При сокращении мышц желудка пищевые массы перемешиваются с жидкостью и передвигаются к нижнему мышечному кольцу – сфинктеру пилорического (ближайшего к выходу) отдела желудка. Этот сфинктер представляет собой небольшое отверстие, через которое жидкое содержимое желудка проходит в тонкую кишку. Крупные кусочки пищи, которые не могут проникать через кольцо в пилорическом отделе желудка, остаются в желудке до тех пор, пока не подвергнутся расщеплению на более мелкие частицы.
Органы пищеварения
Тонкую кишку можно разделить на три сегмента: двенадцатиперстную кишку, тонкую кишку и подвздошную кишку. В тонкой кишке завершается окончательное расщепление (переваривание) частичек пищи и происходит всасывание большинства питательных веществ (включая углеводы, белки, жиры, витамины и неорганические вещества) через кишечную стенку для дальнейшего поступления в кровеносное русло. После перемещения содержимого желудка в двенадцатиперстную кишку под влиянием частичек пищи и кислоты желудка начинается выделение пищеварительных соков: секретов поджелудочной железы, желчного пузыря и слизистой двенадцатиперстной кишки. Пищеварительные ферменты и нейтрализующие действие кислоты секреты поджелудочной железы поступают в двенадцатиперстную кишку через панкреатический проток. Желчь, образующаяся в печени и накапливающаяся в желчном пузыре, выделяется в двенадцатиперстную кишку через общий желчный проток. Желчь способствует расщеплению жиров на такие компоненты, которые поддаются перевариванию и всасыванию в кровь. Кроме того, желчь улучшает процесс всасывания жирорастворимых витаминов – A, D, E и K.
По мере прохождения пищи через тонкую кишку происходит всасывание через кишечную стенку и поступление в окружающие ее кровеносные сосуды питательных веществ, воды и других ингредиентов. Обогащенная питательными веществами кровь доставляется к печени и проходит через нее как через фильтр. Очищенная и насыщенная полезными веществами кровь поступает в сердце, откуда распространяется по всему организму и снабжает питательными веществами его ткани.
Содержимое тонкой кишки продолжает движение в направлении толстой кишки. Оставшиеся после всасывания питательных веществ пищевые массы попадают в толстую кишку через подвздошно-слепокишечную заслонку. В толстой кишке продолжается процесс всасывания и поступления в кровеносное русло воды и некоторых веществ, в частности натрия и калия. Все, что остается после этого (фекалии), завершает прохождение через толстую кишку и остается в прямой кишке до тех пор, пока не удаляется из организма во время акта дефекации – опорожнения кишечника.
Печень, поджелудочная железа, желчный пузырь
Необходимые для переваривания пищи ферменты и желчь вырабатываются в железах пищеварительной системы – поджелудочной железе и печени.
Поджелудочная железа производит пищеварительные ферменты, которые через панкреатический проток поступают в двенадцатиперстную кишку.
Печень относится к пищеварительной системе, хотя она выполняет множество разнообразных регуляторных функций в организме. В печени происходит очищение поступающей из пищеварительной системы крови от бактерий и других болезнетворных агентов. Лекарственные средства, алкоголь и различные токсические вещества, находящиеся в крови, включая шлаки – вредные конечные продукты естественного обмена веществ (жизнедеятельности клеток), в печени претерпевают различные химические изменения или подвергаются разрушению. Питательные вещества, поступающие в печень из желудка, либо откладываются в ней, либо преобразуются в такие формы, которые могут усваиваться организмом. В печени могут накапливаться, а потом высвобождаться значительные количества глюкозы (основного источника энергии в организме) и жиров. При необходимости в печени образуются дополнительные количества глюкозы из жиров или белков. Печень является хранилищем многих витаминов и минеральных веществ.
Печень может выполнять и роль резервуара излишков крови при развитии застойных явлений в сосудистой системе или увеличении объема крови. В печени происходит синтез большинства белков крови (они имеют большое значение для поддержания нормального водного баланса в кровеносных сосудах), липопротеинов, триглицеридов и различных факторов, участвующих в процессе свертывания крови (важных для контроля и предупреждения кровотечений). Все эти вещества жизненно необходимы для организма.
