Текст книги "Биология. Человек. 8 класс"

§ 41. Терморегуляция организма. Закаливание

1. Что такое терморегуляция?

2. Почему для поддержания постоянной температуры тела необходимы рецепторы холода и рецепторы тепла?

3. Что надо делать при солнечном и тепловом ударе?

4. Что такое закаливание и как его осуществлять?

Выработка тепла и теплоотдача. Терморегуляцией называют уравновешивание выработки тепла в организме и теплоотдачи во внешнюю среду. Повышение или понижение выработки тепла регулируется нейрогуморальным путём. При понижении температуры окружающей среды происходит повышение интенсивности обмена веществ и усиление теплопродукции. При повышении температуры окружающей среды теплопродукция снижается, а теплоотдача увеличивается.

В теплоотдаче главную роль играет кожа. При повышении температуры внешней среды раздражаются тепловые рецепторы кожи (см. рис. 110) и рефлекторно расширяются кровеносные капилляры – кожа краснеет, начинается потоотделение. При расширении сосудов через кожу протекает большее количество крови, усиливается теплоотдача и температура тела снижается. Этим устраняется опасность перегрева.

Холод раздражает холодовые рецепторы. Потоотделение при этом уменьшается, происходит сужение кровеносных сосудов, тепла отдаётся меньше. Температура во внутренней среде организма (и, следовательно, температура крови) повышается. Параллельно происходит усиление теплообразования. Таким образом, и здесь действуют механизмы саморегуляции: отклонение температуры тела от нормы вызывает рефлексы, восстанавливающие нормальную температуру. Контроль за поддержанием верхней температурной границы осуществляют тепловые рецепторы, нижней – рецепторы холода.

Первая помощь при тепловом и солнечном ударе. При неблагоприятных внешних условиях возможны нарушения терморегуляции. Так, при высокой температуре и большой влажности воздуха, особенно в сочетании с физической нагрузкой, может произойти перегревание организма.

Опасное для здоровья перегревание организма называют тепловым ударом. В этом случае температура тела поднимается до 39–40 °С, возникают головокружение, головная боль, шум в ушах, обильное потоотделение, бледность, резкая слабость, вплоть до потери сознания. Частота дыхания и сокращений сердца резко увеличены, возможны судороги.

При длительном пребывании с непокрытой головой под прямыми солнечными лучами может произойти солнечный удар – перегревание головы. Болезненные явления при этом сходны с теми, что возникают при тепловом ударе, но могут развиваться даже без повышения температуры и влажности окружающего воздуха.

Первая помощь при тепловом и солнечном ударе заключается в том, чтобы уложить пострадавшего в прохладном месте, приподняв его голову и расстегнув одежду. Чтобы увеличить отдачу тепла, на его лоб и область сердца кладут смоченную прохладной водой ткань или полиэтиленовый пакет с холодной водой. Если человек не потерял сознание, ему дают пить крепкий чай, холодную воду. При потере сознания и нарушении дыхания производят искусственное дыхание и непрямой массаж сердца (см. § 29).

Закаливание. Постепенное приспособление организма к неблагоприятным факторам окружающей среды, в первую очередь холоду, называют закаливанием. При этом совершенствуются сосудистые рефлексы и другие способы терморегуляции, укрепляется иммунная система. В процессе закаливания организм постепенно подвергается действию низких температур воды и воздуха, осторожному облучению солнцем.

Что происходит при охлаждении тела, например при купании в реке? Сначала сужаются кожные сосуды, кровь отливает к внутренним органам, кожа бледнеет. Учащаются и усиливаются сокращения сердца, повышается артериальное давление крови, появляется озноб (непроизвольное сокращение мышц), ведущий к усилению теплопродукции. Температура тела при этом повышается. Вслед за этим кожа краснеет и возникает ощущение тепла во всём теле, так как теплопродукция начинает превышать потерю тепла. При дальнейшем охлаждении кожа вновь бледнеет, губы синеют, по телу пробегает крупная дрожь (так называемый вторичный озноб) – это признаки опасного для здоровья переохлаждения.

