Что такое структурно функциональная единица органа

Структурно-функциональные единицы организма: клетка, ткань, орган, система

Гуманитарная

Академия

Дистанционное образование

________________________________________________________

РУ.01;1

Фамилия, имя, отчество обучающегося___________________________________________________

Анатомия центральной нервной системы (КУРС 1)

ЮНИТА 1

Строение нервной ткани. Фило- и онтогенез ЦНС

МОСКВА 2011

Разработано А.А. Ивановым

Под ред. З.П. Громова, канд. мед. наук, доц.;

К.И. Туджанова, канд. мед. наук, проф.

советом в качестве учебного пособия

Анатомия центральной нервной системы (КУРС 1)

Юнита 1. Строение нервной ткани. Фило- и онтогенез ЦНС.

Юнита 2. Анатомия спинного и головного мозга.

Юнита 4. Периферическая нервная система. Вегетативная нервная система. Органы чувств.

Юнита 1

Рассмотрены основные структурные единицы организма (клетки, ткани, органы, системы органов). Центральным объектом изучения является строение структурных элементов нервной ткани, отношения между нейронами и соседними клетками, механизмы функционирования и регуляции деятельности нервных клеток, особенности фило- и онтогенеза нервной системы.

Для студентов Современной Гуманитарной Академии

© СОВРЕМЕННАЯ ГУМАНИТАРНАЯ АКАДЕМИЯ, 2011

(настоящее учебное пособие не может быть полностью или частично воспроизведено, тиражировано

и распространено в качестве официального издания без разрешения руководства СГА)

Соответствие системы менеджмента качества СГА в сфере создания информационных образовательных ресурсов требованиям международного стандарта ISO 9001:2000 (ГОСТ Р ИСО 9001-2001) подтверждено
Сертификатом соответствия Стандарт-тест

ОГЛАВЛЕНИЕ

ДИДАКТИЧЕСКИЙ ПЛАН.. 4

ПЕРЕЧЕНЬ КОМПЕТЕНЦИЙ.. 6

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ОБЗОР. 7

1 СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЕДИНИЦЫ ОРГАНИЗМА: КЛЕТКА,
ТКАНЬ, ОРГАН, СИСТЕМА 8

2 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ. 12

3 МИКРОСТРУКТУРА НЕРВНОЙ ТКАНИ.. 12

3.1 Методы исследования нервной ткани. 12

3.2 Общая схема строения нервной клетки. 14

3.3 Аксон и дендриты.. 17

3.4 Классификация нейронов. 18

3.5 Оболочка клетки. 21

3.7 Цитоплазма нейронов и ее органеллы (базофильное вещество, рибосомы, митахондрии, комплекс Гольджи, лизосомы, нейротубулы, нейрофиламенты, пигменты нервной клетки) 23

3.8 Синапс нервной клетки и проведение нервного импульса. 27

3.10 Нервные волокна. 33

4 ДЕГЕНЕРАЦИЯ И РЕГЕНЕРАЦИЯ НЕРВНЫХ ВОЛОКОН.. 36

5 НЕРВНЫЕ ОКОНЧАНИЯ.. 37

6 ПОНЯТИЕ РЕФЛЕКТОРНОЙ ДУГИ.. 41

7 ФИЛОГЕНЕЗ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ. 44

8 ОНТОГЕНЕЗ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ. 55

ЗАДАНИЯ ПО ФОРМИРОВАНИЮ КОМПЕТЕНЦИЙ.. 64

ДИДАКТИЧЕСКИЙ ПЛАН

Введение.Понятие анатомии ЦНС. Место анатомии ЦНС среди других биологических дисциплин.

Структурно-функциональные единицы организма: клетка, ткань, орган, система.

Общая характеристика нервной системы. Функции нервной системы. Центральная и периферическая нервная система. Вегетативная нервная система.

Микроструктура нервной ткани. Нервная клетка (нейрон) и ее строение. Аксон и дендриты. Ядро нейрона. Цитоплазма нейрона. Вещество Ниссля. Пигменты нервной клетки. Нейрофибриллы. Митахондрии. Нейроглия. Нервные волокна. Дегенерация и регенерация нервной ткани. Нервные окончания. Синапс нервной клетки. Классификация нейронов.

Филогенез нервной системы.Сетевидная (диффузная) нервная система. Узловая нервная система. Трубчатая нервная система.

Онтогенез нервной системы человека. Строение нервной трубки. Мозговые пузыри и их дифференциация в отделы головного мозга.