Кроме того, печень вырабатывает желчь, необходимую для переваривания жиров. В желчи содержится избыточное количество холестерола, билирубина и других продуктов обмена веществ. Из печени желчь направляется в желчный пузырь, расположенный на нижней поверхности правой доли печени. Когда пища поступает в организм, желчь из желчного пузыря выделяется в двенадцатиперстную кишку через общий желчный проток. Желчь выводится из организма вместе с каловыми массами.
Пищевые массы и жидкости содержат микроорганизмы и другие примеси. В желудке поддерживается достаточно высокая кислотность для уничтожения большинства устойчивых возбудителей инфекционных заболеваний. В то же время в толстом кишечнике присутствует большое количество бактерий, называемых естественной микрофлорой. Они играют важную роль в расщеплении побочных продуктов пищеварения, а также в превращении витамина K в такую форму, которая может использоваться печенью для образования некоторых веществ, участвующих в процессе свертывания крови.
Мочевыделительная система
Назначение мочевыделительной системы заключается в выводе из организма отработанных веществ и поддержании тем самым нормальных объема и состава крови, без чего невозможны хорошее здоровье и самочувствие человека. В систему входят почки, мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал.
Почки
Почки представляют собой парный орган, имеющий форму боба. Они располагаются позади брюшины, в среднем отделе спины, по бокам от позвоночника, и удерживаются на месте окружающей их фиброзной тканью (фасцией). Верхние части почек заходят под два нижних ребра. Каждая почка заключена в плотную оболочку, называемую капсулой. Капсула выполняет защитные функции. На верхушке каждой из почек расположены адреналовые железы – надпочечники, входящие в эндокринную систему.
Почки участвуют в процессе фильтрации отработанных продуктов, которые образуются в результате обмена веществ в организме. Все эти вещества в итоге выделяются из организма с мочой. В то же время в почках происходит и обратное всасывание отдельных компонентов крови и других необходимых организму веществ, таких как вода, натрий, хлориды, калий, глюкоза и двууглекислые соединения. Благодаря почкам осуществляются поддержание соответствующего кислотно-щелочного состояния (pH) крови, нормального давления крови, содержания в ней кальция и стимуляция образования красных клеток – эритроцитов. Как же это происходит?
Кровь поступает в почки через почечную артерию, представляющую собой ветвь аорты, и распределяется по системе сосудов, постепенно уменьшающихся в размере. Эти сосуды называются артериолами. Артериолы переходят в крошечные сосудистые образования, которые называются клубочками (гломерулами). Каждый клубочек входит в структуру нефрона – основной функциональной единицы почки.
И клубочки, и нефроны имеют очень тонкие стенки, пропускающие воду и различные компоненты крови. Содержащиеся в жидкостях элементы свободно проходят в специальные селекторы – канальцы нефрона. Есть компоненты крови слишком крупные, чтобы беспрепятственно проникнуть через стенки клубочков в нефрон. Это белки и эритроциты. Жидкость, поступающая в нефрон, – это еще не моча. Она называется фильтратом. По своему составу фильтрат близок к плазме крови. В нефроне фильтрат проделывает путь по разветвленной системе канальцев, которые вливаются в более крупные канальцы. Крупные канальцы опорожняются в почечную лоханку, которая служит для почек накопителем мочи.
Строение мочевыделительной системы
Пока фильтрат проходит свой длинный путь в системе канальцев, вода и другие компоненты жидкости с необходимыми организму веществами (в частности, натрием, кальцием, хлоридами, калием, глюкозой и двууглекислыми соединениями) подвергаются обратному всасыванию в расположенных поблизости кровеносных сосудах, а к фильтрату добавляются некоторые продукты обмена (мочевина и кислоты). Количество воды, подвергающееся обратному всасыванию из фильтрата, регулируется гормоном, который носит название антидиуретического (АДГ). Этот гормон образуется в гипофизе. Количество гормона, выделяющегося гипофизом, зависит от концентрации крови. При очень высокой концентрации крови высвобождается большее количество АДГ. Таким образом, почки вынуждены всасывать обратно большее количество воды из фильтрата с тем, чтобы произошло разбавление крови. Если кровь слишком жидкая, выделяется меньшее количество АДГ. Соответственно почками всасывается меньшее количество воды и повышается концентрация крови. Процесс обратного всасывания жидкости из фильтрата осуществляется почками настолько эффективно, что количество конечного продукта – мочи – составляет лишь около 1 % общего объема фильтрата, проходящего через систему нефронов. В течение этого цикла фильтрат изменяется и по концентрации, и по составу. Он превращается в мочу на этапе поступления в почечные лоханки.