Процедуры закаливания проводят регулярно. Если их прервать, устойчивость к холоду вновь снизится. После какого-либо заболевания интенсивность и продолжительность закаливающих воздействий следует возобновлять постепенно.

Способы закаливания. Закаливание водой в домашних условиях начинают с температуры примерно 28–30 °С и снижают её каждые 2–3 дня на градус, доводя до 15–18 °С. Обтирать тело следует тканью или губкой, начиная с верхней части туловища. Заканчивают процедуру обтиранием тела полотенцем в направлении от конечностей к сердцу. В последующем можно перейти к обливанию или прохладному душу.

Людям, которые склонны к простудным заболеваниям, рекомендуют дополнительно закаливать ноги и полоскать горло холодной водой. Ноги погружают в воду комнатной температуры на 1–2 мин, а затем растирают. Температуру воды постепенно доводят до 10 °С. Можно попеременно на 1–2 мин погружать обе ступни в воду с температурой 40 и 15 °С с последующим их растиранием. Полезно летом ходить босиком по песку, рыхлой земле.

Воздушные ванны (14–20 °С) тоже являются полезными закаливающими процедурами, которые целесообразно сочетать с активными движениями. Их продолжительность следует постепенно увеличивать от 3–5 мин до часа.

Солнечные ванны. Продолжительность солнечных ванн первоначально не должна превышать 5–10 мин. Увеличивать время пребывания на солнце следует на несколько минут в день. В дальнейшем можно загорать около часа, но с перерывами для отдыха в тени.

Не следует стремиться быстро приобрести красивый равномерный загар, так как, кроме ожогов кожи, это может привести к обострению хронических заболеваний, к возникновению злокачественных опухолей кожи и внутренних органов. Наиболее рациональное время для загорания на юге – с 8 до 11 ч, в средней полосе – с 10 до 12 ч.

Благодаря закаливанию человек способен сохранять высокую работоспособность и легче переносить климатические невзгоды.

ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ, ТЕПЛООБРАЗОВАНИЕ, ТЕПЛООТДАЧА, ТЕПЛОВОЙ УДАР, СОЛНЕЧНЫЙ УДАР, ЗАКАЛИВАНИЕ.

Вопросы

1. Что такое терморегуляция и как она поддерживается в организме?

2. Каковы признаки теплового и солнечного удара? Назовите меры первой помощи.

3. Как предупредить перегрев тела, тепловой и солнечный удар?

4. Почему для организма опасна большая потеря жидкости и солей?

5. Что такое закаливание? На каких физиологических явлениях оно основано?

6. Каково значение закаливания для сохранения и укрепления здоровья?

7. Каковы способы закаливания?

8. Почему при загаре надо соблюдать осторожность?

Задания

1. Объясните, почему в коже имеются тепловые и холодовые рецепторы, а не один – температурный.

2. Напишите в таблице, что будет происходить при раздражении теплового рецептора кожи, а что – при раздражении холодового рецептора.

3. Опишите, какие закаливающие процедуры вы делаете.

4. Обсудите в классе различные способы закаливания. Проведите дискуссию на тему «Купание в проруби – путь к здоровью или стресс для организма?».

5. Алкоголь вызывает расширение сосудов. Какой человек, трезвый или пьяный, быстрее замёрзнет на морозе? Объясните почему.

§ 42. Выделение

1. Какие системы органов поддерживают постоянство внутренней среды организма?

2. Какие органы относят к мочевыделительной системе?

3. Каковы строение и функции почки?

4. Как функционирует нефрон?

5. Как предупредить мочекаменную болезнь и почечную инфекцию?

