Процессы жизнедеятельности организма человека | Дистанционные уроки

16-Ноя-2014 | Нет комментариев | Лолита Окольнова

Вопрос А33 ЕГЭ по биологии —

 Ткани

 1. Эпителиальная ткань:

1) покрывает тело организма;

2) покрывает кости и скелет организма;

3) покрывает тело и внутренние органы организма;

4) покрывает тело, внутренние органы  и образует слизистую организма

Ответ: 4) покрывает тело, внутренние органы  и образует слизистую организма

2. Отличие клеток соединительной ткани от эпителиальной:

1) много межклеточной жидкости;;

2) одноядерные клетки;

3) клетки вытянутые;

4) мало межклеточного вещества

Ответ: 1) много межклеточной жидкости;

3. Больше всего энрегии в клетках:

1) костной соединительной ткани;

2) клетках поперечно-полосатой сердечной ткани;

3) в нейронов;

4) с клетках слизистой желудка

Ответ: 2) клетках поперечно-полосатой сердечной ткани;

Биологические процессы  организма человека. Пищеварительная система.

1. Ускорителями процесса пищеварения являются:

1) гормоны;

2) ферменты;

3) белки;

4) микроорганизмы

Ответ: 2) ферменты;

2. В тонком кишечнике происходит всасывание:

1) белков;

2) аминокислот;

3) мономерных углеводов;

4)глицерина и кислот

Ответ: 2) аминокислот;

3. Центр управления процессами пищеварения находится в:

1) продолговатом мозге;

2) мозжечке;

3) среднем мозге;

4) коре головного мозга

Ответ: 1) продолговатом мозге;

Биологические процессы  организма человека. Дыхание

1. При избытке углекислого газа в организме активируется одел:

1) лобных долей

2) гипофиз;

3) продолговатый мозг;

4) коры головного мозга

Ответ: 3) продолговатый мозг;

2. Алая по цвету кровь содержит много:

1) карбоксигемоглобина;

2) оксигемоглобина;

3) карбогемоглобина;

4) углекислого газа

Ответ: 2) оксигемоглобина;

3. Помимо легких функцию газообмена выполняет:

1) нос;

2) бронхи;

3) кожа;

4) ротовая полость

Ответ: 3) кожа;

Биологические процессы  организма человека. Мочевыделительная система

1. Основное вещество в составе вторичной мочи:

1) белок;

2) минеральные соли;

3) мочевина;

4) глюкоза

Ответ: 3) мочевина;

2.  Клетки почек называются:

1) нейроны;

2) протонефридии;

3) нефридии;

4) нефроны

Ответ: 4) нефроны

Биологические процессы  организма человека. Скелет. Кости

1. В красном костном мозге образуются:

1) клетки костей — остеобласты;

2) клетки крови — эритроциты;

3) белки, входящие в состав костей;

4) минеральные составляющие

Ответ: 2) клетки крови — эритроциты;

2. Кость растет в толщину за счет:

1) головки кости;

2) надкостницы;

3) красного костного мозга;

4) желтого костного мозга

Ответ: 2) надкостницы;

Еще на эту тему:

Обсуждение: «Процессы жизнедеятельности организма человека»

(Правила комментирования)

Суточные биоритмы: что мы о них знаем?

21 октября 2018

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Начало нового дня. Суточные биоритмы характерны для всего живого на Земле

Знаете ли вы, что суточные биоритмы — или циркадные ритмы — характерны для всего живого на Земле: от грибов до человека?

У всего живого — в том числе и у крошечной бактерии, которую можно рассмотреть только под мощным микроскопом — есть суточные биоритмы: биологический процесс, который занимает приблизительно 24 часа и определяет ритм нашей жизни в целом.

А что вы знаете о том, как суточные биоритмы влияют на нас?

1. Суточные биоритмы существуют почти с появления жизни на Земле

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Суточные биоритмы начали формироваться с появлением первой живой клетки на Земле

Считается, что первая живая клетка на Земле в светлое время суток под действием ультрафиолета получила повреждения, а ночью восстановилась. Человеческий организм работает также — ночью, во время сна, запускаются процессы восстановления.

2. Внутренние биологические часы есть не только у человека

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

У мимозы свои биоритмы — цветы открываются и закрываются даже ночью

Считается, что суточные биоритмы есть у всего живого на Земле, что способно вырабатывать энергию под действием солнечного света.

Однако несмотря на связь с внешними стимулами, такими как солнечный свет, циркадные ритмы имеют внутреннее, эндогенное происхождение, представляя, таким образом, биологические часы организма.

Французский ботаник Огюстен Пирам Декандоль еще в 1834 году определил, что период, с которыми мимоза открывает и закрывает листья, короче длины суток и составляет примерно 22-23 часа. То есть листья мимозы открываются в темное время суток.

3. Биологические часы задают ритм нашей жизни

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Даже грибы живут по своим внутренним биологическим часам

Суточные биоритмы позволяют живым существам предвосхищать наступление ночи и дня, зимы и лета и дают нам возможность подготовиться к этим событиям.

4. У вас есть внутренние часы с функцией синхронизации

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Забудьте о времени по Гринвичу. Ваши часы, отражающие суточные биоритмы, точнее и всегда с вами

Ваши главные биологические часы, которые отвечают за процессы синхронизации, находятся в гипоталамусе. Эти часы-синхронизаторы, как дирижер, посылают вам определенные регулирующие сигналы в разное время в течение суток.

5. У вас есть также «периферические часы»

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Внутренние и периферические часы всегда находятся в процессе синхронизации

Все ваши органы и ткани имеют дополнительные — периферические — часы, которые синхронизируются с главными часами в вашем гипоталамусе.

6. Часы есть в каждой клетке

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Каждая клетка имеет свои суточные биоритмы и часы

Каждая клетка вашего организма живет по своим внутренним часам, которые отвечают за изменения, происходящие в клетке в течение каждых 24 часов.

7. Годичный ритм

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Медведь начинает готовится к зимней спячке задолго до наступления зимы

Когда ночи становятся длиннее, мозг вырабатывает больше мелатонина — гормона, который регулирует состояние сна и бодрствования.

Многие животные — например, олени — реагируют на такие изменения — начиная готовиться к зимней спячке или периоду размножения.

Человеческий организм также реагирует на эти изменения и зимой вырабатывает больше антител для того, чтобы бороться с различными инфекциями, характерными для холодного времени года.

8. Дневной свет помогает вам сохранять режим

Автор фото, EPA

Подпись к фото,

Для здоровья необходимо получать достаточно солнечного света

Если вам не хватает солнечного света, то ваши биологические часы сбиваются с 24-часового ритма.

Сенсоры, которые располагаются в ваших глазах реагируют на свет и темноту и посылают сигнал в мозг, которые отвечают за процессы синхронизации в вашем организме.

9. Пора спать?

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Как мы понимаем, что нам пора спать?

С того момента как вы проснулись, организм начинает готовиться ко сну.

Но вы не засыпаете до того времени, пока ваши биологические часы не скажут вам, что пора спать.

10. Рассинхронизация, или джетлаг

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Организму нужно время, чтобы перевести ваши суточные биологические часы

Джетлаг — рассогласование циркадного ритма человека с природным суточным ритмом.

Мы говорим о «джетлгае», когда ваши биологические часы работают в одном часовом поясе, а другие части тела — печень, кишечник, мозг и мышцы — живет в другом часовом поясе.

Для того, чтобы работа этих часов синхронизировалась нужно приблизительно по дню на каждый часовой пояс. То есть если вы прилетели в город, где разница во времени по сравнению с вашим часовым поясом, составляет три часа, то вам понадобится около трех дней, чтобы ваш организм адаптировался.

11. Социальный «джетлаг»

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Будильник говорит вам «пора просыпаться», а ваш организм говорит «надо еще поспать»

Социальный джетлаг характерен для тех, кто вынужден работать по скользящему графику, или тех, у кого «социальные» и «биологические» часы сильно рассинхронизированы.

