Основно съдържание
Курс: Биологична библиотека > Раздел 32
Урок 1: Структура на тялото и хомеостазаТъкани, органи & системи от органи
Учи за основните видове тъкани и системи от органи на тялото и как те работят заедно.
Основни идеи
- Хората, както и други сложни многоклетъчни организми, имат системи от органи, които работят заедно и изпълняват процеси, за да ги поддържат живи.
- Тялото има различни нива на организация, които се надграждат. Клетките изграждат тъкани, тъканите изграждат органи, а органите изграждат системи от органи.
- Функцията на дадена система от органи зависи от свързаната дейност на органите, които я изграждат. Например органите на храносмилателната система работят заедно, за да обработят храната, която приемаме.
- Оцеляването на организма зависи от съвместната дейност на всички системи от органи. Дейността им се координира от еднокринната и нервната система.
Въведение
Ако беше едноклетъчен организъм, който живее на място, богато на хранителни вещества, оцеляването ти щеше да е доста просто и ясно. Например, ако беше амеба, която живее в езеро, щеше да абсорбираш хранители вещества директно от околната среда. Кислородът, който ти е необходим за поддържане на метаболитни процеси, може да премине чрез дифузия през клетъчната ти мембрана. А въглеродният диоксид и другите отпадни материали могат да дифундират извън единствената ти клетка. Когато дойде време да се възпроизведеш, можеш просто да се разделиш на две!
Все пак ти вероятно не си амеба, щом сега използваш Кан Академия. И ситуацията не е толкова проста за големи многоклетъчни организми като човешките същества. Твоето сложно тяло се състои от повече от 30 трилиона клетки и повечето от тях не са в директен контакт с външната среда
Как тогава тялото успява да храни клетките си и да поддържа функциите си? Да разберем как е възможно това благодарение на организацията на невероятното човешко тяло.
Многоклетъчните организми се нуждаят от специализирани системи
Повечето клетки в големите многоклетъчни организми не обменят хранителни вещества и отпадни продукти директно с външната среда. Вместо това те са заобиколени от вътрешна среда - извънклетъчна течност. Тя е точно това, което казва името ѝ – течност извън клетките. Клетките получават кислород и хранителни вещества от извънклетъчната течност и отделят отпадните си продукти в нея. Хората и другите сложни организми имат специализирани системи, които поддържат вътрешната среда стабилна, така че да може да посреща нуждите на клетките.
Различните системи на тялото изпълняват различни функции. Например храносмилателната система е отговорна за приемане и обработване на храната, докато дихателната система, която работи заедно със сърдечносъдовата система, е отговорна за поемане на кислород и отделяне на въглероден диоксид. Мускулната система и костната система са изключително важни за движението, половата система отговаря за размножаването, а отделителната система – за отделянето на метаболитни отпадъци.
Тъй като са силно специализирани, тези различни системи зависят една от друга. Всички клетки, които изграждат храносмилателната, мускулната, костната, половата и отделителната система, се нуждаят от кислород от дихателната система, за да функционират. А клетките на дихателната система, както и тези на всички други системи, се нуждаят от хранителни вещества, а освен това трябва да отделят и метаболитни отпадъци. Всички системи в тялото работят заедно, за да поддържат организма жив и функциониращ.
Преглед на организацията на тялото
Всички живи организми са изградени от една или повече клетки. Едноклетъчните организми, например амебите, са изградени от една единствена клетка. Многоклетъчните организми, например хората, са изградени от много клетки. Клетките се приемат за основната градивна единица на живота.
Клетките на сложните многоклетъчни организми като хората са организирани в тъкани – групи от сходни клетки, които работят заедно за изпълнението на определена задача. Органите са структури, изградени от два или повече вида тъкани, организирани така, че да изпълняват определена функция. А групи от органи със свързани функции образуват различните системи от органи.
На всяко ниво на организация – клетки, тъкани, органи или системи от органи, структурата и функцията са тясно свързани. Например клетките в тънкото черво, които абсорбират хранителни вещества, изглеждат много различно от мускулните клетки, които са необходими за движението на тялото. Структурата на сърцето отразява неговата дейност – изпомпване на кръв към цялото тяло, докато структурата на белите дробове повишава ефективността, с която те могат да поемат кислород и да отделят въглероден диоксид.
