1.6. Тканини організму і їх життєві функції

Тканина - це історично сформована система клітинних і міжклітинних форм живої речовини, які мають подібні риси в будові, походженні і виконують характерні для даної тканини функції.

Розрізняють 4 види тканин: епітеліальні, тканини внутрішнього середовища, м'язова і нервова.

Епітеліальні тканини покривають тіло ззовні, внутрішні поверхні травного тракту, дихальних, сечостатевих органів, серозні оболонки входять в склад залоз організму.

Через епітеліальну тканину відбувається обмін речовин між організмом і зовнішнім середовищем, вона виконує також захисну функцію (епітелій шкіри), функції секреції, всмоктування (кишечний епітелій), виділення (залози), газообмін (епітелій легень).

Відмінні риси епітелію: він завжди займає пограничне положення, відсутність кров'яних судин, живлення відбувається шляхом дифузії поживних речовин із тканин, які лежать під епітелієм.

Мал. 4. Види та різновиди тканин

За будовою і розміщенням клітин розрізняють : одношаровий, багатошаровий епітелій.

За формою клітин: плоский, кубічний, призматичний.

На основі структурно - функціональних особливостей виділяють: шкіряний, кишковий, нирковий і циломічний епітелій.

Епітелій складає основну масу залоз. Функція епітеліаль­них клітин – утворення і виділення речовин, необхідних для життєдіяльності організму.

Тканини внутрішнього середовища ( сполучні тканини ). Ця група тканин дуже різноманітна за будовою.

Загальною морфологічною ознакою для них є те, що вони складаються із клітин і міжклітинної речовини, до якої входять волокнисті структури і аморфна речовина. Сполучна тканина утворює опорні системи організму: кістки скелета; хрящі; зв'язки; фасції; сухожилля.

Входячи до складу органів, виконує механічну, захисну та трофічну функції (формує строму органів, живить клітини і тканини, транспортує кисень і вуглекислий газ), захищає організм від мікроорганізмів, вірусів і пошкоджень, об’єднує різні види тканин між собою.

Всі сполучні тканини поділяють на: опорно – трофічні, опорні.

До опорно – трофічних сполучних тканин належать: кров, лімфа; пухка волокниста; ретикулярна.

До опорної сполучної тканини входить: кісткова, хрящова, щільна волокниста тканина.

Пухка сполучна тканина входить до складу кров'яних судин, протоків, нервів, відділяє органи один від одного і від стінок порожнин тіла, утворює строму органів.

Щільна сполучна тканина складає зв'язки, сухожилля, фасції, апоневрози, фіброзні перетинки.

Хрящова тканина складається із клітин хонтроцитів і міжклітинної речовини підвищеної кислотності.

У тілі людини розрізняють: гіалінову хрящову тканину; еластичну хрящову тканину; волокнисту хрящову тканину.

Гіаліновий хрящ складає хрящі трахеї, бронхів, краї ребер, суглобові поверхні кісток.

Еластичний хрящ входить до складу вушної раковини, надгортанника.

Волокниста хрящова тканина складає міжхребцеві диски, сполучення лобкових кісток.

Кісткова тканина утворює кістковий скелет голови, кінцівок, тулуба людини, захищає органи, приймає участь в мінеральному обміні.

Кісткова тканина складається із клітин (остеоцитів, остеобластів, остеокластів) і міжклітинної речовини. Міжклітинна речовина має велику кількість ( до 70% ) мінеральних солей, що забезпечує значну міцність кісткової тканини.

Кров, лімфа і міжклітинна речовина внутрішнім середовищем організму. Кров несе до тканин поживні речовини і кисень, забирає продукти обміну і вуглекислий газ, здійснює вироблення антитіл, переносить гормони, які регулюють діяльність різних систем організму.

М’язові тканини поділяються на три види: посмуговану, гладеньку, посмуговану серцеву.

Основною властивістю м’язової тканини є здатність до скорочення, що лежить в основі всіх рухових процесів в організмі.

Скорочувальним елементом м’язових тканин є міофібрили.

Гладенька м'язова тканина входить до складу стінок внутрішніх органів (кишечник, матка, сечовий міхур), кровоносних судин і скорочується довільно.

Посмугована тканина утворює скелетні м’язи. Структурною і функціональною одиницею такої тканини є міосимпласт - посмуговане м’язове волокно.

Нервова тканина є основним елементом системи, яка регулює і координує всі процеси в організмі людини, здійснює його взаємозв’язок з навколишнім середовищем.

До складу нервової тканини входять 2 види клітин: нейрони і гліоцити.

Нейрони виконують функції збудження і проведення нервового імпульсу, а гліоцити – опорну, трофічну і захисну функції.