Если ваш будильник звонит тогда, когда биологические часы еще не дали сигнал к пробуждению, тогда вы живете в режиме «социального джетлага».

Как свидетельствуют многие исследования, рассогласование «социальных» и «биологических» часов повышает риск возникновения депрессии, заболеваний сердца, диабета, ожирения и даже рака.

12. Дайте подросткам поспать подольше

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Для студента 7:00 — это то же самое что 5:00 для взрослого человека

Гормональные изменения в организме подростка предполагают, что сигнал к пробуждению их биологические часы будут давать как минимум на два часа позже, чем обычно.

Разбудить подростка в 7 часов утра — это то же самое, что разбудить 50-летнего человека в 5 утра.

По мере взросления подростка его биологические часы вернутся к прежнему ритму.

Telegraph: «бесполезные» биологические процессы организма вызывают старение — Наука

ЛОНДОН, 10 августа. /ТАСС/. Основной причиной старения человека являются биологические процессы, которые в молодости приносили пользу организму, но в зрелом возрасте стали наносить вред. К такому выводу пришла группа британских ученых в результате исследования процесса старения, сообщила газета The Telegraph.

Ученые из Университетского колледжа Лондона, Ланкастерского университета и Лондонского университета королевы Марии считают, что полезные в свое время генетические программы в пожилом возрасте могут наносить ущерб организму, вплоть до серьезных заболеваний. Для подтверждения данного предположения исследователи изучили простых животных (круглых червей), продолжительность жизни которых составляет всего 2-3 недели. «Выявление причин старения у этих маленьких существ может стать ключом к пониманию того, как протекают аналогичные процессы у человека и что является источником болезней в пожилом возрасте», — отметил профессор Дэвид Гемс из Университетского колледжа Лондона.

Результаты эксперимента показали, что биологические процессы, которые положительно влияют на способность червей к воспроизведению, впоследствии вызывают различные заболевания, связанные с нарушениями работы пищеварительной системы. «Поскольку гены, которые мы обнаружили, вызывают старение у червей и влияют на продолжительность жизни у млекопитающих, мы считаем, что результаты [эксперимента] применимы к людям», — подчеркнула одна из авторов исследования профессор Марина Эзкура.

Эксперты обратили внимание на то, что в период лактации у женщин наблюдается вымывание кальция из костей, поскольку в это время ребенок способен усваивать только те микроэлементы, которые поступают с грудным молоком. Однако впоследствии этот же процесс (выведение кальция) может привести к развитию остеопороза, артрита и закупорке кровеносных сосудов.

У мужчин с высоким уровнем тестостерона, который улучшает качество спермы в молодости, в пожилом возрасте отмечается повышенный риск возникновения рака предстательной железы. Повышенное содержание этого гормона в крови ведет к возможному сокращению продолжительности жизни, полагают медики. «То, что убивает нас, когда мы стареем, — это не случайные повреждения, а наши собственные гены», — отметил профессор Ланкастерского университета Алекс Бенедетто.

Биологические ритмы — описание часов работы организма

Каждый организм имеет встроенные биологические часы, регулирующие химические процессы, возникающие как реакции на внутренние и внешние сигналы. Активность биологических часов человека не одинакова на протяжении суток. За 24 часа они то замедляются, то ускоряются.

Согласно китайской философии, человеческий организм подвержен трем ритмам: интеллектуальному, эмоциональному, и физическому. Эти три биоритма определяют все состояния тела, захватывая даже состояния молекул.

Суточный биоритм начинает функционировать с работы легких (с 3 до 5 часов – время тиньши), поскольку интенсификация активности бронхов и легких – один из начальных этапов пробуждения и подготовки к деятельному состоянию. Необходимо создать внешние условия (открыть форточку) для поступления большего количества кислорода, поскольку в это время мозг особенно в нем нуждается. При недостатке кислорода мозг «забирает последние накопления», и легкие «ослабевают». Таким образов, создаются предпосылки возникновения патологических измененияй в легких. Это время еще называют первой волной саморегуляции психики и физиологии.

• 3 часа минимальный уровень выработки мелатонина, отвечающего за наш спокойный сон, психические реакции. Те, кто не спит в это время в 5 раз больше страдают депрессиями.

В 3 раза повышается склонность к онкологии.

• С 5 до 7 часов (время маоши) – время максимальной активности толстого кишечника, который готов к детоксикации.

Если нет опорожнения кишечника , то все яды и токсины возвращаются в кровеносную систему. Вот почему люди, страдающие запорами часто жалуются на головную боль. 5 утра – минимальная температура тела и минимальная активность почек.

В 6 часов срабатывает «биологический будильник».Оживают все системы организмов, активируется обмен веществ, увеличивается количество Биологические ритмы глюкозы и аминокислот в крови, повышается артериальное давление. На работу здорового организма оказывает благоприятное влияние обливание холодной водой. В 6 – 7 часов особенно сильна именная защита организма.

• С 7 до 9 часов (время чэньши) – время максимальной активности желудка. Все готово для восполнения ежедневной потребности организма в энергии. Завтрак должен быть полноценным, поскольку желудок перерабатывает не только пищу, но и жизненные события, включается деятельность стимулирующая к размышлениям. Если человек голоден, преобладают отрицательные эмоции, дающие плохие советы.

В период с 7 до 11 часов «сытый организм » начинает бороться с возможными еще скрытыми и проявившимися заболеваниями.

В 9 часов отмечается максимальный выброс гормона коры надпочечников – кортизона, которому отводят роль регулятора нашей активности и тонуса. В крови отмечается суточный минимум лимфоцитов, поэтому снижается иммунитет и повышается опасность заболеваний респираторными инфекциями.

• С 9 до 11 часов (время сыши) максимум работы системы селезенка – поджелудочная железа.

Не стоит принимать лекарственные препараты в это время. Можно дать возможность организму самому побороться с болезнью.

• 10 часов – пик кровообращения. Здоровый организм способен выполнять любые нагрузочные функции.

Особенно активно работают отделы мозга, отвечающие за выполнение математических действий.

• 11 – 13 часов (время уши) – время для самых сложных физических и эмоциональных нагрузок.

Организм проявляет наибольшую выносливость. Здоровый миокард справляется со всем, что предлагает ему жизнь. Люди с сердечно – сосудистыми заболеваниями должны быть предельно осторожны, так как в это время чаще всего могут проявляться осложнения. К 12 часам запас энергии начинает таять , и организм плохо справляется со стрессом,в это время можно перекусить.

• С 13 до 15 часов (время вэйши) максимально активна система тонкого кишечника.

Это период большого эмоционального и физического напряжения сил. Таким образом, период с 11 до 14 часов – время предельно возможных для организма нагрузок и способность к запоминанию на длительное время. Кроме того, это время, когда меньше всего ощущается боль – подходящий период сходить к стоматологу. 15 часов время максимальной утомляемости. Необходимо дать организму короткий, но эффективный отдых (провести оздоровительную релаксацию длительностью 5 – 10 минут).

• В 16 часов оживляется кровообращение, можно заниматься спортом.

С 15 до 17 часов (время шэньши) – солнце жизни (максимальная активность в системе мочевого пузыря). Начало второй волны саморегуляции психики и физиологии. Это время неторопливого и мудрого общения со своей душой, встречи с друзьями ( не следует видеться с недоброжелателями).

• С 17 до 19 часов (время юши) максимум активности системы почек. Более глубинная саморегуляция.

Можно вспомнить самое сокровенное, хорошее время для прогулок и решения важных вопросов. 19 – 21 час (время сюйши)– активна система перикарда, отвечающая за вегето – сосудистую нервную регуляцию. Можно снова давать организму высокие нагрузки, активно творить, поскольку система перикарда защищает сердце от эмоциональных бурь.

• С 21 до 23 часов (время цзыши)– солнце жизни в системе тройного обогревателя ) легкие, печень, почки.

