Тромбоциты – красные кровяные пластины – выполняют также защитную функцию, участвуя в механизмах свертывания крови. При ранении кровеносных сосудов тромбоциты разрушаются, при этом из них выходят в плазму вещества, необходимые для формирования кровяного сгустка – тромба. Время свертывания крови в норме составляет от 3 до 5 минут. В нормальных условиях кровь в неповрежденных кровеносных сосудах не свертывается благодаря наличию в организме противосвертывающих факторов. Если работа свертывающей системы нарушена, тромбы образуются чаще и мешают нормальному кровообращению, закупоривая сосуды, что приводит к тяжелым болезням (инфаркт, инсульт).
Постоянство химического и клеточного состава крови регулируется различными способами, отклонение от него – сигнал тревоги. Клетки крови недолговечны: эритроциты живут около 4 месяцев, некоторые виды лейкоцитов – 3 дня и даже несколько часов. Но их численность не уменьшается, несмотря на то что клетки, циркулирующие в крови, утрачивают способность к делению. В таких быстро обновляющихся клеточных системах, как кровь, присутствуют малодифференцированные клетки, из которых при надобности образуются все разнообразные клетки крови.
После того как в 1901 г. было обнаружено, что при одних сочетаниях плазмы и эритроцитов разных людей наблюдается агглютинация (т. е. склеивание эритроцитов), а при других – нет, появилась классификация групп крови, которая учитывается при ее переливаниях.
Система кровообращения. Система кровообращения у человека – это сердце и замкнутая система кровеносных сосудов, включающая артерии, вены, капилляры. Кровь движется по сосудам главным образом за счет работы сердца. Сокращаясь, сердце выбрасывает порцию крови (70 мл) в артерии, при расслаблении сердца в него вливается кровь из вен. Сердце сокращается ритмично, частота сердцебиений составляет 75 раз в минуту. Объем крови, перекачиваемый сердцем за 1 минуту, составляет 6 л, но может достигать и 30 л/мин, если человек находится в состоянии возбуждения или выполняет большую физическую нагрузку.
Сердце человека состоит из двух половин – правой и левой. В каждой из них имеются две камеры: предсердие и желудочек, отделенные друг от друга клапанами, т. е. сердце у человека четырех камерное.
Из левого желудочка артериальная кровь выталкивается в самую крупную артерию – аорту. Аорта дает начало большому кругу кровообращения, назначение которого – питание кровью, богатой кислородом и питательными веществами, всего тела человека. В капиллярах, имеющих микроскопическую величину (2,5-30 мкм), артериальная кровь насыщается углекислым газом и продуктами распада и превращается в венозную. Венозная кровь собирается сначала в мелкие, а затем в крупные вены и, наконец, по двум полным венам возвращается в правое предсердие. Здесь заканчивается большой круг кровообращения.
Малый (легочный) круг кровообращения начинается из правого желудочка, откуда кровь направляется в легкие. Там благодаря газообмену венозная кровь превращается в артериальную, затем возвращается в левое предсердие, а оттуда – в левый желудочек.
Частота сердечных сокращений обычно измеряется по пульсу и в норме составляет 75 раз в минуту. Величина кровяного давления в норме – 110–125/70-85 мм рт. ст.
Дыхательная система. Основная функция органов дыхания – обеспечение тканей организма человека кислородом и освобождение их от углекислого газа. Наряду с этим органы дыхания участвуют в голосообразовании, обонянии и других функциях. В дыхательной системе выделяют органы, которые выполняют воздухопроводящую (полость носа, носоглотка, гортань, трахея, бронхи) и газообменные функции (легкие). В процессе дыхания атмосферный кислород связывается кровью и доставляется в клетки и ткани организма. Внутриклеточное дыхание обеспечивает освобождение энергии, необходимой для поддержания процессов жизнедеятельности. Образующийся при этом углекислый газ переносится кровью к легким и удаляется с выдыхаемым воздухом.
Поступление воздуха в легкие (вдох) является результатом сокращения дыхательных мышц и увеличения объема легких. Выдох происходит вследствие расслабления дыхательных мышц. Регуляция дыхания осуществляется центральной нервной системой, специальные области которой обусловливают автоматическое дыхание (чередование вдоха и выдоха) и произвольное дыхание, обеспечивающее приспособительные изменения в системе органов дыхания, соответствующие конкретной внешней ситуации и осуществляемой деятельности. Группа нервных клеток, ответственная за осуществление дыхательного цикла, называется дыхательным центром. Дыхательный центр располагается в продолговатом мозге, его разрушение приводит к остановке дыхания.