В каждой почке содержится около одного миллиона нефронов. Каждый нефрон действует независимо от других. Благодаря этому почки имеют удивительные резервные возможности: нормальная работа может осуществляться даже при функционировании относительно небольшого числа нефронов – от 20 до 25 %. Поэтому человек может жить с одной почкой или частью почки. По этой же причине ряд признаков и симптомов почечных заболеваний часто не обнаруживается до тех пор, пока поражение не охватывает значительную часть почечной ткани.
Около 25 % крови, проходящей через аорту, попадает в почечные артерии. За 24 часа почки в среднем 60 раз пропускают объем крови, циркулирующей по всему организму.
Строение почки
Строение нефрона
Мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал
Из почечных лоханок моча через мочеточники – мышечные трубки – вытекает в мочевой пузырь. Мочевой пузырь представляет собой мышечное образование, напоминающее по форме мешок и способное расширяться, вмещая большое количество мочи. Отсюда через мочеиспускательный канал моча выводится из организма. В конце канала имеется отверстие с тем же названием. У женщин отверстие мочеиспускательного канала располагается перед входом во влагалище. У мужчин выходное отверстие мочеиспускательного канала находится на головке полового члена. У основания мочевого пузыря и по ходу мочеиспускательного канала имеются мышечные кольца – сфинктеры, которые могут смыкаться и размыкаться. Мышцы сфинктеров сокращаются и остаются сомкнутыми до тех пор, пока не начинается акт мочеиспускания. До этого момента с помощью сфинктеров моча удерживается в мочевом пузыре. С началом мочеиспускания происходит сокращение мышц пузыря, а мышцы сфинктеров расслабляются, и тогда становится возможным выделение мочи.
Нервная система
Нервная система – это управляющий центр всего организма. Вместе с эндокринной системой она регулирует и контролирует все функции органов и систем, постоянно реагирует на внутреннюю и внешнюю среду, тем самым поддерживая биологическое равновесие в организме.
Нервная система включает головной мозг, спинной мозг и нервы. Эти структуры разделены на две системы: центральную нервную систему, которая состоит из головного и спинного мозга, и периферическую нервную систему, состоящую из нервов. Эти две системы действуют согласованно: нервы передают мозгу информацию от органов и систем, мозг перерабатывает эту информацию и передает команды органам и системам.
Переработка и передача информации выполняется нейронами – основными нервными клетками нервной системы. Каждый нейрон состоит из тела клетки и отростков: дендритов, которые получают информацию извне, и аксонов, которые посылают информацию следующему нейрону. Нейрон выделяет вещества, известные как нейротрансмиттеры (медиаторы, посредники); эти вещества возбуждают очередной нейрон, создавая цепную реакцию, которая передает мозгу импульс от какой-либо части организма. Этот же процесс действует в обратном направлении, передавая импульс от мозга к определенной части тела.
Так как головной и спинной мозг – жизненно важные и чувствительные органы, они надежно защищены от повреждений. Во-первых, череп и позвоночник окружают соответственно головной и спинной мозг прочной костной тканью. Во-вторых, мозг покрыт плотной внешней оболочкой, состоящей из трех слоев. Эти слои защищают и помогают питать нервную ткань (нейроны) головного и спинного мозга. В-третьих, прозрачная жидкость, называемая цереброспинальной, или спинномозговой, циркулирует вокруг и внутри головного и спинного мозга, создавая жидкую прокладку, которая поддерживает эти органы и смягчает удары.