Значение выделения. В результате биологического окисления в тканях образуются продукты распада: углекислый газ, вода, соли азота, фосфора и другие вещества. Пары воды и углекислый газ удаляются из организма лёгкими. Жидкие продукты распада, содержащие атомы азота, серы, фосфора и некоторые другие, выводятся из организма почками и частично потовыми железами. Избытки этих веществ вредны для организма, их содержание в плазме крови может колебаться лишь в небольших пределах. Через желудочно-кишечный тракт удаляются желчные пигменты и соли тяжёлых металлов.

Основная функция органов выделения – поддержание постоянства внутренней среды организма, и прежде всего плазмы крови.

Органы мочевыделения – это почки, мочевые пути – мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал (рис. 115). Кровь приходит в почки по почечным артериям. В почках она очищается от ненужных веществ и по почечным венам поступает обратно в кровоток. Ненужные вещества отфильтровываются почками и в виде мочи по мочеточникам попадают в мочевой пузырь. Выход из него в мочеиспускательный канал закрыт сфинктером – круговой мышцей, которая расслабляется лишь в момент мочеиспускания. При этом стенки мочевого пузыря сокращаются и выталкивают мочу наружу.

Рис. 115. Система органов мочевыделения: 1 – почки; 2 – мочеточники; 3 – мочевой пузырь; 4 – мочеиспускательный канал; кровеносные сосуды; 5 – почечная артерия; 6 – почечная вена

Строение и работа почек. Почки – это парные органы бобовидной формы (рис. 116). Вогнутую часть, обращённую к позвоночнику, называют воротами почки. В ворота каждой почки входит мощная почечная артерия, несущая неочищенную кровь, а выходят из них парные почечные вены и мочеточник. Вены несут очищенную от жидких продуктов распада кровь в нижнюю полую вену, а мочеточник – вещества, подлежащие удалению, в мочевой пузырь.

В каждой почке различают наружное корковое вещество и внутреннее мозговое вещество. Последнее состоит из почечных пирамид (рис. 117). Их основания примыкают к корковому веществу почки, а вершины направлены в почечную лоханку – резервуар, где собирается моча перед поступлением в мочеточник.

Рис. 116. Строение почки: 1 – корковое вещество; 2 – мозговое вещество; 3 – почечная лоханка; 4 – мочеточник; 5 – почечная вена; 6 – почечная артерия; 7 – почечная пирамида

Рис. 117. Здоровая почка; тёмные сегменты в середине – почечные пирамиды

Нефроны. В каждой почке насчитывают около миллиона микроскопических единиц, в которых происходит фильтрация плазмы крови. Их называют нефронами. Нефрон состоит из капсулы, которая переходит в тонкий и длинный извитой каналец (рис. 118). Капсула нефрона напоминает бокал с двумя стенками. Щель между ними (полость капсулы) сообщается с канальцем.

В капсуле происходит фильтрация крови: часть плазмы крови проходит через стенку кровеносного сосуда в щель капсулы. В артериолах остаются форменные элементы и белки. В каналец нефрона попадают вода, продукты распада – мочевина, соли мочевой, фосфорной и щавелевой кислот, карбонаты, а также питательные вещества – глюкоза, аминокислоты, витамины. Все эти вещества составляют первичную мочу, которая по своему составу мало отличается от плазмы крови. Первичная моча продвигается вдоль канальца, здесь из неё обратно в кровь всасываются все нужные организму вещества, в том числе и большая часть воды. В канальце остаётся то, что организму не нужно. Всё это составляет вторичную, или конечную, мочу. Из извитых канальцев моча поступает в собирательные трубочки, которые объединяются и выносят вторичную мочу к верхушкам почечных пирамид. Каждая пирамида имеет несколько точечных отверстий, через которые моча попадает в почечную лоханку.