1.7. Організм як єдине ціле: клітинний механізм регуляції, гуморальна, нервова, нервово-гуморальна регуляції, саморегуляція, поняття гомеостазу

Незважаючи на те, що організм складається з окремих дискрет­них одиниць життя - клітин, які утворюють тканини і органи, він працює як єдине ціле. Узгодження діяльності окремих структурних одиниць відбувається завдяки механізмам регуляції фізіологічних функцій, які здійснюють функціональну організацію організму. Це клітинний механізм регуляції, хімічна або гуморальна регуляція і нервова регуляція.

Клітинний механізм регуляції. Одиницею життя є клітина. Саме в ній відбувається обмін ре­човин, який забезпечує певну упорядкованість її структур і функцій. Ця упорядкованість безперервно змінюється відповідно до змін пара­метрів навколишнього середовища. Отже, і обмін речовин, і фізіологічні функції носять пристосувальний характер. Ці пристосувальні зміни відбуваються завдяки власним клітинним механізмам регуляції життєдіяльності, їхня діяльність полягає в тому, що вони:

• сприймають всі зміни навколишнього середовища;

• здійснюють якісну і кількісну оцінку їх, тобто переводять подраз­нення в інформацію;

• перекладають інформацію на мову обміну речовин;

• організують специфічну фізіологічну функцію;

• здійснюють пластичне і енергетичне забезпечення функції.

Пластичне забезпечення функції клітини полягає у самовідновленні її структур і ферментів, які постійно руйнуються як внаслідок діяль­ності клітини (катаболічні процеси ) так і мимовільно. У зв’язку з тим, що в обох випадках вирішальну роль відіграють білки (як струк­турні, так і ферментні ), то йдеться про їхній безперервний біологічний синтез.

Поява інформації у клітині активує ферментні системи, які розщеплюють багаті на енергію речовини, звільняють енергію, необхідну для здійснення будь-якого процесу.

Гуморальна регуляція. В процесі еволюційного розвитку першими сформувались гумо­ральні (рідинні) механізми регуляції. Вони виникли на тому етапі, коли з’явились кров і кровообіг. Гуморальна (від лат. humor- рі­дина, волога) регуляція здійснюється за допомогою біологічно-актив­них речовин, які в дуже малих концентраціях здатні викликати знач­ні зміни функцій окремих органів і організму в цілому. До таких бі­ологічно активних речовин відносяться: медіатори, або речовини-посередники, що приймають участь практично у всіх життєвих процесах організму людини і здійснюють передачу нер­вового імпульсу з одних нервових клітин на інші; гормони - речовини, які здатні активізувати або гальмувати функціо­нальну діяльність органів і систем; продукти обміну та інші активні речовини, що містяться в рідинах організму (кров, лімфа, цереброспінальна рідина).

Цей вид регуляції є найбільш універсальним. Але є в нього і деякі істотні недоліки. Перший недолік - це “безадресність” гумо­ральної регуляції. По висловлюванню фізіолога А.В.Ухтомського, во­на здійснюється за принципом “всім, всім, всім”. Тобто, біологічно активні речовини з кров’ю підводяться до всіх клітин і організму і змінюють діяльність багатьох з них, незалежно від того, “вигідно” це в даний момент організмові, чи ні. Другий недолік гуморальної регуляції - це повільність дії і тривалість впливу, тобто неможли­вість швидкої перебудови діяльності організму, зміни його функції, оскільки цей вид регуляції обмежений швидкістю руху крові по суди­нах, яка дорівнює 50 см/с.

Для більш цілеспрямованої реакції організму в додаток до гу­моральної регуляції в процесі еволюції сформувалась нервова систе­ма, що забезпечує найбільш адекватні і швидкі реакції на будь-які зовнішні впливи. Виник нервовий механізм регуляції функцій, який забезпечує швидку перебудову функцій органів і організму в цілому у відповідності з умовами існування. Це можливо тому, що швидкість розповсюдження нервових імпульсів по нервовим провідникам значно перевищує швидкість руху крові по судинах і становить 120-140 м/с (проти 0,5 м/с при гуморальній регуляції ).

В основі нервової регуляції лежить принцип рефлексу. Рефлекс (від лат. reflexus - повернутий назад, відбитий) - це виникнення змін у функціональній активності органів, тканин чи організму в цілому або ж повне їх припинення, що здійснюється за участю центральної нервової системи у відповідь на подразнення ре­цепторів організму. Шлях, який проходить збудження, називається рефлекторною дугою. Вона складається з рецептора, чутливого (аферент­ного) доцентрового шляху, нервового центру, виконавчого (еферентного) відцентрового нервового шляху, виконуючого (робочого) органа, або ефектора. ема

Рецептори (від лат. recipio – сприймати) сприймають подразнення. Вони знаходяться в органах чуттів, у шкірі, внутрішніх орга­нах. Під впливом будь-яких подразнень у рецепторах виникає збуд­ження - нервовий імпульс.

