Элементы строения тела

Тело животных и растений построено из очень мелких элементов - клеток, которые стали известны ученым около трехсот лет назад, когда был изобретен микроскоп.

Открытие клеток имело исключительно большое значение для науки, так как разрушило старые представления о живой природе, которую считали разделенной на "царство животных" и "царство растений". Клеточное строение организмов животных и растений показало, что все элементы живой природы надо рассматривать как единое целое, в их взаимной связи.

Клетка представляет собой комочек живого вещества, так называемой протоплазмы, окруженный оболочкой. Внутри клетки находится ядро, играющее большую роль в жизни протоплазмы. Однако имеются безъядерные клетки, а также многоядерные и, кроме того, такие, где ядерное вещество распределяется равномерно по всей клетке (бактерии). Протоплазма представляет собой очень вязкую жидкость, обладающую подвижностью и состоящую преимущественно из белков. Белки - очень сложные вещества, способствующие обмену веществ, то есть беспрерывному разрушению и созиданию различных их частей. В зависимости от роли, которую те или другие клетки выполняют в целом организме, они имеют соответствующее строение и форму. Продукты жизнедеятельности клеток, заполняющие в иных случаях промежутки между последними, представляют собой неклеточные структуры живого вещества (промежуточное, межклеточное вещество).

Ткань является исторически сложившейся системой организма, образованной клеточными и неклеточными структурами живого вещества. Ткани можно разделить в соответствии с их функцией на четыре вида: пограничную, или эпителиальную^*; соединительную, или опорную; мышечную и нервную.

^* (От греч. "эпи" - на; "теле" - грудной сосок. Эта ткань была впервые найдена на грудном соске. Позже название это было перенесено на все ткани сходного строения.)

Рис. 12. Схема однослойного плоского эпителия: 1 - протоплазма, 2 - ядро, 3 - оболочка

Пограничная (эпителиальная) ткань выстилает наружную поверхность тела, граничащую с внешней средой, а также стенки внутренних его полостей и органов (пищеварительных, дыхательных, выделительных и прочих). Из этой же ткани образуется большинство желез. Наиболее характерным для эпителиальной ткани является плотное прилегание друг к другу составляющих ее клеток; они "пригнаны", как отдельные камешки в мозаике. Такое компактное расположение эпителиальных клеток соответствует функции данной ткани, с одной стороны, защищающей организм от внешних влияний, а с другой - предохраняющей его от большой потери тканевых соков. В однослойных эпителиях клетки ложатся в один, в многослойных - во много слоев.

Рис. 13. Схема многослойного плоского эпителия: 1 - уплощенные клетки наружного слоя, 2 - многогранные клетки, 3 - цилиндрические клетки

Наибольший интерес в пластическом отношении имеет многослойный эпителий, образующий наружный слой кожи - надкожицу, а также части ее придатков - волос и ногтей. Он получил название плоского эпителия, так как верхний слой его образован плоскими ороговевшими эпителиальными клетками. Однослойные эпителии покрывают стенки внутренних органов.

Соединительная (опорная) ткань. К этой группе относится целый ряд тканей, начиная от жидких (кровь), совершенно мягких (рыхлая соединительная ткань), студенистых (хрящ) и вплоть до таких твердых, как костная ткань.

Эти ткани, с одной стороны, дают материал для построения всех опорных элементов тела, а с другой - обеспечивают внутренний обмен веществ организма. Последняя функция соединительной ткани оправдывает ее название, так как через ее посредство осуществляется связь всех тканей друг с другом.

В отличие от покровных соединительная ткань богата межклеточным веществом, определяющим ее свойства. Следовательно, клетки лежат в ней не плотно пригнанными друг к другу, а рассеянными в массе межклеточного вещества.

Можно различать следующие виды соединительной ткани: рыхлую, плотную, хрящевую и костную. Кроме того, сюда относятся кровь и лимфа.