Рис. 118. Строение нефрона. А – капсула нефрона: 1 – приносящая артерия; 2 – выносящая артерия; 3 – эпителиальная стенка капсулы (внешняя и внутренняя); 4 – каналец нефрона; 5 – клубок капилляров; Б – нефрон: 1 – капсула нефрона; 2 – каналец нефрона; 3 – собирательная трубочка. Кровеносные сосуды нефрона: а – приносящая артерия; б – выносящая артерия; в – капилляры канальца нефрона; г – вена нефрона

Почечные капсулы и часть извитых канальцев находятся в корковом веществе почки. Мозговое вещество почек образовано в основном извитыми канальцами и собирательными трубочками. Чтобы образовался 1 л вторичной мочи, через почечные канальцы должно пройти до 125 л первичной мочи (124 л всасывается обратно).

Вторичная моча представляет собой концентрированный раствор солей мочевой, щавелевой, фосфорной и других кислот, а также мочевины.

Предупреждение почечных заболеваний. Нарушение работы почек приводит к изменению состава внутренней среды организма, а это нарушает обмен веществ и работу органов. Поэтому заболевания почек опасны для жизни.

При повреждении почечных капсул в канальцы попадают белки и форменные элементы крови. Они не могут вернуться обратно в кровь и удаляются вместе с мочой. При повреждении канальцев нарушается обратное всасывание необходимых организму веществ, и они в избыточном количестве выводятся из организма. В результате в организме возникает их недостаток. Нарушение фильтрации воды приводит к отёкам.

Следует помнить, что через почки многократно проходит вся имеющаяся в организме кровь. Поэтому любые вредные вещества, даже если они находятся в крови в небольшом количестве, действуют на клетки нефронов, нарушая их работу. К такого рода веществам относятся алкоголь, вещества, содержащиеся в острой и пряной пище (например, уксус, перец, горчица), избыток поваренной соли.

Поскольку через нефроны проходит вся кровь организма, в почки могут попадать и болезнетворные микроорганизмы – из кариозных зубов, из миндалин при хроническом тонзиллите.

При нарушении правил личной гигиены и при охлаждении нижней части тела инфекция может распространяться и вверх по мочевым путям – от мочеиспускательного канала к мочевому пузырю, а затем по мочеточникам – к почкам (рис. 119).

Нарушение обмена веществ или избыточное потребление пищи, содержащей соли щавелевой, мочевой и фосфорной кислот, так же как и задержка мочеиспускания, может привести к появлению камней в почечной лоханке или мочевом пузыре, что может стать причиной мочекаменной болезни (рис. 120, 121).

Рис. 119. Бактерия Proteus mirabilis – частая причина инфекции мочевыводящих путей (микрофотография)

Рис. 120. Мочекаменная болезнь (камни в почках): 1 – камень в полости почечной чашки; 2 – крупный разветвлённый (коралловидный) камень в почечной лоханке

Рис. 121. Камень в почке (1) (рентгеновский снимок в псевдоцветах)

ОРГАНЫ МОЧЕВЫДЕЛЕНИЯ: ПОЧКИ, МОЧЕТОЧНИКИ, МОЧЕВОЙ ПУЗЫРЬ, МОЧЕИСПУСКАТЕЛЬНЫЙ КАНАЛ; КОРКОВОЕ И МОЗГОВОЕ ВЕЩЕСТВО ПОЧКИ, ПОЧЕЧНЫЕ ПИРАМИДЫ, ПОЧЕЧНАЯ ЛОХАНКА, НЕФРОН, ПЕРВИЧНАЯ МОЧА, ВТОРИЧНАЯ МОЧА, МОЧЕКАМЕННАЯ БОЛЕЗНЬ.

Вопросы

1. Какие органы принимают участие в поддержании постоянства внутренней среды организма?

2. Как взаимосвязаны строение и функция системы мочевыведения?

3. Как устроен нефрон и каковы его функции?

4. Чем отличается кровь, поступающая в почки через почечную артерию, от крови, выходящей из почки по почечным венам?

5. Как вы считаете, почему выведение из организма непереваренных остатков пищи не относят к выделительной функции?

Задания

1. Назовите основные меры профилактики болезней почек.

2. Изобразите схематично этапы образования мочи и процессы, происходящие на этих этапах.