Ефектор - це орган, який дає відповідну реакцію. Головним елементом функціональної організації нервової системи є нервовий центр. Нервовий центр - це сукупність однієї або кількох груп нервових клітин, які здійснюють рефлекс або організо­вують певну фізіологічну функцію. Всі рефлекси І.П.Павлов розпо­ділив на дві групи: безумовні і умовні. Безумовні є природженими, спадковими і виявляються вже при народженні (сисний, хватальний, зіничний та інші). Умовні рефлекси формуються протягом життя вна­слідок утворення тимчасових зв’язків у вищих відділах центральної нервової системи. Нервова регуляція - це складна взаємодія безумов­них і умовних рефлексів.

Взаємодія нервових, гуморальних і клітинних механізмів регу­ляції.

В організмі людини нервова система об’єднує і зв’язує всі клітини і органи в єдине ціле, змінює і регулює їхню діяльність, здійснює зв’язок організму з навколишнім середовищем. Нервові і гу­моральні механізми регуляції функції діють взаємоузгоджено і ство­рюють єдину нейрогуморальну систему. З одного боку, існує багато біологічно-активних речовин, здібних впливати на життєдіяльність нервових клітин і функції нервової системи, з другого - синтез і виді­лення в кров гуморальних речовин регулюється нервовою системою.

Наприклад, в процесі життєдіяльності організму в тканинах на­копичується вуглекислий газ. Він збуджує нейрони дихального центру. При цьому ритм дихальних рухів стає частішим, збільшується й їх глибина, що сприяє видаленню вуглекислого газу з організму. Таким чи­ном, в регуляції дихальної функції організму приймають участь нер­вові і гуморальні механізми.

Нейрогуморальна регуляція функцій забезпечує найважливішу особливість організму - саморегуляцію життєдіяльності. Для прикла­да розглянемо регуляцію температури тіла людини. Температура тіла людини може відхилятись від норми (36,6 град. С) внаслідок різних впли­вів: патологічних процесів, холоду, фізичної роботи і т. інш. Зміни температури тіла, наприклад її збільшення, реєструється рецепторами. Від них повідомлення потрапляє в центральну нервову систему - головний регулюючий орган. Мозок приймає рішення і “видає” відповідне “розпорядження”, діяльність організму змінюється: обмін речовин в клітинах знижується і зменшується виробництво енергії, тобто тепло­продукція зменшується. Одночасно в організмі збільшується тепловід­дача: кровоносні судини шкіри розширюються і збільшується потовиділення, внаслідок чого тіло віддає більше тепла в навколишнє середо­вище. Прийняті “міри” не тільки вертають температуру тіла до свого нормального рівня, але призводять до її зниження. Це реєструється рецепторами, і відбуваються зворотні зміни. Ось чому температура нашого тіла коливається в незначному діапазоні і є величиною від­носно сталою. Стабілізація температури здійснюється завдяки динаміч­ній рівновазі двох протилежних процесів, що викликають її зниження або збільшення.

Таким чином, нейрогуморальна регуляція поєднує, інтегрує всі функції організму, завдяки чому він існує як єдине ціле.

Але наші уявлення про механізми регуляції фізіологічних функцій будуть однобічними, якщо ми не врахуємо доцільну (розумову) пове­дінку як елемент пристосувальної реакції. Саме доцільна поведінка, яка спрямовується свідомістю, є найбільш ефективною нормою присто­сування організму до навколишнього середовища. Таким чином, свідомість - специфічна людська форма відображення дійсності є однією з форм діяльності вищих відділів центральної нервової системи. Свідо­мість нормується на основі відчуттів. Відчуття - це відображення властивостей явищ і предметів об’єктивного світу. Воно виникає вна­слідок безперервного впливу подразника на рецептори і формується у нервових центрах різних відділів головного мозку.

Враховуючи всю складність пристосувальних фізіологічних реакцій організму до безперервних змін навколишнього середовища, необ­хідно виділити три принципово різних, але пов’язаних між собою механізмів:

1 - виникнення і розповсюдження нервового процесу (імпульсу);

2 - хімічні фактори регуляції;

3 - відчуття і свідомість, між якими існують причинно-наслідкові зв’язки.

Постійно відбувається модуляція процесів; але на початку всьо­го складного ланцюга цих безперервних модуляцій знаходиться нерво­вий імпульс, що виникає в рецепторі.

