесь, в местах соприкосновения тончайших мембран альвеол и капилляров, происходит обмен газов (проникновение в кровь кислорода и выделение из неё в воздух альвеол углекислого газа).
Пищеварительная система
Обеспечивает начальный этап обмена веществ в организме. В процессе пищеварения происходит механическая и химическая обработка пищи. В результате сложные питательные вещества расщепляются под влиянием ферментов на более простые, и в растворённом состоянии всасываются из пищеварительного аппарата в кровь, и, таким образом, усваиваются организмом. Первоначально пищевые массы подвергаются воздействию пищеварительных соков, выделяемых железами пищеварительного тракта. Эти соки содержат гидролитические ферменты, расщепляющие белки до аминокислот, жиры до глицерина и солей жирных кислот, углеводы до моносахаридов.
Лишь вода, минеральные соли, и небольшое количество органических соединений всасываются в кровь без предварительной обработки. К пищеварительным процессам относятся двигательные, секреторные и всасывательные. Процессы переваривания пищи в отдельных участках пищеварительного тракта, и деятельность различных желёз тесно связаны между собой. Например, поступление пищи в рот рефлекторно вызывает сокоотделение.
Мышечная деятельность, повышая обмен веществ и энергии, стимулирует работу пищеварительной системы. Однако, это воздействие не всегда положительно.
Так, выполнение физической работы непосредственно после приёма пищи не только не усиливает, а наоборот, задерживает пищеварительные процессы. Угнетение пищеварительных функции в этом случае связано с торможением пищевых центров возбуждёнными двигательными центрами. Необходимо также учитывать, что не только мышечная работа тормозит пищеварительные процессы, но и интенсивное переваривание пищи отрицательно влияет на двигательную деятельность, так как возбуждение пищевых центров и отток крови от мышц к органам брюшной полости снижает эффективность физической работы. Кроме того, наполненный желудок способствует высокому положению диафрагмы, что неблагоприятно влияет на работу дыхательной системы. Поэтому, между приёмом пищи и занятиями физическими упражнениями целесообразно выдерживать интервал не менее чем в 2-2,5 часа.
Выделительная система
Органы выделения работают согласованно, постоянно перераспределяя обязанности между собой. Например, вода покидает организм разными путями: через почки (1,5 литра в сутки), лёгкие (400 мл), кишечник (200 мл), кожу (500 мл). Но во время мышечной работы увеличивается количество воды, выводимой лёгкими и потовыми железами, и уменьшается выводимой почками.
Или, если по каким-то причинам удалена одна из двух почек, то вторая будет справляться с увеличенной на неё нагрузкой, и нарушений в организме не наступает. Надо отметить, что моча, как и кровь, очень точный индикатор каких-либо изменений в организме. Поэтому нельзя пренебрегать её анализом после перенесённых заболеваний гриппом, ангиной или периодически в процесс физкультурно-спортивной деятельности. Особенно обязательным исследование мочи является для всех спортсменов.
Читайте также: