скачать книгу бесплатно
В интернете есть достаточное количество видеороликов с хорошим описанием анатомии человека и такой формат самообучения тоже считается актуальным, если человеку так удобнее учить.
ОБЩАЯ ЦИТОЛОГИЯ
Клетка – это живая система, которая является основной строения, развития и жизнедеятельности всего организма. Клетка состоит из мембраны, цитоплазмы и ядра.
Мембрана клетки – это жидкая динамическая система и обладает следующими свойствами:
Защ
ита и избирательная проницаемость;
Взаимодействие с соседними клетками и внеклеточной средой;
Обладает рецепторной, антигенной и транспортной функциями.
На рисунке представлена организация клеточной оболочки.
Соответственно рисунку можно увидеть что основными составляющими оболочки клетки будет сама мембрана, а так же над- и подмембранные слои. Клеточная мембрана представляет собой двойной слой липидных молекул со встроенными в него белками.
В каждой липидной молекуле различаются гидрофильная головка и гидрофоб
ные хвосты. Билипидный слой получается за счет взаимодействия гидрофобных хвостов липидных молекул друг с другом как это представлено на рисунке 2.
Большую часть свойств мембраны обеспечивают именно белки, входящие в ее состав. Они могут пронизывать ее насквозь, находиться в ней наполовину или рядом с ней.
Надмембранный слой представлен углеводными цепочками, которые связаны с белками и липидами находящимися на поверхности клетки. Эти углеводные цепочки служат для клетки дополнительным запасом энергии и могут представлять собой структуру распознавания «свой-чужой» для клеток иммунитета. Примером служит группа крови АВО эритроцитов, представленная углеводными цепями на поверхности клетки.
Подмембранный слой образован белками-элементами клеточного каркаса которые придают клетке свойства упругости, подвижности и сохранения формы. Например при движении иммунной клетки происходит сокращение сети микрофиламентов, связанных с
белками клеточной мембраны. Формируются выросты цитоплазмы – псевдо-конечности для перемещения. При поглощении питательных веществ или бактерий мембрана клетки может наоборот имитировать впячивание, которое затягивается внутрь и превращается в сферу внутри клетки – эндосому.
Одна из проблем ожирения связана с нарушением кровоснабжения кишечника. Длина тонкого отдела кишечника составляет около 7 метров, диаметр около 2,5см. Микроворсинки на внутренней поверхности кишечника значительно увеличивают площадь поверхности до 250 квадратных метров. Это позволяет максимально взаимодействовать кишечнику с пищей. Нарушение кровоснабжения кишечника приводит к укорочению микроворсинок и снижению площади его поверхности. Это ухудшает процессы переваривания и всасывания пищи, вызывая дефицит питательных веществ.
Цитоплазма клетки включает в себя гелеобразную субстанцию, органеллы и включения. Гелеобразная субстанция содержит в себе различные белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты.
Органеллы – это органы клетки. По функциям органеллы делят на общие и специальные. Общие органеллы представлены во всех клетках, а специальные имеются только в определенных клетках и выполняют специфические функции. В мышечных клетках имеются миофибриллы, основная функция которых – сокращение.
По строению органеллы продразделяются на мембранные и немембраные.
К немембранным относят: микротрубочки, рибосомы, клеточный центр, промежуточные филаменты и микрофиламенты.
К мембранным относятся митохондрии, пластинчатый комплекс Гольджи, лизосомы, пероксисомы, эндоплазматическая сеть.
Мембранные органеллы представляют собой замкнутые участки со своей внутренней структурой и ограниченные мембраной, подобной мембране клетки. Все органеллы плотно взаимодействуют между собой, словно конвеер на фабрике по изготовлению и переработке различных веществ.
МИТОХОНДРИИ
Одна из теорий предполагает что митохондрия – это эволюционно мигрировавшая бактерия внутрь клетки. Она смогла остаться внутри благодаря своим свойствам утилизировать кислород. Клетки с митохондриями эволюционно смогли лучше адаптироваться к окружающему миру.
Митохондрия – это органелла размером около 1-2 мкм. В клетке их всегда много. Общий объем митохондрий от объема всей клетки может составлять около 25%. Она ограничена двумя мембранами – гладкой внешней и складчатой внутренней. Благодаря своей складчаточти внутренняя мембрана имеет значительно большую поверхность чем наружная. Это необходимо для того, чтобы вмещать в себе большое
количество ферментов, помогающих превращать питательные вещества в энергию.
Митохондрии являются силовой станцией клетки, неким энергоблоком. Можно выделить главную функцию митохондрий следующим образом: захват богатых энергией питательных веществ из цитоплазмы и их окисление с образованием углекислого газа, воды и АТФ. Больше всего митохондрий представлено в поперечно-полосатой мышечной ткани, печени, бурой жировой ткани и мозге. Эти ткани больше всего потребляют энергии.
Внутри митохондрии есть собственная цепь ДНК и именно по этому есть целый ряд наследственных «митохондриальных» заболеваний, передающихся по женской линии. Это связано с тем, что при оплодотворении, только в яйцеклетке имеются митохондрии.
Они принимают регулирующее участие в самоуничтожении клетки если она повреждается. Эти механизмы могут запускать как сами митохондрии, так и иммунные клетки действующие на них.
По строению различают два типа митохондрий: с пластинчатыми и тубуло-везикулярными кристами. С пластинчатыми кристами митохондрии представлены в тканях, где требуется больше синтеза энергии. С тубуло-везикулярными кристами представлены в клетках надпочечников, синтезирующих стероидные гормоны.
СИНТЕЗ ЭНЕРГИИ
Аденозинтрифосфат (АТФ) – это источник энергии практически для всех клеточных функций. Аденозинтрифосфат образуется при окислении угеводов, жиров и белков. Он является конечной целью их окисления для митохондрии.
Являясь единой «энергетической валютой» АТФ обеспечивает энергией:
Синтез компоненов клетки;
Синтез всех веществ в органимзе;
Мышечное сокращение;
Активный транспорт веществ через мембраны;
Процессы секреции;
Проведение возбуждения по нервам.
Существует два пути синтеза АТФ – анаэробный и аэробный.
Анаэробный путь – это способ получения энергии из питательных веществ без одновременного потребления кислорода.
Аэробный путь – это способ получения энергии путем окисления питательных веществ с использованием кислорода. При анаэробном пути за один цикл в дыхательной цепи образуется всего 2 молекулы АТФ, в то время как при аэробном пути образуется 32. В этом и есть эволюция.
На рисунке ниже представлена примитивная схе
ма дыхательной цепи на внутренней мембране митохондрии.
В процессе окисления глюкозы, ее метаболиты попадают в цикл Кребса, где ферменты отщепляют от них атомы водорода и переносят их на коферменты ФАД и НАД (флавинадениндинуклеотид и никотинамидадениндинуклеотид). Попадая в дыхательную цепь эти ферменты взаимодействуют с белками цепи передавая полученный водород и электроны. Далее электроны движутся по белкам цепи к кислороду. Поступающие в дыхательную цепь электроны богаты свободной энергией и по мере их продвижения они ее теряют. Часть энергии электронов используется белковыми комплексами дыхательной цепи для того, чтобы выкачивать водород из внутренней мембраны наружу. Другая часть рассеивается ввиде тепла.
Перенос водорода с ферментов НАД и ФАД происходит с конкретной целью. Они активно выкачиваются из внутренней мембраны наружу, создавая градиент концентрации водорода. Такой градиент обладает потенциальной энергией. Это можно сравнить тем как образуется молния. Эта потенциальная энергия воздействует на главный фермент дыхательной цепи – АТФ синтазу и она синтезирует энергию.