Рыхлая соединительная ткань пронизывает все органы, связывая разные части их друг с другом, сглаживает выступающие части скелета и тем самым нивелирует внешние формы тела, придавая им известную мягкость и округлость.

Рис. 14. Рыхлая соединительная ткань : 1 - соединительнотканная клетка, 2 - коллагенное волокно, 3 - эластическое волокно

В этой ткани различают клетки двух видов: постоянные, всегда имеющиеся налицо, и непостоянные, возникающие только при известных условиях. Первые имеют вид отростчатых клеток с заключенными в них ядрами овальной формы. Вторые отличаются большим разнообразием формы, причем характерной особенностью их является свойство накапливать, захватывать инородные коллоиды, введенные в организм (например, краску).

В ткани, находящейся под влиянием тех или иных раздражений, количество таких клеток резко увеличивается.

Сильно развитое межклеточное вещество кроме аморфного основного вещества, богатого белком и слизью, содержит разнообразные волокна, которым передаются механические функции этой ткани. Различают два вида волокон: колагеновые и эластические. Первые представляют собой ровные, неветвящиеся волокна толщиной в 0,3-0,5 микрона, связывающиеся друг с другом в пучки различной толщины (соединительнотканные пучки). При кипячении они дают клей, откуда и произошло их название (колаген - клей дающий).

Колагеновые волокна очень устойчивы против тяги. Для того чтобы их порвать, нужна тяга, равная пятистам атмосфер. Растяжимость колагеновых волокон достигает лишь 5%, что практически может и не приниматься во внимание.

Эластические волокна представляют собой сеть, обнаруживающую большую сопротивляемость действию кислот и щелочей. Толщина волокна колеблется в широких пределах и достигает 10 микрон. В противоположность колагеновым эластические волокна растягиваются вдвое против своей нормальной длины, после чего возвращаются к исходному состоянию.

По мере того как человек стареет, это свойство эластических волокон постепенно исчезает, что ведет к слабости опорной ткани кожи и образованию на ней морщин и складок.

Постоянный клеточный состав рыхлой соединительной ткани обладает свойством накапливать жир, который откладывается в клеточной протоплазме в виде отдельных капель, в дальнейшем сливающихся и заполняющих всю клетку. Такие жировые клетки собираются в дольки, богато снабженные сосудами, и располагаются под кожей или в брюшной полости. Эта жировая ткань весьма пластична, она может исчезать и накапливаться вновь и образует таким образом запасной жир в виде жировых депо.

Плотная соединительная ткань встречается в тех участках тела, где имеется повышенная механическая нагрузка. Так, например, кожа ладони и подошвы нуждается в соединительнотканных пластах, сопротивляющихся давлению.

Рис. 15. Плотная соединительная ткань (сухожилие): 1 - соединительнотканная клетка, 2 - эластические волокна

Сухожилия, передающие тягу мышц на костные рычаги также построены из плотной (сухожильной) соединительной ткани. Последняя образована параллельными пучками колагеновых волокон, плотно сжатых и пропитанных клеевой массой. Крепость ткани на растяжение достигает 7 кг на мм² (крепость кости - 10 кг). Плотная соединительная ткань может быть построена и из сильно развитых эластических волокон. Она образует связки способные сильно растягиваться, а находясь в стенках кровеносных сосудов, придает им эластичность, необходимую при изменении степени кровенаполнения.

Рис. 16. Хрящевая ткань: 1 - основное вещество, 2 - капсула, 3 - хрящевая клетка

Хрящевая ткань имеет также богато развитое основное вещество в зависимости от характера которого различают несколько видов хряща, обладающего разными физическими свойствами.