Гомеостаз. Клітина може існувати і нормально функціонувати лише тоді, коли середовище, що її оточує буде мати певну концентра­цію солей, активних іонів водню, певну температуру і ряд інших фізико-хімічних показників. Середовище, що оточує клітину, - це між­клітинна рідина, яка утворюється з крові. Для клітин міжклітинна рідина і кров є зовнішнім середовищем, а для організму в цілому - і внутрішнім. Поняття про сталість хімічного складу і фізико-хімічних властивостей внутрішнього середовища організму дістало назву гомеостазу (гомеостаз - від лат. homeo-однаковий, stasis - стан).

Гомеостаз характеризується рядом біологічних констант. Під біологічними константами розуміють стійкі кількісні показники, які характеризують нормальну життєдіяльність організму. До біологічних кон­стант відносять активну реакцію крові (рН) рівень цукру та поживних речовин в крові, величину осмотичного та артеріального тиску, температуру тіла та інші. Зрозуміло, що в організмі немає жодного явища, параметри якого були б сталими. Але життя можливе в дуже вузьких межах коливання гомеостазу. Коли показники гомеостазу, наприклад, рН або осмотичний тиск виходять за певні межі, суттєво порушуються окремі структурні елементи клітини та її функції. Тому діяльність усіх механізмів, що регулюють фізіологічні процеси, зводиться насамперед до підтримання гомеостазу.

Гомеостатичні реакції організму мають пристосувальний характер. Наприклад, кількість глюкози в крові в нормі підтримується на рівні 4,45-6,66 ммоль/л. При зниженні або збільшенні вмісту глюкози в крові під впливом гомеостатичних реакцій відбувається його нормалізація. Так, зниження рівня глюкози в крові викликає збудження симпатичної нервової системи. Це стимулює виділення мозковим шаром надниркових залоз адреналіну. Кров’ю гормон доходить до клітин печінки, підвищує активність ферментів, що розщеплюють глікоген. Утворена з глікогену глюкоза потрапляє в кров. Одночасно в кров виділяються другі гормони (глюкагон - з підшлункової залози, глюкокортикоїди - з надниркових залоз, соматотропін - з гіпофіза), їх дія також спрямована на нормалізацію зниженого рівню цукру в крові.

Слід пам’ятати, що функціональні можливості механізмів, під­тримуючих гомеостаз, не безмежні. При тривалому перебуванні організму в несприятливих умовах може відбутись порушення гомеостазу, в деяких випадках несумісне з життям. Наприклад, при значному підвищенні або зниженні оточуючої температури може наступить перегрівання або охолодження організму, яке може призвести до смерті.

Найважливіша роль у підтриманні гомеостазу належить нервовій системі, яка регулює діяльність органів і систем організму. Завдяки цьому в організмі відбувається саморегуляція фізіологічних функцій, що підтримує необхідні організмові умови існування.

Саморегуляція - універсальна властивість організму, яка вмикається тоді, коли виникають відхилення від певного постійного рівня будь-якого життєво важливого фактора зовнішнього чи внутрішнього середовища.

Саморегуляція - це здатність організму автоматично підтримувати свій хімічний склад, цілісність структур і функцій на всіх рівнях організації організму.

На клітинному рівні регулюється ступінь перетворення макромолекул, органел, а також включення процесів відновлення. Необхідно пам’ятати, що процеси катаболізму і анаболізму різні не лише за напрямком, а й за своїми механізмами. Саморегуляція - це те, що їх пов’язує в єдиний процес, який ми ще не знаємо досконало. Добре відомі механізми анаболічних процесів, що полягають у біологічному синтезі органічних сполук, які спрямовуються ферментами. Ферменти за своїм походженням є білками. Тому регуляція кількості білків, необхідних у даний час, зводиться до регуляції синтезу ферментів та їхньої діяльності. Біосинтез ферментів здійснюється клітинними ме­ханізмами регуляції. Суть його полягає в тому, що у необхідний час запускається у дію весь ланцюг, а коли необхідного білка буде до­сить, робота ланцюга припиняється. Таким чином, однією їх обов’язкових умов саморегуляції є зворотний зв’язок між процесом, що регу­люється і регулюючою системою, надходження інформації про кінцевий ефект в центральні регулюючі апарати.

На рівні фізіологічних систем органів і цілісного організму підтримання хімічної сталості тканин, їхньої структурної будови і функцій здійснюється нервовими і гуморальними механізмами регуля­ції. Для регуляторних механізмів організму будь-якого рівня організації загальний принцип дії однаковий. Він полягає у прямому впливі на механізм, що запускає реакцію, і в зворотному - на механізм, що зупиняє або пригнічує її.