Знаем, сложно понять, даже после нескольких прочтений. Это самое простое изложение процесса, которое у нас только получилось сделать. Иногда, чтобы понять сложный процесс,
лучше узнать о нем по больше в деталях. Попробуйте узнать о клеточном дыхании в учебнике по биохимии Северина Е.С. Ищите «Окислительное фосфорилирование». Визуальное воспроизведение этого чуда природы так же ищется в любом видео хостинге.
Существуют вещества «разобщители» дыхательной цепи. Разобщение происходит во время движения электронов по цепи. Вещества выталкивают их из цепи наружу. Это приводит к снижению синтеза АТФ и выделению тепла. Также процессы в дыхательной цепи могут вовсе блокироваться. Существуют вещества, которые блокируют белки дыхательной цепи и вызывают гипоксию тканей всего организма вплоть до смерти. Человек дышит в полные легкие, но ткани задыхаются ведь на клеточном уровне дыхание остановлено.
Примеры веществ, влияющих на тот или иной белковый комплекс в дыхательной цепи.
Подавление переноса электронов: цианид, угарный газ, антимицин А (экспериментальный антибиотик), миксотиазол (вырабатывается миксобактерией Myxococcus fulvus), ротенон (инсектицид), амитал (сыворотка правды), пирицидин А (антибиотик), 3,4 Дихлорфенил-1,1-диметилмочевина (гербицид).
Ингибирование АТФ-синтазы: ауровертин (антибиотик), олигомицин (антибиотик), вентурицидин (антимикотик), дициклогексил-карбодиимид (реагент для органического синтеза)
Разобщители: цианид-пара-трифтор-метоксидифенилгидразин, динитрофенол, валиномицин, термогенин
Ингибирование обмена АТФ и АДФ: атрактилозид (органическое вещество, гликозид)
ОСТЕОЛОГИЯ
Остеология – раздел нормальной анатомии, изучающий костный аппарат человека.
Кость – это орган, образованный различными типами клеток и костной тканью. Кость выполняет опорно-механическую и защитную функции. Также костный аппарат является депо фосфора и кальция.
Костная ткань состоит из клеток, замурованных в костное основное вещество, пропитанное неорганическими соединениями и коллагеновыми волокнами. В состав основного вещества входит около 70% неорганических соединений. Это позволяет костной ткани быть прочной.
Коллагеновые волокна относятся к органическому веществу кости. Они придают кости упругость и устойчивость к деформациям. К старости относительное содержание коллагеновых волокон уменьшается, а неорганических увеличивается. В результате повышается хрупкость костей. Это зовется старческим остеопорозом.
Различают два типа костной ткани: грубоволокнистая и пластинчатая. Грубоволокнистая ткань имеется у зародыша, а у взрослого человека остается только в местах прикрепления сухожилий к костям и швах черепа. Пластинчатая костная ткань – это основная ткань из которой состоят кости. Она состоит из костных пластинок, а костные пластинки состоят из клеток, основного вещества и коллагеновых волокон.
КОСТНЫЕ КЛЕТКИ
Остеобласты – молодые, делящиеся клетки, образующие костную ткань. Они расположены на поверхности костных структур. Их функция – это синтез и секреция компонентов основного вещества и участие в его кальцификации. По мере выработки основного вещества остеобласты замуровывают себя в нем, как в цементе и превращаются в остеоциты.
Остеоциты – зрелые клетки костной ткани, утратившие способность вырабатывать основное вещество и делиться. Они лежат в костных полостях повторяющих форму клетки. От полостей отходят канальцы, содержащие отростки остеоцитов. Благодаря отросткам в этих канальцах, остеоциты обмениваются питательными веществами. Таким образом они поддерживают постоянство костной структуры.
Остеокласты – крупные клетки, функция которых заключается в разрушении костной ткани. Этот процесс необходим, когда в крови снижается уровень кальция. Когда человек начинает заниматься активно и длительно физическими нагрузками, его кости требуют изменения формы на микроуровне. Синтезируются костные балки как в эйфелевой башне, которые увеличивают прочность кости. В момент «перестройки» костной ткани так же активно работают остеокласты. Когда вы делаете ремонт в квартире, старые обои нужно сорвать, прежде чем клеить новые.