ЛИТЕРАТУРА*

1. Низамов, Ф. Х. Морфофункциональные закономерности психофизиологического созревания отделов головного мозга в онтогенезе [Текст] / Ф. Х. Низамов. – М. : СГА, 2006.

5. Щербатых, Ю. В. Анатомия центральной нервной системы для психологов [Текст]
/ Ю. В. Щербатых, Я. А. Туровский. – СПб. : Питер, 2010.

6. Якименко, О. О. Анатомия центральной нервной системы [Текст] : учеб. пособие для вузов / О. О. Якименко, Н. П. Попова. – М. : Трикста, 2008.

ПЕРЕЧЕНЬ КОМПЕТЕНЦИЙ

Студент должен быть способен:

1. Понимать современные концепции картины мира на основе сформированного мировоззрения, овладения достижениями естественных и общественных наук, культурологии (ОК-2).

2. Ориентироваться в современных исследованиях мозга (ОК).

3. Правильно использовать в устной речи понятия и термины, обозначающие мозговые структуры (ОК).

4. Адекватно формулировать свои профессиональные рекомендации в ситуации дефектов и патологий развития и функционирования мозга клиента (ПК).

5. Обосновывать материальную природу психических процессов (ПК).

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ОБЗОР*

Введение

Анатомия человека – биологическая дисциплина. Биология включает два основных раздела: морфологию, которая изучает форму и строение живых существ, и физиологию – науку
о жизнедеятельности организмов, процессах, протекающих в их структурных элементах,
орегуляции функций. Морфологию составляют такие науки, как анатомия, гистология, цитология и эмбриология.

Строение анатомических структур неразрывно связано с их функцией. Анатомия человека – наука, изучающая форму и строение человеческого организма, а также закономерности развития этого строения в связи с его функцией. Современная анатомия стремится не только описывать факты, но и обобщать их, стремится выяснить не только как устроен организм, но и почему он так устроен.

Сама анатомия изучает как внешнюю, так и внутреннюю форму, структуру органов с помощью микроскопа – микроскопическая анатомия. Здесь она тесно связана с наукой о тканях – гистологией (от греч. hystos – ткань), которая рассматривает закономерности строения и развития тканей, а также с наукой о клетке – цитологией (от греч. cytos – клетка), исследующей закономерности строения, развития и деятельности различных клеток, составляющих ткани и органы.

Невозможно понять анатомию человека, не зная его происхождения как вида – антропогенеза(от греч. anthropos – человек, genesis – происхождение), исторического эволюционного развития организмов – филогенеза(от греч. phylen – род), процесса его индивидуального развития – онтогенеза(от греч. onthos – сущее), начиная с оплодотворения и кончая смертью. Для этого используются данные антропологии – науки о происхождении человека и эмбриологии – науки о развитии человека в ходе эволюции животных и в процессе его индивидуального развития.

Анатомия изучает важнейшие общебиологические закономерности, вооружает знанием строения тела человека, раскрывает его связи с окружающей средой, животным миром, а также позволяет понять формообразующую роль функции. Она служит фундаментом для биологических дисциплин: антропологии, эмбриологии, физиологии, сравнительной анатомии, эволюционного учения, генетики – и тесно связана с ними. Все эти дисциплины в различное время возникли в недрах анатомии и впоследствии отделились от нее благодаря появлению и усовершенствованию новых методов исследования, что наложило неизгладимый отпечаток на дальнейшее развитие самой анатомии.

Наряду с другими биологическими дисциплинами, составной частью программы подготовки специалистов по психологии является курс «Анатомия центральной нервной системы». Знание строения принципов функционирования нервной системы как центра деятельности всего организма важно для психологов. Нервная система выполняет две важные функции. Одна из них – коммуникационная. С одной стороны, благодаря рецепторам обеспечивается прием информации, с другой стороны, проведение сигналов от структур нервной системы к мышцам и железам позволяет адекватно реагировать на те события во внешнем мире, с которыми сталкивается организм. Вторая важная функция – интеграция и переработка получаемой информации и программирование ответных реакций организма. Таким образом, нервная система обеспечивает связь организма с внешней средой, адекватные поведенческие и физиологические реакции на изменения во внешней среде, координирует и регулирует деятельность всех систем и органов организма.

Различные мозговые структуры участвуют в перцептивных, мнемических, семантических и других когнитивных процессах, в изменениях функциональных состояний, эмоционально-мотивационной сферы и сознания. Понимание факта, что мозг является субстратом психических функций человека подчеркивает значимость изучения анатомии нервной системы для психологов.

