Органи и системи – как работи нашето тяло

Нашето тяло наистина е невероятно. В него всички клетки, тъкани, органи и системи са взаимосвързани и работят в съгласуван вид.

Този синхрон се регулира от хомеостазата – способността на организма да поддържа динамично равновесие и да запази относително постоянство във вътрешната си среда, независимо от изменящите се условия на външната.

Макар и да не си даваме сметка за умопомрачително големия брой процеси, които се извършват ежесекундно в нашето тяло, те се случват.

И то с такава невероятна точност, че още не съществува компютър, който да осъществява толкова сложни операции напълно самостоятелно.

Многоклетъчният организъм не е просто механичен сбор от съставящите го компоненти, органи и системи, а жива и разумна биологична организация, между която съществува невероятна, прецизна съгласуваност.

В своята жизнена дейност всяка част на цялостния организъм се намира в тясна връзка с другите части, в постоянно взаимодействие и взаимна координация.

В тялото ни има различни нива на организация, които се надграждат едно друго, като всички органи и системи в цялата си сложност и многообразие имат един и същ произход и той е клетката.

Клетката е най-малката жизнена и функционална единица. Клетките съставят тъканите, тъканите изграждат органите, а те, от своя страна –  органните системи.

Понятието cellula (клетка) е въведено от английския натуралист Р. Хук през 1665 година, който представя клетките като пори в живата материя, от които е изграден организмът.

По-късно през 1831 година Р. Браун, английски ботаник, открива, че в клетката се съдържа ядро. През годините много учени наблюдават и изучават морфологията и физиологията на клетката.

Основите на клетъчната теория се поставят от ботаника М. Шлайден, зоолога Т. Шван и лекаря Р. Вирхов, като Ф. Енгелс я оценява като едно от трите най-велики открития на 19 век, заедно със закона на превръщането на енергията и Дарвиновата теория за еволюцията.

Клетката е структурна и функционална единица на живите организми и често е наричана „най-малката единица живот“.

Тя е елементарна и цялостна жизнена система, в която се осъществяват основните прояви на живата материя – растеж, развитие, наследственост, размножаване, изменчивост, дразнимост и обмяна на веществата.

Клетката се характеризира с:

• ядро – където се съхранява генетичният материал.
• цитоплазма – течна среда, в която са разположени клетъчните органели.
• мембрана – граничната среда, която се характеризира с избирателна пропускливост.

Клетките в човешкото тяло са различни, тъй като всяка от тях има своя специализация. Първоначално всяка клетка произхожда от зиготата – клетката, получена в резултат на сливането на яйцеклетката и сперматозоида.

След това, всяка преминава през процес на диференциация, при който се специализира в съответна функция. Така се образуват тъканите.

В човешкия организъм са познати повече от 200 вида структурно и функционално специализирани клетки. Тъканите са съставени от група сходни клетки, които работят заедно.

В тялото се обособяват четири вида тъкани – нервна, мускулна, епителна и съединителна.

• Епителната тъкан е изградена от клетки, подредени в слоеве, които образуват бариери в тялото.
• Съединителната тъкан е най-разпространената, като нейната функция, както подсказва и името й, е да поддържа и свързва другите тъкани, органи и системи.
• Мускулната тъкан осъществява движенията на тялото и го поддържа в изправено положение.
• Нервната тъкан е най-високо диференцираната тъкан в човешкото тяло, като нейната функция е да регулира и обединява функциите на останалите тъкани, органи и системи.

След тъканите, следващото ниво на равнище на биологичната ни организация са органите. Те са изградени от специализирани клетки и тъкани, като устройството и морфологичните им особености са в зависимост от функциите, които изпълняват.

Повечето органи са съставени и от четирите вида тъкани.

Група от органи, които работят заедно, за да изпълняват определена функция, съставят органните системи. В човешкото тяло се обособяват 13 системи, като тяхната съгласуваност и регулация се осъществява посредством хомеостазата.

За да съществуват организмите, те трябва да запазват относително постоянство на вътрешната си среда.