Это время предназначено для серьезной работы по решению своих жизненных задач. К 21 часу в желудке постепенно снижается выработка желудочного сока, а около полуночи прекращается совсем. Поэтому обильная белковая пища может принести вред. Период с 19 до 21 часа и с 21 до 23 часов можно рассматривать как время работы организма «во вторую смену», выдерживая большие нагрузки. Это время, когда хорошо обдумывается информация, гениальные люди совершают открытия. К 22 часам усиливается выработка серотонина ( гормон хорошего настроения). Это лучшее время для романтических встреч.

• С 22 до 2 ночи к гениальным людям приходят открытия, хорошо обдумывается информация, а обычный человек страдает повышенным аппетитом.

С 23 до 1 часа ночи максимальная активность желчного пузыря. Эта система контролирует опорно двигательный аппарат и сексуальную сферу. Созданы условия для проявления агрессивности и гнева. Но, поскольку природа умна, она в это время укладывае человека спать, чтобы он не натворил бед. Во сне вся агрессия устремляется на восстановление сил уставшего организма. Однако, «совы» в это время могут работать без ущерба для своего здоровья. Очень полезно лечь спать именно в это время. 00 часов – благоприятное время для «самопочинки» организма. Быстрее заживают раны, повышается иммунитет.

• С 1 до 3 часов (время чоуши) ночи активна системы печени. А поскольку печень энергетически решает любые жизненные проблемы, то в этот период происходит интенсивный обмен веществ, и в организме отмечается «большая чистка».

У бодрствующих в это время людей отмечаются более частые случаи депрессивных состояний, нервные срывы. Таким образом, становится понятно, что сам организм – это точно настроенный механизм, работающий в гармонией с окружающей средой. Он может подстроиться под окружающую среду самостоятельно, нужно только не мешать ему.

Значение биологических ритмов в жизни человека

  Вся наша жизнь подчинена биоритмам – суточным, месячным, годовым. В зависимости от смены времени года, времени суток, меняется и наше самочувствие, и поведение. В большей степени суточным ритмам подвержены растения и животные, биоритмы регулируют практически всю их жизнь. Но люди, точно также имеют «внутренние часы», которые руководят процессами в его организме.

Рассмотрим человеческие биоритмы подробнее по часам. Это природные биологические ритмы человека.

5-6 часов утра. Температура тела постепенно нарастает, уровень мелатонина снижается, выработка же гормонов ответственных за активность повышается: кортизол, адреналин и т.д. Дышать человек начинает гораздо глубже, давление повышается. Все системы органов приходят в полную боевую готовность, за эти следует первый подъем бодрости. Весь организм находится наготове.

7 утра. Это лучшее время для завтрака. Как раз в это время начинается максимальная активность желудка, еда переваривается гораздо быстрее и с максимальной пользой.

9 утра. В это время наблюдается слабый спад активности. Лучше всего в эти часы решать легкие задачи, не требующие большой концентрации.

10 утра. Это время очень хорошо подходит как для напряженной умственной работы, так и для физических нагрузок. Все системы органов активны, организм работает на максимальном уровне. Это самое лучшее время для принятия витаминов или пищевых добавок, способствующих повышению иммунитета, т.к. в эти часы происходит активизация иммунной системы. Работоспособность повышается, кратковременная память работает на высоком уровне.

12 часов утра. Работоспособность постепенно снижается, глюкоза все меньше попадает в кровь. Это лучшее время для переключения внимания, отдыха и легкого перекуса.

13 часов. Самое время для обеда – в желудке в это время вырабатывается большое количеств желудочного сока.

14 часов. Человеческий организм настроен на работу, это касается как умственной деятельности, так и физической. Все системы органов активно работают, организм начинает очищаться.

15 часов. Работоспособность не меняется, человек спокоен. В это время лучше всего что-то учить, запоминать, т.к. активно работает долгосрочная память.

16-17 часов. Это время лучше всего подходит для похода в баню или в спортзал. Очень хорошее время для занятий физическими нагрузками, т.к. хорошо работает кровообращение. Психическая деятельность также на высоком уровне, но постепенно снижается.

18 часов. Самое время плотно поужинать. Есть после 18 часов не рекомендуется, поскольку ферментативная активность снижается, и пища почти что не усваивается.

19 часов. Организм находится в режиме восстановления. В это время наблюдается пик эмоциональной напряженности, можно немного позаниматься физическими упражнениями. Кровяное давление растет, повышается нервозность, часто наблюдается головная боль.

20 часов. Эмоциональный фон нормализуется, интеллектуальная активность растет. Хорошее время для решения сложных задач, требующих больших затрат энергии и высокой работоспособности мозга.

21 час. Температура тела потихоньку снижается, дыхание замедляется, организм начинает готовиться ко сну.

23 часа. Это самое лучшее время для сна. В противном случае произойдет сбой естественных ритмов организма, может проявиться голод.

24 часа. Пик восстановительной работы в организме, клетки активно обновляются, организму требуется покой.

2-4 часа ночи. В это время наблюдается максимальное расслабление всех систем организма, снижение умственной активности, снижение силы мышц. Сердечный ритм замедлен, дыхание поверхностное, спокойное, температура тела понижена. Единственным активно работающим органом в это время является печень – в это время происходит очищение всего организма, восстановление его клеток. Так называемые «совы», привыкшие эти часы проводить на ногах чаще всего испытывают влияние стрессов, чаще впадают депрессию, у таких людей наблюдаются нервные срывы.

Список органов человеческого организма и их максимальная активность в часах:

Ø печень — с 1 до 3 часов ночи;

Ø легкие — с 3 до 5 часов утра;

Ø толстая кишка — с 5 до 7 часов утра;

Ø желудок — с 7 до 9 часов утра;

Ø селезенка и поджелудочная железа — с 9 до 11 часов утра;

Ø сердце — с 11 до 13 часов дня;

Ø тонкая кишка — с 13 до 15 часов дня;

Ø мочевой пузырь — с 15 до 17 часов дня;

Ø почки — с 17 до 19 часов вечера;

Ø органы кровообращения, половые органы — с 19 до 21 часов вечера;

Ø органы теплообразования — с 21 до 23 часов ночи;

Ø желчный пузырь — с 23 до 1 часу ночи.

При неправильной работе биоритмов, которая возникает в результате ночного образа жизни, злоупотреблении алкоголем, частых перелетах, возникают проблемы со здоровьем: тревожность, ухудшение работы внутренних органов, головные боли. Если биоритмы человека соответствуют природным, то его здоровье от этого только улучшается. К тому же, зная естественные биоритмы человека, можно учитывать их в своих тренировках, питании и умственной деятельности.

Где в клетке спрятаны часы

В организме человека и всех живых существ есть специальные сlock-белки — вещества с удивительными функциями, которые синтезируются во всех клетках, имеющих ядро. Они выполняют роль маленьких часиков: часть белков активируется утром, запуская обмен веществ в клетке, другие вечером, тормозя метаболизм. Их взаимодействие проходит цикл от 20 до 28 часов, то есть в среднем около суток. Так и получается циркадианный, или циркадный, ритм (от латинского circa — «около» и dies — «день»).

Механизм клеточных часов есть не только у плодовых мух, но и у человека, растений, животных, цианобактерий и даже у грибов.

Исследования сlock-белков начались еще в 70-х годах, когда калифорнийские ученые смогли найти первый из «часовых» генов — period, влияющий на циркадный ритм. Их работу продолжили сегодняшние лауреаты Нобелевской премии Джеффри Холл и Майкл Росбаш из Брандейского университета, а также Майкл Янг из университета Рокфеллера в Нью-Йорке. Исследователям удалось изолировать ген period, а также на примере мушек-дрозофил увидеть, как белок PER, кодируемый этим геном, накапливается ночью и разрушается днем, задавая такт работы множества клеток.