Видове тъкани
Както видяхме по-горе, всеки орган е изграден от два или повече вида тъкани, групи от сходни клетки, които работят заедно, за да изпълнят определена функция. Хората, както и други големи многоклетъчни организми, са изградени от четири основни вида тъкани: епителна, съединителна, мускулна и нервна тъкан.
Епителна тъкан
Епителната тъкан се състои от слоеве от клетки, които са плътно наредени и покриват различни повърхности. Те покриват външната повърхност на тялото, както и кухините на тялото. Например външният слой на кожата ти е изграден от епителна тъкан, както и вътрешната покривка на тънкото ти черво.
Епителните клетки са поляризирани, което означава, че имат горна и долна повърхност. Апикалната, горната повърхност на епителната клетка, сочи към вътрешността на кухината или към средата, която я заобикаля. Обикновено тази повърхност е в контакт с течност или с въздух. Базалната, долната повърхност, сочи към клетките, които се намират под клетката, която разглеждаме. Например апикалната повърхност на клетките на тънкото черво има власинки, които увеличават повърхността, през която могат да се всмукват хранителни вещества.
Епителните клетки са плътно наредени една до друга, заради това те могат да изпълняват функцията на бариера за движението на течности и на потенциално вредни микроби. Често клетките са свързани чрез специализирани контакти, които ги държат плътно свързани и намаляват изтичането на вещества между тях.
Съединителна тъкан
Съединителната тъкан се състои от клетки и междуклетъчно вещество. В повечето случаи междуклетъчното вещество е изградено от белтъчни нишки като колаген и фибрин, разположени в твърда, течна или подобна на желе маса. Съединителната тъкан поддържа и, както подсказва името ѝ, свързва други тъкани.
Хлабавата съединителна тъкан, показана по-долу, е най-разпространеният вид съединителна тъкан. Открива се навсякъде в тялото и поддържа органите и кръвоносните съдове, освен това свързва епителните тъкани с мускулите. Фиброзната съединителна тъкан се открива в сухожилия и лигаменти, които свързват мускули и кости или кости с други кости, респективно.
Специализирани форми на съединителната тъкан включват мастната тъкан, костната съединителна тъкан, хрущялната съединителна тъкан и кръвта, чието междуклетъчно вещество е течно и се нарича плазма.
Мускулна тъкан
Мускулната тъкан е изключително важна за поддържане на изправената стойка на тялото, за осъществяване на движения на тялото и дори за изпомпване на кръв, и движение на храна през храносмилателния тракт.
Мускулните клетки, често наричани мускулни влакна, съдържат белтъците актин и миозин, благодарение на които се съкращават. Има три основни вида мускулна тъкан: скелетна, сърдечна и гладка мускулна тъкан.
Скелетната мускулна тъкан, която също се нарича напречно набраздена мускулна тъкан, изгражда това, което във всекидневието си наричаме мускули. Скелетните мускули са прикрепени за костите чрез сухожилия и ти помагат съзнателно да контролираш движенията си. Примери за скелетни мускули са четириглавият бедрен мускул, както и бицепсът на ръката.
Сърдечната мускулна тъкан се открива само в стените на сърцето. Също като скелетната мускулна тъкан, сърдечната мускулна тъкан е напречно набраздена. Но тя не е под съзнателен контрол, така че за наше щастие, не трябва съзнателно да караме сърцето си да бие. Отделните сърдечни мускулни клетки са свързани чрез структури, наречени интеркаларни (вметнати) дискове, които осигуряват синхронното съкращаване на клетките.
Гладката мускулна тъкан се открива в стените на кръвоносните съдове, в стените на храносмилателния канал, на пикочопроводите, на пикочния мехур, както и в много други вътрешни структури. Гладките мускули не са набраздени и не са под съзнателен контрол. Това означава, че не трябва съзнателно да преместваш храната по протежението на храносмилателния си канал.
Нервна тъкан
Нервната тъкан участва във възприемането на дразнения – вътрешни или външни стимули, и обработването и предаването на информация. Състои се от два основни вида клетки: неврони (нервни клетки) и глия.
Невроните са основната функционална единица на нервната система. Те генерират електрични сигнали, наречени акционни потенциали, чрез които невроните провеждат информация бързо и на далечни разстояния. Основната дейност на глиалните клетки е да подпомагат нервната функция.