Костная ткань является основной тканью, образующей скелет. Из нее построены компактное и губчатое вещества кости.
О КОСТИ
Кости бывают: трубчатые, губчатые, плоские, смешанные и воздухоносные. В трубчатых костях различают тело – диафиз, и два конца – эпифизы. Диафиз образован преимущественно компактным веществом, а эпи
физы преимущественно губчатым веществом. Если взять в пример плечевую кость, то из компактного вещества будет состоять ее тело, а из губчатого концы с двух сторон.
Трубчатые кости входят в состав скелета конечностей, играя роль рычагов при движении. Губчатые и плоские кости составляют защитный каркас для внутренних органов, и являются формообразующими для тела. Благодаря губчатым и плоским костям у людей разные лица, разные объемы грудной клетки и таза.
Воздухоносные кости находятся в черепе и их функция – это резонирование произносимых звуков.
В воздухоносных костях есть пазухи. Самые популярные пазухи – верхнечелюстные или «Гайморовы» и лобные. При гайморите у человека закладывает патологическим содержимым верхнечелюстные пазухи и он начинает говорить «в нос». Так же пазухи облегчают кости черепа и согревают вдыхаемый воздух.
Снаружи кость покрыта надкостницей. Надкостница включает в себя обильное количество сосудов, которые доставляют питательные вещества к кости и участвуют в ее регенерации. С двух сторон, в области концов кость покрыта – суставным хрящом.
В составе скелета около 206 костей. Скелет человека условно делят на осевой и добавочный. К осевому скелету относят: череп, позвоночный столб и грудную клетку. К добавочному скелету относят кости верхних и нижних конечностей.
ОСЕВОЙ СКЕЛЕТ
Позвоночный столб образован 33-34 позвонками. Выделяют 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 3-5 копчиковых позвонков. Пять крестцовых позвонков при этом срастаются и образуют крестец, а копчиковые позвонки образуют копчик.
Помимо отделов в позвоночнике выделяют физиологические изгибы. Лордоз – физиологический изгиб позвоночника вперед, а кифоз является физиологическим изгибом назад.
Изначально форма позвоночника у ребенка при рождении дугообразная – тотальный кифоз. Первым формируется шейный лордоз, когда ребенок начинает удерживать голову. Когда ребенок начинает садиться идет формирование поясничного лордоза. Так в совокупности выходит 4 физиологических изгиба. Данные изгибы необходимы для компенсации вертикальной нагрузки на позвоночник.
По статистике патологические искривления позвоночника встречаются у каждого второго. В практике врача еще чаще. К самым распространенным можно отнести кифосколиоз в грудном отделе позвоночника.
Сколиоз – это заболевание при котором искривляется позвоночник. Приставка кифо- обозначает локализацию искривления в дуге позвоночника, направленной назад. Само же искривление идет влево или вправо. Визуально это выглядит так, что у человека одно плечо выше другого.
С такими нарушениями человек должен исключать вертикальные нагрузки на позвоночник с тяжелыми весами. Вертикальная нагрузка – это вес, который сверху вниз оказывает давление на позвоночник. Например штанга на плечах дает вертикальную нагрузку. Когда человек берет в руки гантели, этот вес оказывается на плечевом поясе и тоже является вертикальной нагрузкой. Мышечный каркас грудной клетки берет на себя всю кинетическую энергию от нагрузки на позвоночник. Каким бы он не был сильным, рано или поздно это приведет к тяжелым для человека последствиям. Многие любители фитнеса, которые годами занимаются и для прогресса и азарта берут большие веса могут не осознавать, что их ждет в тот момент, когда они перестанут активно заниматься. Мышцы без физической нагрузки становятся меньше. Организм эволюционно очень умная машина, которая не будет тратить лишних калорий на обеспечение ненужных тканей. Когда объем мышц становится меньше, а при отсутствии нагрузок тонус ниже, тогда и начинают проявляться все микротравмы, полученные во время активных занятий фитнесом.