Если в каком-то из сlock-белков появляются мутации, то нарушаются различные ритмы живого организма: сна и бодрствования, двигательной активности, пищеварения.

Если человек не спит по ночам, это может привести не только к бессоннице или депрессии, но и к диабету второго типа и даже к онкологическим заболеваниям.

Что же влияет на циркадные ритмы? Множество факторов: солнечный свет, изменения магнитного поля Земли, высокие дозы кислорода, разные токсические вещества. Работа ночью, длительные авиаперелеты, смена часовых поясов — все это может сбить с толку хрупкий механизм, однако постараться откалибровать свои клеточные часы все же можно. Важную роль в работе циркадных ритмов играют ретиноиды — производные витамина А, поэтому, чтобы нормализовать сон и бодрствование, стоит почаще есть морковку и другие красные овощи. Но не стоит пытаться кардинально перестроить работу своего организма — к примеру, из «совы» становиться «жаворонком».

За эту особенность тоже ответственны наследуемые гены, поэтому любые попытки сдвинуть период активности, допустим, с 14 часов (как это бывает у «сов») на более раннее время могут закончиться самыми разными проблемами: от бессонницы до нарушений работы головного мозга.

Благодаря открытию циркадных ритмов мы стали понимать один из механизмов возникновения целой группы заболеваний. Получается, что, восстанавливая нормальное взаимодействие между сlock-белками, мы сможем лечить, к примеру, диабет второго типа и другие недуги, причем на генном уровне. Так что исследования нобелевских лауреатов, возможно, станут толчком к новым открытиям — в первую очередь в области медицины.

Как свет и тьма управляют нашими биологическими ритмами — Российская газета

Домашние коты почему-то просят есть с раннего утра, а у офисных работников голод просыпается после полудня. Совы добывают еду по ночам, а многие жители Питера недолюбливают белые ночи из-за бессонницы. В каждом из нас тикают биологические часы, но какие именно процессы скрываются за движением их стрелок?

Где спрятаны часы

Биологические часы — одна из систем организма, как иммунная или сердечно-сосудистая. Эти часы нужны всем живым существам, чтобы синхронизироваться с ритмами природы — подстраиваться под смену дня и ночи или смену времен года. Биологическим часам подчиняются многие функции организма, в том числе теплорегуляция, артериальное давление, выработка гормонов.

Часы, управляющие нашим организмом, работают на трех уровнях. Первый — крошечный часовой механизм, спрятанный в каждой клетке. За его обнаружение американские исследователи Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг получили в 2017 году Нобелевскую премию в области физиологии и медицины.

Главную роль в нем играют специальные сlock-белки, которые синтезируются во всех клетках, имеющих ядро, — и у животных, и у растений, и у грибов. Часть сlock-белков образуется утром, активируя обмен веществ в клетке, другая — вечером, тормозя метаболизм. Так и задается суточный, или циркадный (от латинского circa — около и dies — день), ритм работы отдельной клетки. А если какой-то из генов, синтезирующих сlock-белки, мутирует, могут нарушиться различные ритмы организма: сна и бодрствования, двигательной активности, пищеварения. Все эти ритмы связаны — если человек не спит по ночам, это может привести не только к бессоннице или депрессии, но и к диабету, даже к онкологическим заболеваниям.

Часы нужны не только каждой клетке, но и организму в целом. Синхронизирует ритмы всех клеток особая гормональная железа мозга под названием эпифиз, или шишковидная железа, которая вырабатывает мелатонин и серотонин — гормоны, регулирующие наш сон и бодрствование, а также аппетит и настроение. В светлое время суток шишковидная железа производит «гормон счастья» серотонин, а в темное серотонин преобразуется в «гормон сна» мелатонин — он делает сон более глубоким и полноценным.

В достаточном количестве мелатонин вырабатывается только в темноте, даже тусклый свет сокращает его выработку — выключайте все лампы и занавешивайте окна! А серотонину, наоборот, нужен свет: чем больше света, тем лучше настроение и выше работоспособность.

Теперь перейдем на третий уровень. Высший центр управления всеми ритмическими функциями организма — это супрахиазматические ядра гипоталамуса. Именно в эту группу нервных клеток поступает прямой сигнал от сетчатки глаза, который подсказывает часам, что сейчас на улице: день или ночь. Эта небольшая область в промежуточном мозге — главный генератор суточных ритмов, ее нейроны подстраиваются под внешние световые сигналы и управляют эпифизом.

Всему свое время

02:00 — Самый глубокий сон

03:00 — Самое низкое артериальное давление

04:30 — Самая низкая температура тела

06:45 — Самое резкое повышение артериального давления

07:30 — Прекращается секреция мелатонина

08:30 — Возможны позывы к дефекации

10:00 — Самая высокая готовность к активным действиям

14:30 — Максимальная координация

15:30 — Самое быстрое время реакции

17:00 — Наиболее активное кровообращение и максимальная мышечная сила

18:30 — Самое высокое артериальное давление

19:00 — Самая высокая температура тела

21:00 — Начинается секреция мелатонина

22:30 — Подавляется перистальтика кишечника

Источник этого «расписания» — книга «Биохакинг. Руководство по полному раскрытию потенциала организма» финских исследователей Совиярви Олли, Теэму Арина и Халметоя Яакко. Но время тут указано ориентировочно — не расстраивайтесь, если у вас «самая высокая готовность к активным действиям» наступает гораздо позже десяти утра!

Как не сломать часы

А что же совы и жаворонки — у них часы настроены по-разному? На самом деле мы не знаем. Может быть, есть еще и «голуби» — люди, активные днем, но сонные утром и вечером. Зато точно известно, что, какой бы птицей ты ни был, спать нужно ночью, а бодрствовать днем. Так мы запрограммированы генетически, жить иначе — значит укорачивать жизнь.

Особенно вредно постоянно менять свой распорядок. Например, ученые из Мичиганского университета изучили базу данных проекта Nurses Health Study — многолетнего исследования здоровья более 120 тысяч американских медсестер — и выяснили, что сменная работа (то в день, то в ночь) повышает риск ишемического инсульта на 4% каждые пять лет. Другие исследования, основанные на этих же данных, показали, что работа в ночную смену не менее трех ночей в месяц в течение 15 и более лет может повысить риск развития колоректального рака, а также рака груди.

Причина — десинхроноз, то есть рассогласование биологических ритмов, которое является фактором риска развития сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. Десинхроноз сопровождается длительной повышенной усталостью, снижением работоспособности и нарушениями сна.

Однократный десинхроноз известен каждому, кто испытывал джетлаг — синдром, возникающий при резкой смене часового пояса, когда человек пересекает больше трех-четырех временных зон. После него наступает этап ресинхронизации — когда биологические ритмы организма подстраиваются под новые условия. Интересно, что, если перелет был с востока на запад, средняя скорость восстановления составит 92 минуты в сутки, а если с запада на восток — она будет в полтора раза ниже, 57 минут в сутки. Получается, адаптироваться при перелете на восток труднее.

Рассинхронизацию наш организм чувствует и когда мы коротаем время со смартфоном. Именно голубая, коротковолновая часть цветового спектра подавляет выработку мелатонина. На голубой свет реагирует фотопигмент меланопсин в клетках сетчатки глаза — именно от него зависит мнение мозга о том, ночь сейчас или день. При красном свете мозг не понимает, что на улице день. Но экраны гаджетов как раз излучают яркий и холодный голубой свет, понапрасну подбадривая мозг среди ночи.

Биохакерам: мобильные приложения для заботы о циркадных ритмах

Как называется: My circadian clock

На чем работает: Android и IOS

Что умеет: помогает нормализовать ритмы сна, еды и физической активности

Как работает. Ход биологических часов зависит не только от света, но и от времени тренировок и приема пищи. Причем чем более предсказуемым будет распорядок дня, тем успешнее биоритмы будут регулировать важные процессы в организме: пищеварение, иммунный ответ, сон и многое другое. Увидеть свое расписание в виде графиков, получить рекомендации, а также помочь ученым из Института биологических исследований Солка в США больше узнать о циркадных ритмах разных людей можно с помощью мобильного приложения. Первые две недели оно будет тщательно собирать информацию об испытуемом, а потом начнет прививать полезные привычки — например, не пропускать обед на работе и вовремя ложиться спать.