Органи
Органи като сърцето, белите дробове, стомаха, бъбреците, кожата и черния дроб, са изградени от два или повече вида тъкани, които са организирани така, че да изпълняват определена функция. Например сърцето изпомпва кръв, белите дробове внасят кислород и елиминират въглероден диоксид, кожата служи като бариера, която защитава вътрешните структури на тялото от външната среда.
Повечето органи се състоят от всички четири вида тъкани. Стените на тънкото черво, които имат отделни слоеве, са добър пример за това как тъканите образуват орган. Вътрешността на червото е покрита с епителни клетки, някои от които секретират хормони или храносмилателни ензими, а други абсорбират хранителни вещества. Около слоят от епителни клетки има слоеве съединителна тъкан и гладка мускулна тъкан, сред които има жлези, кръвоносни съдове и неврони. Гладката мускулна тъкан се съкращава и придвижва храната през храносмилателния канал под контрола на определени мрежи от неврони.
Системи от органи
Органите се групират в системи от органи, в които работят заедно, за да изпълняват определена функция на организма.
Например сърцето и кръвоносните съдове изграждат сърдечносъдовата система. Те работят заедно, за да задвижат кръвта и да разпространят кислород и хранителни вещества до клетките в цялото тяло. Също така благодарение на сърдечносъдовата система от тъканите се отвеждат въглероден диоксид и отпадни продукти. Друг пример е дихателната система, която внася кислород в тялото и отделя въглероден диоксид. Дихателната система се състои от носа, устата, фаринкса, ларинкса, трахеята и белите дробове.
Основни системи от органи в човешкото тяло
| Система от органи | Функция | Органи, тъкани и структури |
|---|---|---|
| Сърдечносъдова | Транспортира кислород, хранителни вещества и други вещества до клетките на тялото, от клетките към белите дробове транспортира отпадни продукти, въглероден диоксид и други вещества, помага за стабилизиране на температурата и киселинността (pH) на тялото | Сърце, кръв, кръвоносни съдове |
| Лимфна | Защитава от инфекции и болести и пренася лимфа от тъканите към кръвния поток | Лимфа, лимфни възли и лимфни съдове |
| Храносмилателна | Обработка на храна и абсорбиране на хранителни вещества, минерали, витамини и вода | Уста, слюнчени жлези, хранопровод, стомах, черен дроб, жлъчен мехур, екзокринна част на панкреаса, тънко черво и дебело черво |
| Ендокринна | Осигурява комуникацията в тялото чрез хормони и дирижира дълготрайни промени в други системи от органи, за да се запази хомеостазата в организма | Хипофиза, епифиза, щитовидна жлеза, околощитовидни жлези, ендокринна част на панкреаса, надбъбречни жлези, тестиси, яйчници |
| Покривна | Осигурява защита от наранявания, загуба на течности, както и физическа защита от инфекции от микроорганизми, участва в контрола на температурата на тялото | Кожа, коса и нокти |
| Муксулна | Участва в осъществяването на движения, осигуряването на опора и проиводството на топлина | Скелетни, сърдечни и гладки мускули |
| Нервна | Събира, пренася и обработва информация и предизвиква краткотрайни промени в други системи от органи | Мозък, гръбначен стълб, нерви и части от сетивните органи – очи, уши, език, кожа, нос |
| Полова | Производство на гамети – полови клетки, и полови хормони; производство на ново поколение | Фалопиеви тръби, матка, вагина, яйчници, млечни жлези (за женската полова система), тестиси, семепровод, семенни мехурчета, простата и пенис (за мъжката полова система) |
| Дихателна | Доставя въздух до местата, където може да се осъществи обмяна на газове | Уста, нос, фаринкс, ларинкс, трахея, бронхи, бели дробове и дифрагма |
| Скелетна | Поддържа и защитава меките тъкани на тялото; осигурява движението на ставите; производство на кръвни клетки; натрупва минерали | Кости, хрущялни тъкани, стави, сухожилия и лигаменти |
| Отделителна | Премахва излишъка от вода, соли и отпадни продукти от кръвта и тялото; контролира pH | Бъбреци, пикочопроводи, пикочен мехур, уретра |
| Имунна | Защитава от микробни патогени, които могат да предизвикат болести, както и от други видове болести | Левкоцити, сливици, аденоиди, тимус, далак (слезка) |
Тази таблица е модифицирана от Основни системи от органи в човешкото тяло от фондация CK-12, CC BY-NC 3.0.