Мышечная масса растет не только от тяжелого веса, но и от нагрузки высокой интенсивности. Достаточно посмотреть на спринтера или профессионального игрока в регби. Этим пользоваться и брать маленький вес, делая акцент на очень большом количестве повторений. Можно выполнять приседания с весом в 100 килограмм и прогрессировать. А можно выполнять по 1000 приседаний за тренировку без веса и быть ничуть не в худшей форме. Такие «ужасные» задания иногда дают больше результата чем штанга весом в 100 килограмм и травма на многие годы.
Теперь поговорим про единицы из которых формируется позвоночник – позвонки. Позвонок состоит из тела, дуги и отростков, к которым крепятся мышцы и связки спины. Дуга и тело позвонка образуют собой отверстие. Отверстия каждого позвонка в совокупности образуют позвоночный канал. Внутри этого канала располагается спинной мозг.
Позвонок в каждом отделе позвоночника имеет свои отличительные особенности, характерные для этого отдела. Позвонки шейного отдела имеют дополнительные отверстия, внутри которых проходят позвоночные артерии, идущие в головной мозг.
Грудные позвонки имеют дополнительные суставные поверхности к которым прилегают ребра. У позвонков поясничного отдела самые крупные тела и связано это с повышенной вертикальной нагрузкой, оказываемой на них всем весом туловища человека. Чаще всего в практике врача встречаются грыжи, локализованные в шейном и поясничном отделах позвоночника.
Эти отделы характеризуются повышенной подвижностью по сравнению с другими. В случае поясничного отдела, грыжи образуются за счет самой сильной весово
й нагрузки на этот отдел. Шейный отдел самый подвижный из всех. Эта подвижность достигается за счет более поддатливого связочного аппарата. Как известно, где тонко – там и рвется. Межпозвонковые диски шейного отдела значительно меньше в объеме. Они физически не способны переносить большие нагрузки без последствий.
В обыденной жизни существует еще ряд факторов образования грыж в шейном отделе. Чрезмерную нагрузку на шейный отдел позвоночника может оказывать как динамическое движение, например, кувырки на полу, драки, неудачные падения. Длительное пребывание в неудобной для шейного отдела позе может тоже приводить к прогрессии уже существующей грыжи.
Примеры:
–
Человек часами смотрит в экран телефона с наклоненной головой вперед;
–
Сидячая работа у компьютера по 8 часов в день. Когда человек не способен постоянно держать осанку прямой он горбится.
ГРУДНАЯ КЛЕТКА
Грудная клетка – является эластичным, воронкообразным вместилищем для органов. Она состоит из рукоядки грудины, грудины, мечевидного отростка, 12 пар ребер и грудных позвонков. Грудная клетка эластичная. Это продиктовано необходимостью дыхательных движений в разной амплитуде. Эластичность грудной клетки обусловлена подвижностью ребер.
ФОРМЫ ГРУДНОЙ КЛЕТКИ
Для общего развития необходимо различать формы грудной клетки. Это связано с тем, что когда грудная клетка человека деформирована, могут нарушаться функции дыхания и сердцебиения. При интенсивной нагрузке это может привести к тяжелым осложнениям.
К нормальным формам относят: астеническую, нормостеническую и гиперстеническую. Это зависит от соотношения переднезаднего и поперечного размеров грудной клетки. Передне-задний размер – это измерение боковой поверхности грудной клетки спереди-назад. Поперечный размер измеряется спереди от левого края грудной клетки до правого.
Нормостеническая форма. Характеризуется слегка сглаженными над- и подключичными областями, а соотношение передне-заднего и поперечного размеров примерно 2:3.
Астеническая форма. Хараткеризуется западением над- и подключичных, выпячиванием лопаток и соотношением передне-заднего и поперечного размеров 1:2. Такая грудная клетка узкая и плоская.