3. Рассмотрите рисунок 118. Обратите внимание, что входящая в капсулу артерия толще, чем выходящая. Из-за разности сечений сосудов в капиллярах внутри капсулы создаётся избыточное давление. Объясните, что обеспечивает это давление.

Основные положения главы 10

Кожа выполняет защитную, терморегуляционную, дыхательную, обменную и другие функции. Она защищает внутреннюю среду организма от потери влаги, проникновения микроорганизмов, механических повреждений. Производными кожи являются волосы и ногти.

Кожа человека включает наружный слой – эпидермис, находящуюся под ним собственно кожу – дерму и подкожную жировую клетчатку, соединяющую её с глубже лежащими тканями, – гиподерму.

На состояние кожи влияют эндокринная система, питание, наличие витаминов в пище, заболевания внутренних органов. Кроме бактерий и вирусов, кожу могут поражать грибковые инфекции, клещи и другие паразиты. Возможны различные травмы: ожоги, обморожения, механические повреждения.

Постоянная температура тела поддерживается за счёт двух противоположных процессов: теплообразования и теплоотдачи. Теплообразование происходит за счёт биологического окисления органического вещества с выделением энергии, теплоотдача – за счёт рассеивания тепла с поверхности кожи и лёгочных альвеол. Теплоотдача с поверхности кожи регулируется нервной и эндокринной системами. Они сужают и расширяют кожные сосуды и контролируют потоотделение.

Температурное постоянство внутренней среды поддерживается двумя рефлекторными системами. Одна из них начинается с рецепторов холода, другая – с рецепторов тепла. Превышение верхней или нижней температурной границы запускает соответствующие рефлексы, возвращающие температуру тела к норме.

Процедуры, повышающие устойчивость организма к изменениям температуры внешней среды, главным образом к холоду, называют закаливанием. Закаливанием надо заниматься систематически, постепенно снижая температуру воздействия. Закаливание тренирует процессы теплообразования и теплоотдачи, повышает эффективность работы иммунной системы.

Процессы выделения в основном осуществляют лёгкие, кожа и почки. Органы мочевыделения – почки, мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал.

Почки – парные органы, расположенные в поясничной области по обеим сторонам позвоночника.

Функциональной единицей почки является нефрон. Почка действует как биологический фильтр. По артерии к ней поступает кровь, содержащая продукты метаболизма. После фильтрации крови в капсуле нефрона образуется первичная моча. В дальнейшем все нужные организму вещества из первичной мочи возвращаются обратно в кровь, а вредные и лишние в составе вторичной мочи выводятся из организма. Очищенная кровь оттекает от почки по венам.

Глава 11. Нервная система

Из этой главы вы узнаете

• о строении и функциях спинного и головного мозга, нервов и нервных узлов;

• о врождённых и приобретённых рефлексах;

• об осознанных и неосознанных действиях;

• о функционировании соматического и автономного (вегетативного) отделов нервной системы.

Вы научитесь

• выделять существенные признаки процесса регуляции жизнедеятельности организма;

• различать на таблицах и муляжах органы нервной системы;

• проводить функциональные пробы и физиологические тесты, позволяющие выявить особенности нервной системы.

§ 43. Значение нервной системы

1. Почему невозможно насытиться за один раз на всю жизнь?

2. В чём заключается активность организма?

3. Что такое психика?

Нервная система обеспечивает относительное постоянство внутренней среды организма. Обмен веществ в каждом организме осуществляется непрерывно. Одни вещества расходуются и выводятся из организма, другие поступают извне. Нервная система, а вместе с ней и железы внутренней секреции автоматически поддерживают равновесие между поступлением и использованием веществ, обеспечивая колебание жизненно важных показателей в допустимых пределах. Благодаря этому поддерживается гомеостаз, относительное постоянство внутренней среды: кислотно-щелочное равновесие, количество минеральных солей, кислорода и углекислого газа, продуктов распада и питательных веществ, в крови – величина артериального давления и температура тела.

