Строение, состав и свойства клеток организма. Еще в

КЛЕТОЧНОЕ СТРОЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМА

Клетки и ткани

Строение, состав и свойства клеток организма. Еще в

первой половине XIX в. было установлено клеточное строение ор­ганизмов. Основную массу каждой клетки составляет вязкое, по­хожее на слизь полужидкое вещество — цитоплазма. В ней нахо­дится отграниченный участок — ядро. Разобраться в тонком строении клетки помог электронный микроскоп, дающий увеличе­ние в сотни тысяч раз. Установлено, что снаружи клетка покрыта мембраной, или оболочкой, толщина которой не превышает не­скольких миллионных долей миллиметра. Цитоплазма пронизана огромным количеством разветвленных канальцев, обеспечиваю­щих связь между различными участками клетки. Кроме того,' в ци­топлазме имеются специальные образования, которые, подобно органам тела, выполняют определенные функции, обеспечивая нор­мальную жизнедеятельность клетки.

В состав клеток, помимо воды ч очень небольшого количества неорганических солей, входят органические вещества — белки, уг­леводы и жиры.

На долю белков приходится не менее 75% всех органических веществ. Белковые молекулы огромны. Они содержат от тысячи до миллиона атомов углерода, водорода, азота, кислорода, немного серы и в очень небольшом количестве другие элементы. Каждая молекула белка состоит из отдельных «кирпичиков» — аминокис­лот—небольших молекул, содержащих от 10 до 35 атомов. С бел­ками связаны все жизненные проявления организма. При нагрева­нии, прибавлении кислоты и некоторых других веществ белки свертываются и теряют свои биологические свойства. Таковы белок вареного яйца, хлопья свернувшегося молока.

Углеводы, например тростниковый (или свекловичный) сахар, крахмал,— основной поставщик энергии, необходимой для жиз­ненных процессов. В состав углеводов входят углерод, водород и

кислород, причем атомы последних двух элементов содержатся в такой же пропорции, как и в молекуле воды (НгО). Так, молекула виноградного сахара, или глюкозы, имеет формулу СеН^Об. Моле­кулы крахмала состоят из большого количества соединившихся друг с другом молекул простого сахара ••— глюкозы.

Молекулы жиров состоят из тех же элементов, что и углеводы, но кислорода содержат очень мало. Так, например, молекула од­ного из жиров человеческого тела имеет формулу СзэНшоОб. Неко­торые жиры, точнее, жироподобные вещества имеют более слож­ное строение и содержат фосфор, а иногда и другие элементы.

Сравнительно недавно было выяснено значение нуклеиновых кислот — еще одной группы органических веществ, находящихся в каждой живой клетке. Свое название они получили потому, что впервые были найдены в клеточных ядрах (нуклеус—ядро). Мо­лекулы нуклеиновых кислот,» подобно белковым, очень велики и образованы множеством нуклеотидов, содержащих углерод, водо­род, кислород, азот и фосфор. Нуклеиновые кислоты обеспечивают образование из аминокислот белков, свойственных каждой клетке, и сохранение наследственных свойств.

В каждой живой клетке непрерывно происходят различные химические процессы. Как известно, химические реакции в присут­ствии некоторых веществ могут ускоряться. Такие вещества назы­вают катализаторами. Подобные же ускорители находятся в каж­дой клетке организма — это сложные белковые вещества, назы­ваемые ферментами. Они обладают замечательными свойствами.

В отличие от обычных химических катализаторов ферменты вы­сокоспецифичны: каждый фермент ускоряет только определенную химическую реакцию, и притом действует лишь на те вещества, ко­торые имеют сходное строение. Некоторые ферменты действуют всего лишь на одно химическое вещество, не оказывая никакого влияния на другие, даже сходные с ним.

Под влиянием ферментов многие реакции протекают в сотни тысяч раз быстрее, чем в присутствии неорганических катализа­торов.

Ферменты лучше всего действуют при температуре тела. При понижении температуры их действие ослабевает. Кипячение раз­рушает ферменты. Без ферментов жизнь клетки невозможна.