Объектом анатомии центральной нервной системы (ЦНС) является нервная система, а предметом – ее функции и строение. Задачаанатомии ЦНС – изучение строения нервной системы с помощью описательного метода (систематический подход), с учетом функций нервной системы (функциональный подход).

Традиционный метод в анатомии – рассечение органов и тканей. Этому наука обязана своим наименованием (от греч. anatome – рассечение). Прогресс анатомии ЦНС, как и анатомии в целом, связан с развитием современных методов, в первую очередь усовершенствованием световой, появлением электронной микроскопии, радиоавтографии, с созданием новых методик, с успехами молекулярной биологии, рентгенологии, физики, химии, биохимии, генетики и т.д.
В психологической практике применяются методы электроэнцефалографии, функциональной томографии, магнитного резонанса, компьютерной томографии. Преимущество этих методов и их комбинаций – в непосредственном отражением сигналов, связанных с активностью различных отделов мозга.

Структурно-функциональные единицы организма: клетка, ткань, орган, система

В процессе анатомического изучения человека его структуры условно подразделяют на клетки, органы, системы и аппараты органов, которые и формируют организм. Однако нельзя это разделение понимать буквально. Организм един, он может существовать лишь благодаря своей целостности.

Основной структурной единицей строения живого является клетка (cellula). Немецкий ученый Т. Шванн создал клеточную теорию, основные положения которой свидетельствуют о том, что все ткани состоят из клеток. Клетки растений и животных принципиально сходны между собой, все они возникают одинаково. Деятельность организма – сумма жизнедеятельности отдельных клеток.

Большое влияние на дальнейшее развитие клеточной теории и учение о клетке оказал
Р. Вирхов. Он не только свел воедино все многочисленные разрозненные факты, но и убедительно показал, что клетки – постоянная структура и возникают только путем деления исходной клетки.

Клетка– элементарная единица живого, осуществляющая передачу генетической информа-ции путем самовоспроизведения. Ей присущи свойства живых организмов: высокоупорядоченное строение; способность получать энергию извне и использовать ее для выполнения работы и поддержания функций; обмен веществ; способность активно реагировать на раздражение; рост; развитие; размножение; способность к самовоспроизведению и передаче генетической инфор-мации потомкам; регенерация, адаптация к окружающей среде.

Клеточная теория в современной интерпретации включает следующие основные положения:

• клетка – универсальная единица живого;

• клетки всех организмов имеют принципиально сходное строение;

• клетки размножаются только путем деления исходной клетки;

• многоклеточные организмы – сложные клеточные ансамбли, образующие целостные системы.

Размеры клеток варьируют от нескольких микрометров (например, малый лимфоцит) до
200 мкм (яйцеклетка). В организме человека встречаются клетки различной формы: круглые, веретеновидные, плоские, кубические, призматические, цилиндрические, пирамидальные, звездчатые, чешуйчатые, столбчатые, отростчатые.

Построена клетка сложно (рис. 1). Снаружи каждая клетка имеет клеточную оболочку – цитолемму (плазмолемму), отграничивающую содержимое клетки от внеклеточной среды.

Рис. 1. Ультрамикроскопическое строение клетки:

1 – цитолемма (плазматическая мембрана); 2 – пиноцитозные пузырьки; 3 – центросома (клеточный центр, цитоцентр); 4 – гиалоплазма; 5 – эндоплазматическая сеть: а – мембраны гранулярной сети, б – рибосомы; 6 – связь перинуклеарного пространства с полостями эндоплазматической сети; 7 – ядро; 8 – ядерные поры; 9 – ядрышко; 10 – внутриклеточный сетчатый аппарат (комплекс Гольджи); 11 – секреторные вакуоли; 12 – митохондрия;
13 – лизосомы; 14 – три последовательные стадии фагоцитоза; 15 – связь клеточной
оболочки (цитолеммы) с мембранами эндоплазматической сети

Клеточная оболочка (плазматическая мембрана)имеет толщину 9–10 нм, являясь полупро-ницаемой биологической мембраной, она осуществляет транспортировку веществ внутрь клетки и из нее во внеклеточную среду, взаимодействует с соседними клетками и межклеточным веществом. Клеточная оболочка, как и другие мембранные структуры, состоит из двух слоев молекул фосфолипидов, лежащих перпендикулярно к поверхности мембраны, в которые погружены молекулы белка. Липиды составляют около 40%, белки – около 60% и углеводы – около 1% компонентов мембран. Некоторые белковые и липидные молекулы связаны с углеводами, последние всегда лежат на наружной поверхности мембраны, образуя гликокаликс. Молекулы холестерина располагаются во внутренней, обращенной к цитоплазме половине мембраны. Белки мембран выполняют ферментативные, рецепторные и другие функции. Плазматические мембраны клеток контактируют между собой, образуя межклеточные контакты.