Нервная система согласует работу всех органов. Для поддержания гомеостаза организм получает из внешней среды кислород, питательные вещества, минеральные соли, воду, а продукты метаболизма выделяет обратно. Нужда в том, что необходимо для поддержания жизни, для роста и развития, называется потребностью. Наиболее простыми биологическими потребностями являются потребности в приёме пищи, питье воды, сохранении тепла. Эти потребности называют базовыми. Однако человек – существо не только биологическое, но и социальное. Мы живём в обществе, поэтому каждому из нас свойственны также социальные и творческие потребности (вторичные потребности). К ним относят, например, потребность учиться – приобретать новые знания, потребность делиться приобретёнными знаниями, передавая их другим людям, потребность в творчестве, в общении и многие другие. Чтобы удовлетворить свои потребности, организму приходится проявлять активность. Надо найти пищу, укрыться от непогоды, уйти от преследования, встретиться с особью противоположного пола и т. п.

Работу по согласованию действий органов в организме выполняет нервная система. Она определяет порядок сокращения мышечных групп, интенсивность дыхания и сердечной деятельности, осуществляет контроль и коррекцию результатов действия. Напомним, что по прямым связям идут «приказы» мозга, адресованные органам, а по обратным связям – сигналы в мозг от органов, информирующие, насколько успешно эти «приказы» выполнены. Последующее действие не пройдёт, пока не будет выполнено предыдущее и не будет достигнут положительный эффект.

Нервная система обеспечивает выживание организма как целого. Чтобы выжить, организму необходимо получать информацию об объектах внешнего мира. Вступая в жизнь, человек постоянно сталкивается с определёнными предметами, явлениями, ситуациями. Некоторые из них для него необходимы, некоторые опасны, другие безразличны.

С помощью органов чувств нервная система осуществляет опознание объектов внешнего мира, оценку их, запоминание и переработку полученной информации, направленной на удовлетворение возникающих потребностей. Наконец, она участвует в организации деятельности, которая приводит к удовлетворению возникающих потребностей.

Даже безразличные на первый взгляд сведения могут стать сигналами жизненно важных событий и оказаться полезными. Мозг способен нормально работать только тогда, когда он получает и перерабатывает информацию извне. Изоляция человека на длительный срок приводит к психическим расстройствам.

Мозг и психика. Психика – это субъективное отражение окружающей действительности и внутреннего мира человека. Она включает различные процессы, такие как восприятие, память, воображение, мышление, волю и чувства, умения и навыки, а также привычки, интересы, способности. Субъективность психики заключается в том, что возникающие в сознании образы и переживания нельзя непосредственно передать другому человеку. Можно лишь рассказать о них, изобразить, но не «вложить» их в чужую голову.

Головной мозг обеспечивает осуществление психических процессов. Однако суть психической деятельности и поступков людей определяется мозгом и окружающей обстановкой. В этом и заключается сущность воспитания. С раннего детства каждый человек усваивает определённые правила, действующие в том или ином обществе. Они в значительной степени определяют поведение человека и его материальные и духовные запросы.

ПОТРЕБНОСТИ, АКТИВНОСТЬ, ОПОЗНАНИЕ ОБЪЕКТОВ, СУБЪЕКТИВНОЕ ОТРАЖЕНИЕ.

Вопросы

1. Как обеспечивается относительное постоянство внутренней среды?

2. Почему без согласованной работы органов нельзя достичь полезного эффекта в деятельности?

3. Почему жизненно важные показатели колеблются в определённых границах (от – до)?

4. Можно ли конкретные поступки человека объяснить только свойствами его нервной системы? Почему?

5. Что называют психикой?

Задания

1. Составьте и заполните схему «Значение нервной системы».

2. В настоящее время существует множество определений понятия «психика». Говорящие, по сути, об одном и том же, эти определения несколько отличаются друг от друга. Используя дополнительную литературу и ресурсы Интернета, найдите несколько таких определений. Какое из них вам кажется наиболее понятным и полным?