Гиалиновый хрящ слегка голубоватой окраски имеет на первый взгляд совершенно не оформленное межклеточное вещество, которое при более детальном исследовании обнаруживает волокнистую структуру (колагеновые волокна). Хрящевые клетки, окруженные капсулой, лежат в хрящевых полостях по одной или небольшими группами; Гиалиновый хрящ очень прочен и одновременно эластичен. Из него построены суставные хрящи, хрящевые отделы ребер, а также хрящи дыхательного аппарата (гортань, дыхательное горло, бронхи). Эластический хрящ встречается только в ушной раковине, надгортаннике и других мелких хрящах гортани. От гиалинового хряща он отличается только тем, что основное его вещество пронизано сетью эластических волокон. Он обладает большой эластичностью и, в отличие от гиалинового хряща, никогда не окостеневает.

Волокнистый хрящ содержит в основном веществе значительное количество колагеновых волокон, придающих ему большую сопротивляемость против давления и растяжения. Из волокнистого хряща построены суставные диски и части некоторых связок.

Рис. 17. Поперечный разрез через кость: 1 - сосудистый(гаверсов)канал, 2 - специальные пластинки, 3 - вставочные,промежуточные пластинки, 4 - общие пластинки

Костная ткань представляет собой самую крепкую ткань организма, если не считать еще более плотной эмали, покрывающей коронки зубов. Крепость костной ткани обусловливается наличием в ней двоякого рода веществ - неорганических (70%) и органических (30%). Первые (соли кальция) хрупки, вторые (оссеин), наоборот, гибки и эластичны. Строение костной ткани дает возможность отличить в ней два вида костного вещества: грубоволокнистое и тонковолокнистое.

Грубоволокнистое вещество напоминает окостеневшую соединительную ткань. Оно встречается в костях крыши черепа, в местах прикрепления сухожилий к костям. У многих мелких животных (земноводные, пресмыкающиеся) скелет в течение всей жизни состоит из волокнистых костей. У человека и крупных млекопитающих волокнистое строение костной ткани заменено в большинстве случаев пластинчатым, тонковолокнистым, которое нужно рассматривать как более совершенную структуру.

Тонковолокнистая костная ткань развивается обычно как пластинчатая структура; ее костные пластинки располагаются либо параллельно наружной и внутренней поверхностям костей, либо концентрическими футлярами вокруг кровеносных сосудов, пронизывающих кость.

При изучении тонкого строения костной ткани с применением микроскопа в ней можно различить систему полостей и промежуточное вещество.

Полости имеются только в видоизмененной и подготовленной к изучению кости; в свежей кости полости эти заполнены мягкими тканями, которые уничтожаются предварительной обработкой.

Можно различать два вида полостей. Одни пронизывают все межклеточное вещество кости в виде пустот овальной формы длиной 15-27 микрон (костные полости), соединенных друг с другом большим количеством тонких сквозных канальцев. В этих полостях лежат костные клетки, имеющие овальную форму и длинные тонкие отростки, помещающиеся в канальцах. Вторая система полостей представлена крупными, длиной 20-11О микрон, каналами, которые, соединяясь друг с другом, образуют широкопетлистую сеть. Эти так называемые гаверсовы каналы содержат кровеносные сосуды, проходящие параллельно длиннику костей и обеспечивающие кровоснабжение последних. Ближе к мозговой полости эти каналы заменяются полостями, соединяющимися друг с другом и заполняющими губчатое костное вещество; они содержат костный мозг. Промежуточное вещество, кажущееся при простом осмотре бесструктурным, имеет в действительности сложное пластинчатое строение. Его структурной единицей является костная пластинка длиной 4,5-11 микрон, располагающаяся либо параллельно наружной и внутренней поверхностям кости, либо вокруг кровеносных сосудов. Последние размещаются в виде вложенных друг в друга цилиндров (от 8 до 15) вокруг гаверсовых каналов (система специальных пластинок).

Вторая система пластинок, находящаяся под наружной и внутренней поверхностями кости, получила название общих пластинок. Последняя система - вставочных пластинок - заполняет промежутки между первыми двумя.