Внутри клетки располагается ядро (от лат. nucleus, от греч. karyon), в котором заложена генетическая информация в виде молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Ядро обычно имеет сферическую или овоидную форму. Эритроциты человека лишены ядра. Снаружи ядро покрыто оболочкой– кариотекой, или кариолеммой, образованной наружной и внутренней ядер-ными мембранами (толщина каждой около 7 нм), между которыми находится узкое перинуклеар-ное пространство. Ядро заполнено нуклеоплазмой (кариоплазмой), в которой в виде плотных зернышек или глыбок содержится хроматин, а также одно или два ядрышка. Хроматин представляет собой ДНК, связанную с белками и небольшим количеством рибонуклеиновой кислоты (PHK).

В состав цитоплазмывходят гиалоплазма, органеллы и цитоплазматические включения. Все биохимические процессы в клетке происходят в постоянных упорядоченных клеточных структурах – органеллах,выполняющих присущие только им функции. Часть органелл образована элементарными мембранами толщиной 6–7 нм, которые обладают избирательной проницае-мостью. Это митохондрии, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть, лизосомы, микротельца. Другие органеллы не мембранные: центросома, микротрубочки, реснички, жгутики. Кроме того, в клетке имеются различные фибриллярные структуры (микрофибриллы и микрофиламенты).

Митохондрии, являющиеся «энергетическими станциями» клетки, участвуют в процессах клеточного дыхания и преобразования энергии. Они имеют овоидную форму, образованы наружной и внутреннеймитохондриальными мембранами толщиной 7 нм каждая. Внутренняя мембрана образует митохондриальные гребешки – кристы, глубоко вдающиеся внутрь митохондриального матрикса. Толщина митохондрии около 0,5мкм, длина от 1 до 10 мкм.

Эндоплазматическая сеть представлена в виде незернистой и зернистой сети. Это окруженные мембранами полости разной величины и формы. Незернистая эндоплазматическая сеть образована преимущественно цистернами и трубочками диаметром 50–100 нм, участвую-щими в синтезе и обмене липидов и гликогена. Она имеется в клетках, секретирующих стероидные вещества, углеводы. Зернистая эндоплазматическая сеть состоит из цистерн, трубочек и пластинок диаметром от 20 нм до нескольких мкм, мембраны которых со стороны гиалоплазмы усеяны мелкими, округлой формы гранулами – рибосомами, синтезирующими белок. Он поступает в просвет элементов зернистой эндоплазматической сети. Белки, синтезируемые на рибосомах, прикрепленных к мембранам эндоплазматической сети, выводятся из клетки. От цистерн отделяются мелкие транспортные пузырьки, которые направляются к комплексу Гольджи. Кроме описанных, имеются свободные одиночные рибосомы или группы рибосом (полисомы), расположенные в цитоплазме. Они синтезируют белки, необходимые для жизнедеятельности самой клетки. Сферические частицы диаметром 15–30 нм (150–300 А) – рибосомы – образованы рибосомальной РНК и белком и состоят из двух субъединиц – большой и малой.

Комплекс Гольджи (внутриклеточный сетчатый аппарат Гольджи, пластинчатый комплекс) имеет вид пузырьков, пластинок, трубочек, мешочков, ограниченных мембранами и располагающихся возле ядра. Пластинчатый комплекс синтезирует полисахариды, вступающие во взаимосвязь с белками, и участвует в обособлении и выведении за пределы клетки продуктов ее жизнедеятельности.

Лизосомы – покрытые мембраной пузырьки, диаметром до 0,4 мкм, содержат гидроли-тические ферменты, которые осуществляют внутриклеточное переваривание белков, нуклеиновых кислот и липидов.

Микротельца также пузырьки, ограниченные мембранами. Среди них наиболее изучены пероксисомы, содержащие ферменты синтеза и распада перекиси водорода.