Концепцията за тенденцията на тялото да поддържа състояние на равновесие е описана от Клод Бернар (френски физиолог) през 1865 г.

По-късно, през 20-те години на 19-ти век, Уолтър Кенън (американски физиолог) дефинира това постоянство като телесна хомеостаза.

Многоклетъчните организми се намират под постоянното въздействие на външната среда, като те представляват отворени системи, при които настъпват промени под влияние на външните изменения.

Въпреки това, те имат саморегулиращи се механизми и свой суверенитет, чрез който запазват стабилното състояние на основните си жизнени показатели.

Функциите в организма се регулират чрез нервната система и хуморални фактори. В еволюционно отношение хуморалната регулация е по-древна, но от появата си досега нервната регулация е претърпяла бурно развитие.

Тези два типа регулация са условно разграничени една от друга и си влияят, като има области от организма, в които те взаимно се припокриват.

През последните 30 години се открива и трета регулаторна система, за която ще ви разкажем най-накрая.

Многоклетъчният организъм е резултат от дългия еволюционен процес на Земята, при който едноклетъчният се изменил и диференцирал в сложна в анатомично и физиологично отношение структура и организация.

Докато при едноклетъчните организми всички жизнени процеси се извършват от една единствена клетка, при по-сложните организми се обособяват органи и системи, които си разпределят всичките му присъщи функции.

В човешкия организъм са обособени 13 органни системи, които са в постоянна тясна връзка помежду си.

Ролята на нервната система е да координира и съгласува дейността на останалите органни системи в тялото, като получава, съхранява и обработва огромното количество информация, постъпваща от сетивните системи.

Тя се състои от централна нервна система – главен и гръбначен мозък, и периферна нервна система – нерви и ганглии из останалата част на тялото.

Границите между тези две системи отново са условни, като можем да кажем, че:

• Централната нервна система е контролното място, където се генерира ответният отговор в резултат на постъпилата информация.
• Периферната нервна система е пътят, по който се провежда тя до съответните органи.

Мозъкът е част от централната нервна система и е най-сложно устроеният орган, който е будил и продължава да буди интерес и огромно любопитство сред учените през вековете и все още крие много тайни.

Той се намира в черепната кухина и анатомично се разделя на мозъчен ствол, малък мозък и краен мозък.

Периферна нервна система

Периферната нервна система се разделя на соматична и автономна.

• Соматична

Тя е тази, която можем да контролираме волево, като чрез нея осъществяваме всички доброволни мускулни движения.

Тя предава информация на централната нервна система от сензорните системи, състоящи се от аферентни неврони към моторните неврони, известни още като еферентни неврони.

Аферентните неврони пренасят информацията до централна нервна система, където се подава команда, предаваща се по еферентните неврони до гръбначния мозък и мускулните влакна, които я осъществяват.

• Автономна

Вегетативна или автономна е тази част от нервната система, която не контролираме волево. Тя управлява над 80% от физиологията ни. Под нейния контрол са сърдечния ритъм, кръвния поток, дишането и всички останали процеси, които не се подават на съзнателен контрол.

Тя се разделя на симпатикус и парасимпатакус, като те оказват противоположно действие върху организма.

Сърцето, заедно с кръвоносните съдове и кръвта, образуват сърдечно-съдовата система, която изпълнява транспортна, регулаторна и защитна функция сред органните системи тялото.

Сърцето е основният орган на кръвообръщението, като чрез него кръвта достига до всички части на тялото. То поддържа постоянен кръвен приток на кислород и хранителни вещества.

Намира се в средата на гръдния кош, върху сухожилния център на диафрагмата. Въпреки че всеки орган е важен сам по себе си, от функцията на сърцето зависи жизнената дейност на целия организъм.

Доскоро то се е смятало за мускул с известна степен на автономност, който се свива и разширява, при което изпомпва кръвта. Но последните открития в кардиологията разкриват, че сърцето притежава спираловидна структура, която се усуква и разплита и представлява по-скоро хеликоидна миокардна лента, отколкото мускул.