Спинномозговая жидкость образуется в полостях мозга, называемых желудочками. Желудочки выстланы кровеносными сосудами; жидкость и другие элементы крови фильтруются в желудочки, образуя спинномозговую жидкость. Возникнув в желудочках, спинномозговая жидкость циркулирует до тех пор, пока снова не впитается в кровь.
Четыре крупные артерии питают нервные клетки мозга. У основания головного мозга они соединяются в круг. По разным частям мозга кровь распределяется через ответвляющиеся мелкие артерии. Эта система, известная как виллизиев круг (артериальный круг большого мозга), представляет собой еще один защитный механизм: если один из четырех главных сосудов будет блокирован, распределение крови будет продолжаться по ветвящимся артериям, тем самым уменьшая число поврежденных и разрушенных нейронов.
Выстилка кровеносных сосудов, проходящих через мозг, способна поглощать бактерии и химические токсины, не давая им проникнуть в спинномозговую жидкость и в ткани мозга.
Головной мозг
Головной мозг состоит из отделов; каждый отдел отвечает за специфическую функцию. Три главные части головного мозга – передний мозг (большие полушария), мозжечок и ствол мозга.
Головной мозг разделен на правую и левую половины, или полушария. Внешняя область мозга – это бугорчатая серая масса нейронов, называемая корой мозга и ответственная за такие сложные функции, как память, сознание, интеллект, мыслительные процессы и сенсорное восприятие. Каждое полушарие разделяется на четыре основные доли, каждая из которых отвечает за конкретные функции.
Мозжечок расположен ниже полушарий, в задней части головного мозга. Он также состоит из правого и левого полушарий. Мозжечок координирует мышечные движения и равновесие, а также получает сенсорные импульсы от слуховых, зрительных и тактильных рецепторов.
Ствол мозга соединяет головной мозг со стволом спинного мозга. Черепные нервы, проводящие сенсорные и двигательные импульсы, начинаются в стволе мозга. К стволу мозга относятся таламус, гипоталамус, варолиев мост и продолговатый мозг. Эти структуры регулируют многие автоматические функции организма, включая ритм сердца и дыхания, температуру тела, кровяное давление, основные рефлексы, некоторые эмоциональные реакции, а также контролируют выделение гормонов.
Строение головного мозга
Доли полушарий головного мозга и их функции
Периферическая нервная система
Спинной мозг
Спинной мозг состоит из собственных нейронов, которые передают сенсорные и двигательные импульсы. Кроме того, в нем располагаются покрытые миолиновой оболочкой аксоны, которые отвечают за передачу сигналов в обоих направлениях между тканями и головным мозгом.
Периферическая нервная система
Периферическая нервная система включает 12 пар черепных нервов, которые входят в мозг и выходят из него и связаны с областями головы, лица и шеи, и 31 пару спинномозговых нервов, которые входят и выходят через отверстия между позвонками. Эти нервы проводят сенсорные и двигательные импульсы в обоих направлениях между головным мозгом и тканями и органами.
В периферической нервной системе есть отделы, которые могут контролироваться сознанием, и отделы, которые сознанием не контролируются. Первые позволяют чувствовать, например, зуд в ногах посредством импульсов, которые идут от ног через спинномозговой канал в головной мозг, где этот импульс анализируется и квалифицируется как зуд. Затем головной мозг посылает импульс через спинной мозг к мышцам рук, побуждая их делать почесывающие движения.
Не контролируемые сознанием отделы регулируют бессознательные движения, например изменения сердечного ритма, частоту дыхания, деятельность желез, потоотделение. Импульсы этих отделов перерабатываются главным образом в стволе мозга, без осмысления. Например, информация о перегревании тела посылается от спинного мозга в ствол мозга, который отдает команды потовым железам выделять пот для охлаждения тела.
Все еще не до конца ясно, как нервная система справляется с контролированием всех реакций организма и как она обеспечивает мышление и эмоции. Но хотя эта сложная и мощная система способна делать больше, чем в сумме ее части, она очень хрупкая. Однажды поврежденный или разрушенный нейрон, как правило, не восстанавливается. Если повреждение слабое, другой нейрон берет на себя функции поврежденного, но в большинстве случаев разрушение становится необратимым.