Пищеварительная система. Пищеварительная система человека состоит из пищеварительной трубки (длиной 8–9 м) и тесно связанных с нею крупных пищеварительных желез: печени, поджелудочной железы, слюнных желез. Пищеварительная система начинается полостью рта и заканчивается анальным отверстием. Сущность пищеварения состоит в физической и химической переработке пищи, в результате которой становится возможным всасывание питательных веществ через стенки пищеварительного тракта и поступление их в кровь или лимфу.
К питательным веществам относятся белки, жиры, углеводы, минеральные вещества, витамины. В пищеварительном аппарате происходят сложные физико-химические превращения пищи: от формирования пищевого комка в полости рта до всасывания и удаления непереваренных ее остатков. Эти процессы осуществляются в результате двигательной, всасывающей и секреторной функций аппарата пищеварения. Все эти три функции регулируются нервным и гуморальным путем. Нервный центр, регулирующий функции пищеварения, а также пищевую мотивацию, находится в гипоталамусе (промежуточный мозг), а гормоны большей частью образуются в самом желудочно-кишечном тракте.
В ротовой полости осуществляется первичная химическая и физическая переработка пищи. Слюноотделение происходит рефлекторно. Оно усиливается, когда мы чувствуем приятные запахи или, например, при попадании инородных частиц в ротовую полость. Слюна обладает бактерицидными свойствами. Физическая обработка пищи включает размельчение и формирование пищевого комка. Кроме того, в ротовой полости происходит формирование вкусовых ощущений.
После глотания пища попадает в желудок. В зависимости от состава пища находится в желудке разное время. Желудочный сок имеет очень сложный состав: пепсиногены, расщепляющие белки; липазы, расщепляющие жиры; соляная кислота, придающая соку кислую реакцию, и слизь, предохраняющая стенку желудка от самопереваривания.
Почти полное освобождение желудка происходит через 2–3 часа после приема пищи. При этом он начинает сокращаться в режиме 3 раза в минуту. В двенадцатиперстной кишке пища подвергается действию желчи, поджелудочного сока и кишечного сока. В тонком кишечнике сочетаются три взаимосвязанных процесса – полостное (внеклеточное) пищеварение, пристеночное (мембранное) и всасывание. Переваривание здесь продолжается 5–6 часов. Клетки кишечного эпителия покрыты микроворсинками, через которые происходит всасывание простых молекул в кровь и в лимфу. Так, белки всасываются в кровь в виде аминокислот, углеводы – в виде глюкозы и других моносахаридов, а жиры – в виде глицерина и жирных кислот в лимфу и частично в кровь. Процесс пищеварения заканчивается в толстом кишечнике, железы которого секретируют слизь. В толстом кишечнике благодаря населяющим его бактериям происходит брожение клетчатки и гниение белков, в результате чего образуется ряд ядовитых продуктов, которые, всасываясь в кровь, обеззараживаются в печени. Печень выполняет барьерную (защитную) функцию, синтезируя из ядовитых веществ безвредные для организма вещества. В толстом кишечнике завершается активное всасывание воды и формирование каловых масс. Микрофлора толстого кишечника осуществляет биосинтез некоторых биологически активных веществ (например, витаминов группы В и К).
Обмен веществ и энергии. Французский ученый К. Бернар установил, живой организм и среда – это единая система, т. е. между ними происходит непрерывный обмен веществами и энергией. Энергия необходима организму для поддержания всех его жизненных функций. Единицы измерения энергии – это калория или джоуль. Откуда же берется в организме энергия? Она выделяется за счет окисления сложных органических соединений, т. е. белков, жиров и углеводов, поступающих в организм с пищей. Основным аккумулятором и переносчиком энергии является АТФ. Поэтому АТФ – это универсальный источник энергии в организме человека. Высвобождение энергии происходит за счет гидролиза АТФ, когда разрывается химическая связь концевой фосфатной группы и высвобождается энергия. Часть этой энергии выделяется в виде теплоты (например, при сокращении мышц около 80 % энергии теряется в виде тепла и только 20 % превращается в механическую работу).
Обмен веществ, или метаболизм, состоит из двух противоположных и взаимосвязанных процессов: анаболизма и катаболизма.
Анаболизм – это процессы биосинтеза органических веществ (например, синтез белков из аминокислот). Анаболизм обеспечивает рост, развитие организма, обновление его структур. Этот процесс требует затраты энергии.
Катаболизм – это процессы расщепления сложных молекул до простых веществ с образованием энергии в виде АТФ.
Конечные продукты катаболизма – вода, углекислый газ, аммиак, мочевина, мочевая кислота и другие – удаляются из организма.