Въпреки че често говорим за различните системи от органи като за системи, които са отделни една от друга, части от една система могат да играят роля в друга система. Устата, например, е част от дихателната система и от храносмилателната система.
Има и голямо функционално припокриване между различните системи. Например, въпреки че смятаме, че сърдечносъдовата система доставя кислород и хранителни вещества до клетките, тя има роля и в поддържане на телесната температура. Кръвта транспортира и хормони, произведени от жлезите на ендокринната система, а белите кръвни клетки са основен компонент на имунната система.
Органите в една система работят заедно
Също като работниците на поточна линия, органите от дадена система трябва да работят заедно, за да може системата да функционира като единно цяло. Например функцията на храносмилателната система – приемане на храна, разграждането ѝ до молекули, които са достатъчно малки, за да бъдат абсорбирани, абсорбирането им, отстраняването на несмлените отпадни продукти – всичко това зависи от последователност от органи, всеки от които изпълнява собствената си функция
Храносмилането е разграждането на храната, така че хранителните вещества в нея да се абсорбират. То включва механично и химично храносмилане. При механичното смилане парчета от храната се разделят на по-малки части. При химичното смилане големи молекули като белтъци и нишесте се разграждат до по-прости единици, които могат лесно да се абсорбират.
Механичното смилане, заедно с част от началното химично смилане, протича в устата и в стомаха. Дъвченето разделя храната на по-малки парчета, а стомахът я превръща в течна смес. Стомахът служи и за резервоар, които освобождава частично смляната храна към тънкото черво с темп, с който тънкото черво може да се справи
Тънкото черво е основното място, където се осъществява химичното храносмилане. Химичното храносмилане се извършва от ензими, отделени от панкреаса и черния дроб. Тънкото черво е и основното място, където се абсорбират хранителни вещества; молекули като захари и аминокиселини се поемат от клетки и се транспортират до кръвния поток, за да бъдат използвани от останалата част на тялото.
Устата, стомахът, тънкото черво и другите храносмилателни органи работят заедно, за да смелят храната и да усвоят хранителните вещества ефикасно. Храносмилането няма да работи толкова добре, ако стомахът спре да работи, или ако една от жлезите, които произвеждат ензими, например панкреаса, реши да си вземе почивен ден.
Различните системи от органи също работят заедно.
Също както органите в система от органи работят заедно, за да изпълнят задачите си, така и различните системи от органи си сътрудничат, за да поддържат работата на цялото тяло.
Например дихателната и кръвоносната система работят в тясно сътрудничество, за да доставят кислород до клетките и да отнесат въглеродния диоксид, произведен от дейността на клетките. Сърдечносъдовата система приема кислород от белите дробове и го доставя на тъканите, след това извършва обратната услуга с въглеродния диоксид. Белите дробове отделят въглеродния диоксид и внасят нов въздух, богат на кислород. Само когато двете системи работят заедно, обмяната на кислород и въглероден диоксид между клетките и околната среда може да се извърши успешно.
Има много други примери за подобно сътрудничество в тялото. Например кръвта в сърдечносъдовата система трябва да приеме хранителни вещества от храносмилателната ти система и да бъде филтрирана в бъбреците. Ако това не се случва, тя няма да може да поддържа клетките в тялото и да премахва отпадъците, които те произвеждат.
Контрол и координация
Много от функциите на тялото се контролират от нервната и от ендокринната система. Тези две регулаторни системи използват химични посредници, за да повлияят на функциите на други системи от органи и да координират дейностите в различни части от тялото.
Как се различават ендокринната и нервната система?
- При ендокринната система химичните посредници са хормони, които се отделят в кръвта.
- При нервната система химичните посредници са невротрансмитери, които се изпращат директно от една клетка към друга през малко пространство между двете клетки.
Тъй като хормоните трябва да преминат през кръвния поток, за да стигнат до ефекторните си клетки, ендокринната система обикновено координира процесите в тялото по-бавно в сравнение с нервната система, при която съобщенията се доставят директно до ефекторната клетка. В някои случаи както при реакцията "бий се или бягай" (fight-or-flight response) при наличие на непосредствена заплаха, нервната и ендокринната система работят заедно, за да произведат отговор на стимула.
Искаш ли да се присъединиш към разговора?
каква е групата с начало " Мускулна клетка "(1 глас)