Как называется: Twilight

На чем работает: Android

Что умеет: не дает гаджетам портить сон

Как работает. С медицинской точки зрения жизнь в розовых очках может оказаться довольно полезной. Но еще лучше соорудить между глазами и экранами гаджетов красный или оранжевый фильтр. Такой режим полезно соблюдать по вечерам, чтобы голубой спектр лишний раз не приводил к выработке меланопсина, сигнализирующего биологическим часам, что сейчас день — время бодрствовать. Уменьшить вредное влияние голубых экранов поможет мобильное приложение, которое с наступлением вечера будет делать цвета дисплея более теплыми. Кстати, во многих современных смартфонах эта функция входит в стандартные настройки.

Как называется: Lux Light Meter Free

На чем работает: Android

Что умеет: измеряет уровень освещенности

Как работает. Если отправиться на сафари в какую-нибудь африканскую страну, то сетчатка глаза будет каждый день получать не меньше 1000 люкс (это единицы, в которых измеряют уровень освещенности). А вот в офисном помещении при включенном свете показатели окажутся совсем другими — около 500 люкс, если сотрудник сидит недалеко от окна без штор. И поскольку от количества света зависит не только режим сна и бодрствования, но и наше настроение, было бы неплохо знать, насколько хорошо освещены помещения, в которых мы проводим много времени. Самый точный результат даст прибор люксметр, но можно воспользоваться и мобильным устройством с датчиком освещенности и соответствующим приложением. Главное правило — стараться получать люксы утром и днем, но избегать яркого света вечером и ночью.

Функции тела и жизненный процесс

Функции тела

Функции организма — это физиологические или психологические функции систем организма. Функции организма — это, в конечном счете, функции его клеток. Выживание — самое важное дело тела. Выживание зависит от поддержания или восстановления организмом гомеостаза, состояния относительного постоянства его внутренней среды.

Более века назад французский физиолог Клод Бернар (1813–1878) сделал замечательное наблюдение.Он отметил, что клетки тела выживают в здоровом состоянии только тогда, когда температура, давление и химический состав окружающей их среды остаются относительно постоянными. Позже американский физиолог Уолтер Б. Кэннон (1871-1945) предложил название гомеостаз для относительно постоянных состояний, поддерживаемых телом. Гомеостаз — ключевое слово в современной физиологии. Оно происходит от двух греческих слов — «гомео», что означает одно и то же, и «стазис», что означает стоять. Таким образом, «стоять или оставаться таким же» — это буквальное значение гомеостаза.Однако, как подчеркивал Кэннон, гомеостаз не означает чего-то установленного и неподвижного, что остается неизменным все время. По его словам, гомеостаз «означает состояние, которое может меняться, но относительно постоянно».

Гомеостаз зависит от того, что организм непрерывно выполняет многие действия. Его основная деятельность или функции — это реакция на изменения в окружающей среде тела, обмен материалами между окружающей средой и клетками, метаболизм продуктов и интеграция всех разнообразных видов деятельности организма.

Способность организма выполнять многие из своих функций постепенно меняется с годами. В целом организм наименее хорошо выполняет свои функции на обоих концах жизни — в младенчестве и в пожилом возрасте. В детстве функции организма постепенно становятся все более эффективными и действенными. В позднем зрелом и пожилом возрасте все наоборот. Постепенно они становятся все менее эффективными и действенными. В молодом возрасте они обычно работают с максимальной эффективностью.

Жизненный процесс

Все живые организмы обладают определенными характеристиками, которые отличают их от неживых форм. Основные процессы жизни включают организацию, метаболизм, отзывчивость, движения и размножение. У людей, которые представляют собой наиболее сложную форму жизни, есть дополнительные требования, такие как рост, дифференциация, дыхание, пищеварение и выделение. Все эти процессы взаимосвязаны. Ни одна часть тела, от мельчайшей клетки до целой системы организма, не работает изолированно.Все они действуют вместе, в точно настроенном балансе, для благополучия человека и поддержания жизни. Такие болезни, как рак и смерть, представляют собой нарушение баланса этих процессов.

Ниже приводится краткое описание жизненного процесса:

Организация

На всех уровнях организационной схемы существует разделение труда. Каждый компонент выполняет свою работу в сотрудничестве с другими. Даже отдельная клетка, если она потеряет свою целостность или организацию, умрет.

Метаболизм

Метаболизм — широкий термин, включающий все химические реакции, происходящие в организме. Одной из фаз метаболизма является катаболизм, при котором сложные вещества расщепляются на более простые строительные блоки и высвобождается энергия.

Отзывчивость

Отзывчивость или раздражительность связаны с обнаружением изменений во внутренней или внешней среде и реагированием на это изменение. Это акт ощущения стимула и реакции на него.

Механизм

В теле существует много типов движений. На клеточном уровне молекулы перемещаются из одного места в другое. Кровь переходит из одной части тела в другую. Диафрагма движется с каждым вдохом. Способность мышечных волокон сокращаться и, таким образом, производить движение, называется сократимостью.

Репродукция

Для большинства людей воспроизводство означает формирование нового человека, рождение ребенка. Таким образом, жизнь передается от одного поколения к другому через воспроизводство организма.В более широком смысле воспроизводство также относится к образованию новых клеток для замены и ремонта старых клеток, а также для роста. Это клеточное размножение. Оба они необходимы для выживания человечества.

Рост

Рост означает увеличение размера либо за счет увеличения количества клеток, либо за счет увеличения размера каждой отдельной клетки. Для того, чтобы происходил рост, анаболические процессы должны происходить быстрее, чем катаболические процессы.

Дифференциация

Дифференциация — это процесс развития, при котором неспециализированные клетки превращаются в специализированные клетки с отличительными структурными и функциональными характеристиками. Через дифференцировку клетки развиваются в ткани и органы.

Дыхание

Дыхание относится ко всем процессам, участвующим в обмене кислорода и углекислого газа между клетками и внешней средой. Он включает в себя вентиляцию, диффузию кислорода и углекислого газа и перенос газов в крови.Клеточное дыхание связано с использованием клетками кислорода и высвобождением углекислого газа в процессе метаболизма.

Пищеварение

Пищеварение — это процесс расщепления сложной пищи на простые молекулы, которые могут всасываться в кровь и использоваться организмом.

Экскреция

Экскреция — это процесс, который удаляет из организма продукты пищеварения и метаболизма. Он избавляется от побочных продуктов, которые организм не может использовать, многие из которых токсичны и несовместимы с жизнью.

Десять описанных выше жизненных процессов недостаточно для обеспечения выживания человека. Помимо этих процессов, жизнь зависит от определенных физических факторов окружающей среды. К ним относятся вода, кислород, питательные вещества, тепло и давление.

Что такое шесть жизненных процессов человека?

При посещении другой планеты, как исследователь мог решить, жив что-то или нет? Судя по опыту Земли, все живые существа обладают определенными характеристиками.Если объекту не хватает одной или нескольких из этих характеристик, этот объект мертв. Жизненные процессы в людях отражают жизненные процессы всех других форм жизни, и существует шесть жизненных процессов, которые охватывают от рождения до смерти.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Шесть человеческих жизненных процессов: рост и развитие, движение и реакция на стимулы, порядок и организация, воспроизводство и наследственность, использование энергии и гомеостаз. Эти процессы могут быть сгруппированы или помечены по-разному, в зависимости от источника.