Поддержание живого состояния любой клетки обеспечивается несколькими основными ее жизненными свойствами. Одно из них — способность превращать энергию из одного вида в другой. Так, зеленые растения для образования органических веществ ис­пользуют энергию солнечных лучей, превращая ее в химическую энергию. Химическая энергия органических веществ превращается в клетках человеческого организма в другие виды энергии, напри­мер: механическую, электрическую, тепловую.

Другое свойство клеток — способность строить свое собствен­ное тело, создавая из аминокислот взамен разрушенных белковых

молекул точные их копии. Третье свойство — способность расти и размножаться; клетки растут за счет усиленного образования но­вого клеточного вещества; многократно делясь пополам, клетки размножаются, причем каждая из них похожа на материнскую клетку. Развитие зародыша начинается с деления пополам оплодо­творенной женской половой клетки. Путем последующего деления из двух клеток образуются 4, из четырех — 8 и т. д. В первые дни развития трудно заметить какие-либо различия между образовав­шимися клетками. Но уже к концу первой недели можно обнару­жить три первичных зародышевых листка: наружный, или эктодерма; средний, или мезодерма; внутренний, или энтодерма. По­степенно различие между отдельными группами клеток возраста­ет; яснее выявляется их неодинаковое строение, связанное с физио­логическим разделением функций между ними. Вместо первоначаль­ных трех зародышевых слоев появляются разные группы клеток, входящие в состав отдельных органов и выполняющие опре­деленные жизненные функции. Такие группы клеток вместе с ве­ществом, которое обычно находится в промежутках между отдель­ными клетками, называются тканями. Образование различных тканей и органов — результат четвертого свойства клеток — способ­ности специализироваться.

Еще одно существенное свойство клетки — ее раздражимость, т. е. способность отвечать на раздражения. Деятельность различ­ных клеток тела неодинакова. Поэтому и на раздражение они отве­чают по-разному. Так, например, мышечные клетки сокращаются, т. е. укорачиваются, а клетки слюнной железы выделяют слюну. Активное, деятельное состояние, которое возникает под влиянием раздражения, называется возбуждением.

Ткани

Основные группы тканей. Различают четыре основное группы тканей: эпителиальную, соединительную, мышечную и нерв­ную (цвет. табл.I).

Эпителиальные, или покровные, ткани как бы одевают все на­ружные и внутренние поверхности тела. Их клетки плотно примы­кают друг к другу. Между ними можно обнаружить мостики из цитоплазмы, благодаря которым клетки в своей деятельности тес­но связаны друг с другом. Эпителиальной тканью образован верх­ний слой кожи, который играет защитную роль, предохраняя орга­низм от механических, химических и других внешних воздействий. Эпителий кожи состоит из нескольких слоев клеток. Однослойный эпителий выстилает брюшную и грудную полости, покрывает сна­ружи внутренние органы (желудок, почки и т. п.). Из эпителиаль­ной ткани состоит слизистая оболочка, покрывающая изнутри полость рта, дыхательную трубку, пищевод, желудок, кишки и дру-

?лс. 1, Форма строения нейронов:

Л — общая схема строения нейрона; Б •— клетка из коры мозжечка, Я — афферентный нейрон; Г—пирамидная клетка из коры больших полушарий-

/ — тело нейрона, 2 — ядро, S — дендриты. 4 — аксон, 5 — миелиновая оболочка

гие органы. Некоторые клетки этой оболочки вырабатывают и вы­деляют слизь, отсюда и название самой оболочки. Железистые клетки, основная функция которых — выработка и выделение тех или иных веществ, также относятся к эпителиальной ткани. Груп­пы таких клеток могут образовывать железы — органы, вырабаты­вающие определенного состава сок. По протоку, т. е. по трубочке, сок выделяется из железы.

Соединительные, или опорные, ткани развиваются из среднего зародышевого листка и входят в состав почти всех органов тела. Слой соединительной ткани, находящийся в коже, обусловливает ее эластичность, а под кожей служит местом отложения жира.Изсоединительной гкани состоят сухожилия, мышцы и связки, соеди­няющие кости скелета между собой. Хрящи и кости также пред­ставляют собой сильно измененную соединительную ткань. Клетки соединительной ткани не гфилегают друг к другу. Они погружены в межклеточное вещество, составляющее основную массу ткани.