Всъщност миокардът е толкова сложна двойно навита (хеликална) спирала, че кардиолозите го наричат „Гордиев възел“, а кръвният поток се състои от два потока, които се въртят спираловидно един около друг, точно каквато е структурата и на молекулата ДНК.

Освен това сърцето притежава своя собствена нервна система с електромагнитно поле, по-силно от това на мозъка, и дори освобождава свои собствени невротрансмитери.

Дихателната система се състои от централен дихателен орган – бели дробове и въздухоносни пътища, които осъществяват функцията дишане.

Белите дробове доставят кислород от атмосферния въздух и извеждат въглероден диоксид посредством кръвоносните съдове. Те, от своя страна, транспортират приетия кислород до тъканните клетки.

Клетките се нуждаят непрекъснато от кислород за метаболитните си процеси, като на всеки 3 до 5 секунди нервните импулси стимулират дихателния процес и вентилацията.

Освен процеса на дишане, дихателната система е свързана и с други органни системи, като участва още и в регулирането на pH-то на кръвта и спомага за отвеждането на отпадъчните вещества от метаболизма.

Имунната система е мрежа от биологични структури, които се откриват из цялото тяло, за да предпазват организма и другите органни системи, както от външни патогени, така и от вътрешни патологични изменения.

Имунната система се разделя на вродена и адаптивна, като те са в тясна взаимовръзка помежду си, за да генерират ефективен имунен отговор:

• Вродената се предава по наследство и включва всички физически бариери, които служат като първа линия на защита.
• Адаптивната се състои от специализирани клетки и антитела, които насочват имунния отговор, съобразен със специфичния патоген.

В резултат на това, този отговор отнема по-дълго време, но поради способността на имунните клетки да запомнят спецификите на патогена, адаптивната имунна система може да продължи за много дълъг период, дори до края на живота на човек.

Клетъчно-опосредствания имунитет се извършва от лимфоцитите, които са бойният отряд за спешно реагиране, който при нужда преминава в кръвта.

Главни органи на имунната система са костният мозък и тимусната жлеза (започва да функционира още преди раждането), където клетките на имунната система се произвеждат, съхраняват и специализират в отговорната си роля да бранят организма.

Сред органите, имащи отношение към имунната реакция на организма, спадат още кръвта, лимфата, слюнката и др. Това е хуморалният имунитет, при който се активират антителата в телесните течности.

Ендокринната система е част от хуморалната регулация и е съставена от жлезите с вътрешна секреция. Тяхната функция е да секретират хормони, които изпълняват ролята на химически пратеници, предаващи информация чрез кръвта до другите органи и системи.

В структурно отношение те представляват пептидни хормони и производни на холестерола. Чрез тях се осъществява координацията на функциите в тялото, като растежа и развитието, метаболизма, половото съзряване, поведението, емоциите, съня и дори настроението.

Жлезите, участващи в хуморалната регулация, са:

• Хипоталамус
• Хипофиза
• Епифиза
• Щитовидна жлеза
• Паращитовидни жлези
• Надбъбречни жлези
• Панкреас
• Яйчници
• Тестиси

Ролята на покривната система е да изолира вътрешните органи, тъкани и органни системи, като ги предпазва от външните въздействия. Също през нея се изхвърлят отпадъчните вещества и се регулира телесната температура.

Тя има отношение и в поддържането на водно-солевия баланс и в нея се намират сензорни рецептори, осигуряващи сетивността на тялото, като усещането на натиск, болка и др.

Покривната система се състои от кожата, косата, ноктите и екзокринните жлези – потни, мастни, слюнчени и др. Кожата е най-обширният орган в човешкото тяло, като тя е първата защитна линия и връзката ни между вътрешната и външната среда.

Скелетната система осигурява опората на тялото и служи като основата, върху която се прикрепят мускулите, вътрешните органи, кръвоносните съдове и нервите.