Рост и развитие

Все живые существа, включая человека, растут и развиваются в соответствии с закономерностями, определяемыми их ДНК. Рост происходит потому, что клетки увеличиваются в размерах или потому, что клетки увеличиваются в количестве. У высших форм жизни, таких как люди, по мере размножения клетки они также изменяются или дифференцируются. Например, некоторые клетки становятся клетками кожи, а другие становятся костными, мышечными или другими специализированными клетками.

Движение и реакция на стимулы

Живые существа двигаются, особенно в ответ на раздражители окружающей среды.У людей движение варьируется от подергивания брови или пальца до дыхания и оттока клеток крови до ходьбы и бега. Чтобы отреагировать на холод, нужно надеть пальто, шляпу и перчатки. Реакция на тепло может означать выпить стакан воды и включить вентилятор или кондиционер.

Порядок и организация

За исключением самых простых бактерий, клетки живых организмов имеют внутреннюю организацию. В более сложных организмах, от медуз до людей, клетки также выполняют специализированные функции.Специализированные клетки организованы в ткани, ткани образуют органы, органы образуют системы органов, а комбинированные системы органов образуют организм.

Размножение и наследственность

Размножение человека происходит двумя разными способами. В первом случае клетки размножаются посредством митоза, чтобы организм мог расти или чтобы клетки могли замещать себя. Информация ДНК, содержащаяся в каждой ячейке, дает инструкции для этого воспроизведения.

Вторая, более специализированная форма воспроизводства приводит к формированию нового организма, подобного младенцу.В более сложных формах жизни мейоз делит особые клетки на яйцеклетки или сперматозоиды, так называемые половые клетки, каждая из которых содержит только половину ДНК, требуемую для новой версии организма. Когда яйцеклетка и сперматозоид объединяют свою ДНК, новая комбинация ДНК приводит к появлению нового и обычно генетически уникального человека. Хотя оплодотворенная яйцеклетка встречается у людей реже, чем многие другие организмы, иногда оплодотворенная яйцеклетка разделяется на двух или более особей с одинаковой генетической информацией, превращаясь в однояйцевых близнецов или, очень редко, на идентичных троек или четверок.

Наследственность означает, что воспроизводство также передает черты следующему поколению через гены. Эти структуры в ДНК несут коды роста, цвета волос и глаз, строения костей и так далее. В дикой природе полезные черты, способствующие выживанию, с большей вероятностью передаются следующему поколению. Люди также передают черты характера из поколения в поколение, но способность человека манипулировать окружающей средой снижает влияние черт на выживание и воспроизводство.

Использование энергии

Все живые существа используют энергию.У людей и других животных потребление энергии требует дыхания и еды. Энергетические процессы в организме человека включают дыхание, пищеварение и выведение шлаков. Метаболизм включает в себя все эти процессы. Два химических вещества и химических процесса, которые наиболее важны для жизни человека, — это кислород, необходимый для клеточного дыхания, и глюкоза, форма сахара, которая выделяет энергию во время клеточного дыхания.

Вдыхание кислорода и выдох углекислого газа сигнализируют об одном из важнейших химических процессов в жизни человека: клеточном дыхании.Богатый кислородом воздух попадает в легкие. Кислород проникает в кровоток и переносится к клеткам. После попадания в клетку кислород становится частью химической реакции, высвобождающей энергию из глюкозы. Клеточное дыхание расщепляет глюкозу, в результате чего образуются вода и углекислый газ. Углекислый газ и избыток воды диффундируют обратно в кровоток. Углекислый газ попадает обратно в легкие и выдыхается. Избыток воды может выводиться через пот, мочу или кал.

Пищеварение расщепляет более сложные белки, углеводы и другие продукты.Как только потребляемая пища уменьшается или превращается в более простые молекулы глюкозы, эти молекулы могут переноситься кровотоком к клеткам для клеточного дыхания или для хранения.

Гомеостаз

Гомеостаз означает, что организмы контролируют свою внутреннюю среду. Гомеостаз позволяет организму реагировать на внешние условия окружающей среды таким образом, чтобы поддерживать внутренние условия. Когда внешние изменения превышают способность организма приспосабливаться или компенсировать, организм умирает.

Человек зависит от гомеостаза, чтобы оставаться здоровым. Люди теплокровны, а это значит, что существуют внутренние механизмы для поддержания внутренней температуры тела. Дрожь на холоду — один из этих механизмов, а потоотделение — еще один механизм гомеостаза. Слой жира под кожей, еще одна адаптация к гомеостазу, изолирует, помогая поддерживать температуру тела, а также обеспечивает место для хранения. Жир служит концентрированным хранилищем энергии. Другие млекопитающие, такие как медведи и киты, имеют более толстый слой жира из-за большей потребности в изоляции и накопленной энергии.

Сколько жизненных процессов у человека?

Различные источники по-разному организуют свои списки жизненных процессов. В некоторых списках показано четыре процесса, в других — до 10. Во всех списках отображаются одни и те же жизненные процессы, только иногда они сгруппированы и помечены по-разному.

Свет окружающей среды и биологические процессы в организме человека — Атлас науки

Хорошо известно, что жизнь на Земле зародилась и поддерживалась электромагнитной энергией солнечного света.У примитивных организмов и растений солнечный свет напрямую влияет на биологические процессы, в то время как у более сложных организмов он играет более косвенную роль. У этих организмов из-за их более сложной структуры солнечный свет не может проникать в каждую клетку, поэтому они должны создавать свою собственную «внутреннюю солнечную» энергию, чтобы управлять селективностью биологических процессов в своих клетках, как это было первоначально инициировано солнцем. свет.

Рис. 1. Количество функциональных групп в пределах каждого диапазона частот RRM 0. 01. Ось X представляет частоту RRM с шагом 0,01, а также соответствующую электромагнитную частоту в нанометрах. Ось Y представляет количество функциональных групп. Названия функциональных групп написаны вверху каждой панели. Суперсемейства представлены в разных цветах.

Селективность биологических процессов в живых организмах определяется информацией, содержащейся в линейных макромолекулах: ДНК и белках. В то время как информация в ДНК записывается в длинных последовательностях с использованием различных комбинаций 4 разных нуклеотидов, информация в белках также записывается в длинных последовательностях, но с использованием различных комбинаций из 20 аминокислот.ДНК несет в себе полную резервную информацию любого организма, но белки — это макромолекулы, которые считывают необходимые части информации ДНК для фактического осуществления всей селективной биологической активности посредством ряда очень специфических взаимодействий.

Значение и влияние света на биомолекулярные процессы / взаимодействия и, следовательно, на здоровье были проанализированы с использованием модели резонансного распознавания (RRM), которая предполагает, что биологические процессы / взаимодействия основаны на электромагнитных резонансах между взаимодействующими биомолекулами на определенных электромагнитных частотах в инфракрасной области. -красный, видимый и ультрафиолетовый диапазоны частот.Каждое взаимодействие может быть представлено определенной частотой RRM, критичной для резонансной активации конкретной биологической функции ДНК и белков.

Рис. 2. Диаграмма спектра светодиодной лампы (синий), КЛЛ (зеленый) и лампы накаливания (фиолетовый) наложили солнечный спектр (желтый).

Мы обнаружили, что:

• различные биологические функции могут быть сгруппированы в соответствии с их резонансной частотой в суперсемейства белковых функций, что позволяет упростить анализ этих функций и, следовательно, анализ влияния электромагнитных частот на здоровье, как показано на рисунке 1;
• спектр RRM всех проанализированных биологических функций / взаимодействий совпадает со спектром солнечного света на Земле, что соответствует тому факту, что жизнь возникла из солнечного света;
• вода прозрачна для частот RRM, что позволяет ДНК и белкам взаимодействовать без потери энергии;
• спектр некоторых искусственных источников света, в отличие от солнечного света, как показано на рисунке 2, не покрывает весь спектр RRM, вызывая беспокойство по поводу нарушения некоторых биологических функций и, следовательно, влияющих на здоровье.