Центросома (клеточный центр) располагается обычно возле ядра или пластинчатого комплекса и содержит два плотных тельца – центриоли. Каждая центриоль представляет собой цилиндр диаметром около 0,15 мкм, длиной 0,3–0,5мкм, стенка которого образована 9 триплетами микротрубочек. Перед делением клетки центриоли удваиваются. Микротрубочки состоят из белка тубулина и представляют собой цилиндры диаметром около 25 нм. Они формируют также скелет клетки – цитоскелет, обеспечивая сохранение определенной формы клетки.

Реснички и жгутики осуществляют движения клетки. И те и другие являются выростами цитоплазмы, покрытыми плазматической мембраной. Основу их составляют 9 периферических двойных микротрубочек, окружающих центральную двойную микротрубочку. В основании ресничек и жгутиков залегает базальное тельце, по своей структуре напоминающее центриоль. Длина жгутиков достигает 120–150 мкм, ресничек 5–10 мкм.

Наряду с этим в клетке имеются включения: углеводные, жировые, пигментные. Жизнь поддерживается благодаря клеточному делению, суть которого – в удвоении ДНК и равномерном ее распределении между двумя дочерними клетками. Однаконекоторые высокоспециализирован-ные клетки (например, нервные) утеряли способность размножаться. Другие, также высокоспециализированные (например, клетки печени – гепатоциты), которые в обычных условиях не делятся, после различных повреждений или удаления части органа начинают делиться. И, наконец, существуют высокоспециализированные клетки (например, клетки крови, эпителия), которые также не делятся, однако быстро погибают и постоянно замещаются благодаря интенсивному делению стволовых (или камбиальных) клеток, способных делиться. Эта категория клеток называется обновляющимися.

Тканьюназывают систему клеток и межклеточного вещества, обладающую общностью строения и специализирующуюся на выполнении определенных функций.

Для каждой ткани характерно развитие в онтогенезе из определенного эмбрионального зачатка и типичны взаимоотношения с другими тканями и положение в организме.

Все большое разнообразие тканей организма человека и животных может быть условно сведено к четырем тканевым группам:

1) пограничные или эпителии;

2) ткани внутренней среды организма, или соединительные;

4) нервная ткань – основная ткань нервной системы, обеспечивающая в организме функции восприятия, раздражения и проведения возбуждения.

Из тканей построены органы. Орган – эточасть тела, имеющая определенную форму, отличающаяся особой конструкцией, занимающая определенное место в организме и выполняющая характерную функцию. В образовании каждого органа участвуют различные ткани, но одна является главной – ведущей, рабочей. Для мозга это нервная ткань, для мышц – мышечная, для желез – эпителиальная. Другие ткани, присутствующие в органе, выполняют вспомогательную функцию.

Система органов– ряд органов, имеющих общий план строения, единство происхождения и выполняющих одну большую функцию. Например, органы, воспринимающие раздражения из внешнего мира, составляют систему органов чувств; осуществляющие нервную связь и объединяющие функцию всех органов в единое целое, составляют нервную систему, с которой связана высшая нервная деятельность.

Системы и аппараты органов образуют целостный человеческий организм.

Источник

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ОРГАНОВ

По современным представлениям, в состав структурно-функцио­нального элемента органа входят 4 основных компонента.

1. Рабочая часть — система специфических (в паренхиматозных органах — паренхиматозных) клеток органа, выполняющая его основные функции. Например, для сердца это система мышечных клеток кардиомиоцитов, для печени — гепатоцитов и т.д.

3. Нервный компонентструктурно-функционального элемента, иннервирующий как паренхиматозные клетки (рабочую часть), так и микро-циркуляторное русло элемента. При этом иннервация последнего может осуществляться как по синаптическому, так и по бессинаптическому прин­ципу. В последнем случае нейромедиатор выделяется нервными окончани­ями в окружающую микрососуды соединительную ткань и затем диффундирует в ней, достигая клеток-мишеней («открытый синапс»).

4. Микроциркуляторпая единица — совокупность микрососудов, ко­торая обеспечивает оптимальный кровоток, транспорт веществ и газов че­рез стенки микрососудов.

Структурно-функциональные элементы разных органов могут разли­чаться по строению. Так, в печени структурно-функциональной единицей является печеночная долька. Структурно-функциональная единица почки — нефрон, обслуживающие его микрососуды и рыхлая волокнистая неоформленная соединительная ткань. В поджелудочной железе, состоящей из двух частей (экзокринной и эндокринной), имеются два соответствующих функциональных элемента: ацинусыявляются структурно-функциональными элементами экзокринной части, островки Лангерганса — эндокринной части. Подробно характеристика структурно-функциональных единиц (элементов) органов будет рассмотрена в соот­ветствующих главах.

Источник