По своему происхождению мышечная ткань находится в близ­ком родстве с соединительной. За редкими исключениями она раз­вивается из среднего зародышевого листка. Мышечная ткань на всякое раздражение (электричеством, кислотой, уколом) отвечает укорочением, сокращением. Способность сокращаться, или сокра­тимость,— основное свойство мышечной ткани. На долю этой тка­ни приходится больше трети веса тела. Из нее состоят мышцы не только скелетные, но и внутренних органов, например желудка, кишок, мочевого пузыря.

Мышцы внутренних органов называются гладкими. Они состо­ят из сильно вытянутых клеток, длина которых не превышает 0,1— 0,2 мм, а поперечник измеряется всего лишь несколькими микро­нами, т е. тысячными долями миллиметра. Внутри клеток в про-

дольном направлении расположены тончайшие нити, или фибрил-лы, которые под влиянием раздражения медленно укорачиваются, вызывая тем самым сокращение всей клетки. Мышцы скелета по сравнению с гладкими имеют более сложное строение, высокую возбудимость и гораздо быстрее сокращаются.

Основное свойство нервной ткани—проведение возбуждения Большинство нервных клеток имеет несколько коротких ветвящих^ ся отростков — дендритов, и один длинный — аксон. Нервная клет­ка со всеми ее отростками называется нейроном (рис. 1). Длинные отростки, окруженные оболочкой, называются нервными волокна­ми. Многие волокна имеют плотную оболочку, состоящую из мие­лина. Нервы состоят из пучков нервных волокон.

Ткани человеческого тела чрезвычайно разнообразны. Это объ­ясняется тем, что в процессе длительного и сложного развития пер­вичные ткани специализируются и превращаются в разнообразные ткани взрослого организма. Изменение и усложнение тканей про­исходит не только в период зародышевой жизни человека, но и долгое время после рождения.

Рост и развитие

Закономерности роста и развития. Пропорции тела с воз­растом сильно меняются (рис. 2). У новорожденного высота головы составляет примерно 'Л, а у взрослого человека — '/8 длины всего тхла. Ноги, наоборот, у новорожденного очень коротки, а у взрос­лого обычно несколько превышают половину длины тела. Такие различия в пропорциях свидетельствуют о неравномерности роста и развития отдельных частей тела.

Известно, что вес взрослого человека в 20 с лишним раз боль­ше веса новорожденного. Вес сердца, почек и некоторых других ор­ганов увеличивается почти пропорционально увеличению веса те­ла, лишь с небольшим отставанием; так, вес сердца увеличивает­ся в 15 раз. Очень интенсивно растут мышцы: их вес у взрослого человека в 35—40 раз больше, чем v новорожденного. Некоторые органы еще в период внутриутробного развития растут столь ин­тенсивно, что после рождения их вес увеличивается всего лишь в Д—4 раза. Так, например, головной мозг v новорожденного весит примерно 390 г, а у взрослого в среднем 1480 г. При этом основное увеличение веса мозга после рождения приходится на первые не­сколько лет жизни. После 10 лет вес мозга увеличивается лишь не­значительно. Есть органы, вес которых после рождения совсем не меняется. К таким органам относятся расположенные в височной кости слуховой орган и полукружные каналы. Половые железы увеличиваются в весе в течение первого года жизни, затем в тече­ние 7—9 лет их вес остается почти неизменным, и лишь на 10-м го­ду жизни он вновь увеличивается.

Новорожденный 2 года 6 лет 20лет

Рис 2. Пропорции тела:

пунктирные линии делят длину тела на 8 равных частей, а короткие линии с цифрами справа от фигур — на части, равные длине головы.