Здесь впервые было исследовано световое электромагнитное излучение окружающей среды как источник и влияние биомолекулярных взаимодействий, связанных биологических функций и, как следствие, последствий для здоровья. Кроме того, взаимосвязь между теоретической моделью резонансного распознавания (RRM) и солнечным светом как источником жизни дает возможное объяснение того, как жизненные процессы развивались и контролируются в более сложных организмах, где солнечный свет не мог проникать во все клетки. и клеточные процессы.Хотя биологические процессы в настоящее время рассматриваются как большое количество различных событий, мы показали, что они сгруппированы в относительно небольшое количество общих функций, позволяющих более простой подход к пониманию макромолекулярных взаимодействий, биологических функций и связанных с ними последствий для здоровья. Соответственно показана роль воды и возможное влияние искусственного света на биологические процессы. Имея все это в виду, мы можем сделать вывод, что модель резонансного распознавания (RRM) является мощным инструментом в анализе функций / взаимодействий ДНК и белков, которые, как предполагается, основаны на резонансной передаче электромагнитной энергии.

Ирена Косич, Драско Косич, Катарина Лазар
AMALNA Consulting, Блэк Рок, Австралия

Публикация

Окружающий свет и его связь с электромагнитными резонансами биомолекулярных взаимодействий, как предсказывает модель резонансного распознавания.
Cosic I, Cosic D, Lazar K
Int J Environ Res Public Health. 2016 29 июня

Глава 6: Человеческий организм

3.1: Организация человеческого тела — Медицина LibreTexts

Цели обучения

• Определите компоненты ячейки.
• Опишите устройство человеческого тела.

Что отличает живой организм от неодушевленного предмета? Живой организм осуществляет самоподдерживающиеся биологические процессы. Клетка — это самая маленькая и основная форма жизни. Роберт Гук, один из первых ученых, использовавших световой микроскоп, открыл клетку в 1665 году.Во всех формах жизни, включая бактерии, растения, животных и людей, клетка была определена как самая основная структурная и функциональная единица. Основываясь на научных наблюдениях за следующие 150 лет, ученые сформулировали клеточную теорию, которая используется для всех живых организмов, независимо от того, насколько они просты или сложны. Теория клетки включает три принципа:

• Клетки — это самые основные строительные единицы жизни.
• Все живые существа состоят из клеток.
• Новые ячейки состоят из уже существующих ячеек, которые делятся на две части.

Кто вы есть, было определено благодаря двум клеткам, которые соединились в утробе вашей матери. Две клетки, содержащие всю вашу генетическую информацию (ДНК), объединились, чтобы начать новую жизнь. Клетки разделились и дифференцировались на другие клетки с определенными ролями, что привело к образованию в организме множества органов, систем, крови, кровеносных сосудов, костей, тканей и кожи. Как взрослый, вы состоите из триллионов клеток. Каждая из ваших индивидуальных клеток — компактная и эффективная форма жизни — самодостаточная, но взаимозависимая от других клеток вашего тела, чтобы удовлетворить его потребности.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): одна ячейка делится на две, что начинает создание миллионов дополнительных ячеек, которые в конечном итоге становятся вами. (Общественное достояние; Национальные институты здравоохранения).

Независимый одноклеточный организм должен осуществлять все основные жизненные процессы: он должен поглощать питательные вещества (захват энергии), выделять отходы, обнаруживать окружающую среду и реагировать на нее, двигаться, дышать, расти и воспроизводиться. Даже одноклеточный организм должен быть организован для выполнения этих важных процессов.Все клетки организованы от атомарного уровня до всех его более крупных форм. Атомы кислорода и водорода объединяются, чтобы образовать молекулу воды (H ₂ O). Молекулы соединяются вместе, образуя более крупные макромолекулы. Атом углерода часто называют основой жизни, потому что он может легко связываться с четырьмя другими элементами, образуя длинные цепи и более сложные макромолекулы. Четыре макромолекулы — углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты — составляют все структурные и функциональные единицы клетки.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Клетка сложна структурно и функционально.

Хотя мы определили клетку как «самую основную» единицу жизни, она структурно и функционально сложна (рисунок \ (\ PageIndex {1} \)). Клетку можно представить как мини-организм, состоящий из крошечных органов, называемых органеллами. Органеллы — это структурные и функциональные единицы, состоящие из нескольких связанных вместе макромолекул. Типичная животная клетка содержит следующие органеллы: ядро ​​(в котором находится ДНК генетического материала), митохондрии (вырабатывающие энергию), рибосомы (производящие белок), эндоплазматический ретикулум (который является средством упаковки и транспортировки) и гольджи. аппарат (распределяющий макромолекулы).Кроме того, клетки животных содержат маленькие пищеварительные мешочки, называемые лизосомами и пероксисомами, которые разрушают макромолекулы и уничтожают чужеродных захватчиков. Все органеллы закреплены в цитоплазме клетки. Органеллы клетки изолированы от окружающей среды плазматической мембраной.

Организация человеческого тела

Одноклеточные организмы могут функционировать независимо, но клетки многоклеточных организмов зависят друг от друга и разделены на пять различных уровней, чтобы координировать свои конкретные функции и выполнять все биологические процессы жизни.

• Ячейки. Клетки — основная структурная и функциональная единица всего живого. Примеры включают эритроциты и нервные клетки.
• Ткани. Ткани — это группы клеток, которые имеют общую структуру и функцию и работают вместе. Есть четыре типа тканей человека:
  • соединительная, соединяющая ткани;
  • эпителиальный, выстилающий и защищающий органы;
  • мышца, которая сокращается для движения и поддержки; и
  • нерв, который реагирует на сигналы окружающей среды.
• Органы. Органы — это группа тканей, расположенных определенным образом для поддержки общей физиологической функции. Примеры включают мозг, печень и сердце.
• Системы органов. Системы органов — это два или более органа, которые поддерживают определенную физиологическую функцию. Примеры включают пищеварительную систему и центральную нервную систему. В организме человека одиннадцать систем органов (Таблица \ (\ PageIndex {1} \)).
• Организм. Организм — это целостная живая система, способная проводить все биологические процессы жизни.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): Системы органов в человеческом теле © Networkgraphics

Организму требуется входная энергия и питательные вещества

Энергия требуется для того, чтобы превратить молекулы в более крупные макромолекулы и превратить макромолекулы в органеллы и клетки, а затем превратить их в ткани, органы и системы органов и, наконец, в организм.Правильное питание обеспечивает необходимые питательные вещества для выработки энергии, поддерживающей жизненные процессы. Ваше тело строит новые макромолекулы из питательных веществ, содержащихся в пище.

Поток питательных веществ и энергии

Энергия хранится в химических связях питательных веществ. Энергия поступает из солнечного света, который растения улавливают и (посредством фотосинтеза) используют эту энергию для преобразования двуокиси углерода в воздухе в глюкозу. Когда связи в молекулах глюкозы разрываются, высвобождается энергия. Бактерии, растения и животные (включая людей) собирают энергию глюкозы посредством биологического процесса, называемого клеточным дыханием.В этом процессе химическая энергия глюкозы преобразуется в клеточную энергию в форме аденозинтрифосфата (АТФ). Для клеточного дыхания необходим кислород, который образуется как побочный продукт фотосинтеза. Продуктами жизнедеятельности клеточного дыхания являются углекислый газ (CO ₂ ) и вода, которую растения снова используют для фотосинтеза. Таким образом, энергия постоянно циркулирует между растениями и животными.

В этом разделе мы узнали, что все живое состоит из клеток, способных преобразовывать небольшие органические молекулы в энергию.Как сложные организмы, такие как человек, превращают большие макромолекулы в пище, которую мы едим, в молекулы, которые могут использоваться клетками для выработки клеточной энергии? В следующем разделе мы обсудим физиологический процесс пищеварения, чтобы ответить на этот вопрос.