Скелетът поддържа тялото срещу силата на гравитацията. Той се състои от кости, хрущяли, връзки и сухожилия и заема 20% от телесното тегло.

Общият брой кости в човешкото тяло е 206 (според други източници от 208 до 210).

Костите осигуряват рамката, която защитава вътрешните органи, системи и меките части на тялото, а големите кости на долните крайници поддържат тялото в изправено положение.

Костите работят заедно с мускулите, като механични лостови системи, за да произвеждат движението на тялото.

Мускулната система е част от опорно-двигателния апарат и обезпечава движението на тялото. Мускулната тъкан притежава свойствата възбудимост, проводимост, съкратимост.

Мускулите са изградени от силно удължени клетки, наречени мускулни влакна – миофибрила.

Миофибрилата е съкратителната структура на мускулната тъкан, като съкращението се извършва чрез белтъците актин и миозин.

Почти всяко движение в тялото е резултат от мускулна контракция. Освен необходима за движението на тялото, контракцията на мускулите осигурява близо 85% от телесната топлина.

Човешкото тяло се състои от 600 мускула, като най-големият е глутеус максимус (седалищният мускул), а най-малки са тези във вътрешното ухо.

Храносмилателната система извършва процеса на храносмилане. Чрез нея тялото приема хранителни вещества и ги преобразува в енергия.

Чрез процеса на храносмилане храната се разгражда на по-малки компоненти, които да бъдат абсорбирани и асимилирани от тялото.

Най-голямата структура на храносмилателната система е стомашно-чревния тракт, който покрива разстояние от около 9 метра, започвайки от устата и завършвайки с ануса.

Основният орган е стомахът, в чиято лигавица има милиони вградени стомашни жлези с жизненоважна функция. Черният дроб е химичната лаборатория на организма и е вторият най-голям орган след кожата.

По-голямата част от процеса на смилане на храната се извършва в тънките черва, а най-голямата част на стомашно-чревния тракт е дебелото черво.

Половата система включва репродуктивните органи и осъществява възпроизводството. Тя също има много важна роля, тъй като осигурява оцеляването на вида и съхранението на генетичния материал от еволюцията на видовете.

Репродуктивната система се състои от гениталиите и всички органи, участващи в сексуалния контакт, включително течности, хормони, феромони и половите жлези, произвеждащи гамети (половите клетки).

За разлика от другите органи и системи, в зависимост от половата диферинциация, репродуктивната система се различава значително при двата пола.

Отделителната система извежда отпадъчните продукти от обмяната на веществата и е пряко свързана с половата система. Тъй като почти всички органи произвеждат метаболитни отпадъци, целият организъм зависи от тази система.

Чрез премахването на излишните вещества от телесните течности се поддържа химичната хомеостаза на тялото и се предпазва от увреждане.

С урината се отделя отпадният продукт от обмяната на веществата – урея. Тя е азотно съединение, което се образува в черния дроб в резултат на разграждането на белтъците до аминокиселини, при което чрез кръвта се транспортира да бъбреците.

Това е санитарният център на нашето тяло и включва множество съдове, които преминават през почти всички тъкани. Тя е два пъти по-обширна от артериалната система, като лимфата събира отпадъчните материали.

Лимфната система циркулира по подобен начин на кръвоносната система, само че в противоположна посока – от долната към горната част на тялото.

Тя подпомага функцията на храносмилателната система, като абсорбира мазнините и мастноразтворимите витамини. Част е от имунната система, като провежда белите кръвни клетки, борещи се с патогените.

Последната открита система в организма, която изпълнява регулаторната функция на всички останали органни системи. Въпреки че сравнително скоро научаваме за нея, тя е съществувала в много ранен етап от еволюцията, като се започне още от безгръбначните животни.

Ендоканабиноидната система се състои от рецептори, невромедиатори (наричани още ендоканабиноиди) и ензими.

Представлява сложна сигнална мрежа из целия организъм, регулираща всички важни невромодулаторни функции, имплантирането на ембриона, хомеостазата на системите и на целия организъм.