Наружную поверхность кости покрывает соединительнотканная оболочка - надкостница, богато снабженная кровеносными сосудами, проникающими в гаверсовы каналы и в костномозговую полость.

Рис. 18. Отрезок трубчатой кости (схема): 1 - наружные общие пластинки, 2 - гаверсовы каналы, 3 - плотное костное вещество, 4 - губчатое костное вещество

Мышечная ткань. Основным свойством мышечных элементов является сократимость, ведущая к изменению формы мышц.

19. Изолированные гладкие мышечные клетки

Можно отличать два вида мышечной ткани: гладкую и поперечнополосатую. Гладкие мышцы отличаются более простым строением, они составлены из отдельных клеток, обладающих всегда одним ядром. Эти веретенообразные, иногда сильно вытянутые в длину клетки получили название гладких мышечных волокон. Они производят только медленные, длительные непроизвольные сокращения. Гладкая ткань встречается в стенках внутренних органов и кровеносных сосудов.

Рис. 20. Два поперечнополосатых мышечных волокна

Поперечнополосатые волокна представляют собой высокоразвитые сократительные элементы, имеющие форму длинных цилиндрических тяжей, концы которых переходят в сухожилия. Образуя основу всех скелетных мышц, поперечнополосатые волокна обладают способностью к быстрому сокращению. Это их свойство обусловливается присутствием в волокне тончайших нитевидных образований, исчерчивающих мышцы вдоль и поперек.

Каждое мышечное волокно окружено тонкой соединительнотканной оболочкой. Другие оболочки объединяют группы мышечных волокон в первичные пучки. Последние, в свою очередь, покрыты с поверхности слоем соединительной ткани.

Сумма таких мышечных пучков образует мускул.

Нервная ткань характеризуется по сравнению с другими тканями сильно повышенной чувствительностью к раздражениям.

Основной структурной и функциональной единицей нервной ткани является нервная клетка, имеющая протоплазматическое тело, содержащее крупное ядро и ряд отростков. Один из них длинный, тонкий и мало ветвящийся, проводит нервный импульс от клетки на периферию, то есть к мышце, железе, сосуду и пр. Остальные отростки, более толстые и короткие, являются выростами протоплазмы клетки и проводят раздражение, наоборот, по направлению к клетке.

Первые, будучи окружены оболочками, образуют нервные волокна, длина которых доходит до одного метра Последние, соединяясь в группы, составляют нерв. Нервная клетка со всеми ее отростками, получившая название нейрона является структурной единицей нервной системы. Размеры ее колеблются в пределах между 4 и 135 микрон, а форма весьма разнообразна (круглая, веретенообразная, звездчатая и пр.). Нервные волокна, войдя в орган тела, образуют в нем нервные окончания. Окончания чувствительных нервных клеток, проводящих раздражение извне, находятся в коже, слизистых оболочках и всех внутренних органах. Окончания двигательных нервных клеток, посылающих нервный импульс на периферию, лежат в мышцах, железах, сосудах и других органах и возбуждают их к деятельности.

Рис. 21. Схема нейрона: 1 - тело клетки, 2 - длинный отросток, 3 - короткие отростки, 4 - окончание в мышце

Орган представляет систему различных тканей, объединенных общей функцией, строением и развитием. Однако важнейшие отправления организма (как, например, питание, дыхание и другие) выполняются не одним каким-либо органом, а несколькими совместно. Группы органов, объединенных общей функцией, составляют систему органов.

Таким образом, надо различать систему органов опоры и движений, пищеварительную, дыхательную, кровеносную, лимфатическую, мочеполовую, а также систему желез внутренней секреции, органов чувств и нервную систему. Из всех указанных систем наибольшее значение для изучающих пластическую анатомию имеет система органов опоры и движений, которая рассматривается здесь наиболее подробно.

Однако не надо забывать, что все системы органов тела функционируют в тесной взаимной связи. Особое значение в регулировании и координации функций организма как целого принадлежит нервной системе.