Возрастные периоды. По мере роста и развития меняется строе­ние и работа органов, меняются потребности организма, иными становятся интересы и поведение ребенка. Соответственно должна изменяться организация условий жизни, воспитания и обучения ре­бенка. В целях установления важнейших особенностей, характери­зующих последовательные этапы роста и развития ребенка, давно делались попытки выделить несколько возрастных периодов. Осно­ванием для деления служили различные признаки развития, как, например, прорезывание зубов, особенности роста, сроки окостене­ния отдельных частей скелета, особенности психического развития и т. д. Наиболее целесообразным и практически удобным следует считать такое деление на периоды жизни ребенка, которое учиты­вает особенности воспитания и обучения. Различают период внут­риутробного развития; период новорожденности (первые 2 недели жизни); грудной возраст (до одного года); преддошкольный, или ясельный, возраст (от 1 до 2 лет); младший дошкольный возраст (от 2 до 4 лет); средний дошкольный возраст (от 4 до 5 лет); стар­ший дошкольный возраст (от 5 до 7 лет); школьный возраст.

В дошкольных учреждениях дети грудного возраста от 3 меся­цев до 1 года составляют первую группу раннего возраста, кото­рую делят на 3 подгруппы (3—6 месяцев, 6—10 месяцев, 10—12 ме­сяцев), преддошкольники—вторую группу раннего возраста. Детей младшего дошкольного возраста делят на две группы (от 2 до 3 лет и от 3 до 4 лет). Детей старшего дошкольного тоже делят на две группы (вторая называется подготовительной к школе).

Показатели физического развития ребенка. О физическом раз­витии ребенка можно судить по его весу, росту, окружности его грудной клетки и другим показателям. Даже совершенно здоровый ребенок растет в длину и увеличивается в весе неравномерно.

В одни возрастные периоды он растет быстрее, в друше—медлен­нее. При рождении рост ребенка в среднем равен 50 см, а к кон­цу года—75 см, т. е. увеличивается на 50%; вес (в среднем 3200 г при рождении) за год утраивается, достигая 9,5—10 кг. За 2-й год ребенок вырастает на 10—15 см и увеличивается в весе на 2,5—3 кг. В последующие годы, до периода полового созрева­ния, ежегодная прибавка в весе ребенка составляет приблизитель­но 1,5—2 кг, в росте—4—5 см.

Показатели физического развития очень изменчивы, особенно в первые годы жизни. Они сильно снижаются под влиянием тяже­лых бытовых условий, при отсутствии достаточного количества свежего воздуха, плохом питании, недосыпании, малой подвиж­ности и пр.

Любое, как незаразное, так и заразное (инфекционное), забо­левание, особенно если оно протекает тяжело, ослабляет организм ребенка, нарушает его нормальное развитие. Постоянное наблюде­ние за физическим развитием позволяет вовремя выявить неблаго­приятные сдвиги в состоянии ребенка.

Для определения основных показателей физического развития ребенка пользуются антропометрией. Сразу же после рождения, а затем регулярно в определенные периоды времени измеряют рост, вес, окружность грудной клетки ребенка. На основании изме­рений, проведенных у большого количества детей соответствующе­го возраста и пола, составляют средние показатели"(стандарты) физического развития детей в данном городе, районе, стране. Эти­ми стандартами пользуются ддя разработки размеров детской одежды, мебели, физкультурного и прочего оборудования.

При оценке физического развития каждого отдельного ребен­ка учитывают также состояние и окраску кожных и слизистых по­кровов, упитанность (развитие подкожножировой ткани), развитие и тонус мышц, осанку и пр.

Желательно, чтобы воспитатель присутствовал при врачебном обследовании детей его группы. При этом он знакомится с прове­дением обследования, помогает врачу и дает ему нужные сведения о поведении ребенка, его настроении, интересах, аппетите, сне, о том, как ребенок переносит низкие и высокие температуры, и пр. Воспитатели, которые знают, как определяется физическое разви­тие ребенка и какие признаки характеризуют его нарушения, лег­че заметят у детей те или иные отклонения от нормы. Результаты обследования и оценки состояния детей воспитатель учитывает при работе с детским коллективом.

Вопросы. 1. Каковы строение и свойства клеток организма? 2. Какое строение и значение имеют эпителиальная, соединительная, мышечная и нервная ткани⁵ 3. На какие возрастные периоды делят развитие ребенка, какое это имеет значе­ние? 4 Какие показатели характеризуют физическое развитие ребенка?

2 ДВИГАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