Ключевые выводы

• Клетка — основная структурная и функциональная единица жизни. Клетки — это независимые одноклеточные организмы, которые поглощают питательные вещества, выделяют отходы, обнаруживают окружающую среду и реагируют на нее, двигаются, дышат, растут и размножаются.Макромолекулы (углеводы, белки, липиды и нуклеиновые кислоты) составляют все структурные и функциональные единицы клетки.
• В сложных организмах клетки организованы на пять уровней, так что организм может осуществлять все основные процессы, связанные с жизнью.
• В организме человека одиннадцать систем органов, которые работают вместе, чтобы поддерживать жизнь, и все они требуют поступления питательных веществ.
• Энергия постоянно циркулирует между растениями и животными.

13.2: Организация человеческого тела

Чем человеческое тело похоже на хорошо настроенную машину?

Многие сравнивают человеческое тело с машиной. Подумайте о некоторых обычных машинах, таких как дрели и стиральные машины. Каждая машина состоит из множества частей, каждая из которых выполняет определенную работу, но все части работают вместе, чтобы выполнять общую функцию. Человеческое тело во всех отношениях похоже на машину. Фактически, это может быть самая фантастическая машина на Земле.

Человеческая машина организована на разных уровнях, начиная с клетки и заканчивая всем организмом (см. рисунок ниже).На каждом более высоком уровне организации есть большая степень сложности.

Человеческий организм имеет несколько уровней организации.

Клетки

Самыми основными частями человеческой машины являются клетки — удивительные 100 триллионов их к тому времени, когда средний человек достигнет взрослого возраста! Клетки являются основными структурными и функциональными единицами в человеческом теле, как и во всех живых существах. Каждая клетка выполняет основные жизненные процессы, которые позволяют организму выжить.Многие человеческие клетки имеют особую форму и функции, как показано на рис. ниже. Каждый тип клетки на рисунке играет определенную роль. Например, нервные клетки имеют длинные выступы, которые помогают им передавать электрические сообщения другим клеткам. В мышечных клетках много митохондрий, которые обеспечивают энергию, необходимую для движения тела.

Различные типы клеток человеческого тела предназначены для выполнения определенных задач. Знаете ли вы функции любого из представленных здесь типов клеток?

Ткани

После клетки ткань является следующим уровнем организации в организме человека.Ткань — это группа соединенных клеток, которые выполняют аналогичную функцию. Существует четыре основных типа тканей человека: эпителиальная, мышечная, нервная и соединительная ткани. Эти четыре типа тканей, которые показаны ниже на рис. , составляют все органы человеческого тела.

Человеческое тело состоит из этих четырех типов тканей.

• Соединительная ткань состоит из клеток, образующих структуру тела. Примеры включают кость и хрящ.
• Эпителиальная ткань состоит из клеток, выстилающих внутреннюю и внешнюю поверхности тела, такие как кожа и слизистая оболочка пищеварительного тракта. Эпителиальная ткань защищает тело и его внутренние органы, выделяет такие вещества, как гормоны, и поглощает такие вещества, как питательные вещества.
• Мышечная ткань состоит из клеток, которые обладают уникальной способностью сокращаться или становиться короче. Мышцы, прикрепленные к костям, позволяют телу двигаться.
• Нервная ткань состоит из нейронов или нервных клеток, передающих электрические сообщения.Нервная ткань составляет мозг и нервы, соединяющие мозг со всеми частями тела.

Органы и системы органов

После тканей органы представляют собой следующий уровень организации человеческого тела. Орган — это структура, состоящая из двух или более типов тканей, которые работают вместе для выполнения одной и той же работы. Примеры человеческих органов включают мозг, сердце, легкие, кожу и почки. Человеческие органы организованы в системы органов, многие из которых показаны на рисунке ниже.Система органов — это группа органов, которые работают вместе для выполнения сложной общей функции. Каждый орган системы выполняет часть более крупной работы.

Здесь представлены многие системы органов, из которых состоит человеческое тело. Какова общая функция каждой системы органов?

12 систем вашего тела показаны ниже ( Таблица ниже). Системы ваших органов работают не только в вашем теле. Все они должны уметь работать вместе. Например, одной из наиболее важных функций систем органов является обеспечение клеток кислородом и питательными веществами и удаление токсичных продуктов жизнедеятельности, таких как углекислый газ.Для этого работают вместе ряд систем органов, включая сердечно-сосудистую и дыхательную системы.

Резюме

• Человеческое тело организовано на разных уровнях, начиная с клетки.
• Клетки организованы в ткани, а ткани образуют органы.
• Органы подразделяются на системы органов, такие как скелетная и мышечная системы.

Обзор

1. Каковы уровни организации человеческого тела?
2. Какой тип ткани покрывает поверхность тела?
3. Каковы функции костной системы?
4. Какая система органов поддерживает тело и позволяет ему двигаться?
5. Объясните, как связаны форма и функция в клетках человека.Включите примеры.
6. Сравните и сопоставьте эпителиальные и мышечные ткани.

Основы биологии, анатомии и физиологии — питание человека [УСТАРЕЛО]

Глава 2. Человеческое тело

Основная структурная и функциональная единица жизни: клетка

Что отличает живой организм от неодушевленного предмета? Живой организм осуществляет самоподдерживающиеся биологические процессы.Клетка — это самая маленькая и основная форма жизни.

Теория клетки включает три принципа:

Клетки являются основными строительными единицами жизни. Все живые существа состоят из клеток. Новые ячейки состоят из уже существующих ячеек, которые делятся на две части. Кто вы есть, было определено благодаря двум клеткам, которые соединились в утробе вашей матери. Две клетки, содержащие всю вашу генетическую информацию (ДНК), объединились, чтобы начать новую жизнь. Клетки разделились и дифференцировались на другие клетки с определенными ролями, что привело к образованию в организме множества органов, систем, крови, кровеносных сосудов, костей, тканей и кожи.Как взрослый, вы состоите из триллионов клеток. Каждая из ваших индивидуальных клеток — компактная и эффективная форма жизни — самодостаточная, но взаимозависимая от других клеток вашего тела, чтобы удовлетворить его потребности.

Самостоятельные одноклеточные организмы должны проводить все основные жизненные процессы. Одноклеточный организм должен поглощать питательные вещества (захват энергии), выделять отходы, обнаруживать окружающую среду и реагировать на нее, двигаться, дышать, расти и воспроизводиться. Даже одноклеточный организм должен быть организован для выполнения этих важных процессов.Все клетки организованы от атомарного уровня до всех его более крупных форм. Атомы кислорода и водорода объединяются, образуя молекулу воды (h3O). Молекулы соединяются вместе, образуя более крупные макромолекулы. Атом углерода часто называют основой жизни, потому что он может легко связываться с четырьмя другими элементами, образуя длинные цепи и более сложные макромолекулы. Четыре макромолекулы — углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты — составляют все структурные и функциональные единицы клетки.

Хотя мы определили клетку как «самую основную» единицу жизни, она структурно и функционально сложна (Рисунок 2.2 «Структура клетки») . Клетку можно представить как мини-организм, состоящий из крошечных органов, называемых органеллами. Органеллы — это структурные и функциональные единицы, состоящие из нескольких связанных вместе макромолекул. Типичная животная клетка содержит следующие органеллы: ядро ​​(в котором находится ДНК генетического материала), митохондрии (вырабатывающие энергию), рибосомы (производящие белок), эндоплазматический ретикулум (который является средством упаковки и транспортировки) и гольджи. аппарат (распределяющий макромолекулы).Кроме того, клетки животных содержат маленькие пищеварительные мешочки, называемые лизосомами и пероксисомами, которые разрушают макромолекулы и уничтожают чужеродных захватчиков. Все органеллы закреплены в цитоплазме клетки через цитоскелет. Органеллы клетки изолированы от окружающей среды плазматической мембраной.

Рисунок 2.2 Структура ячейки

Клетка сложная структурно и функционально.

Ткани, органы, системы органов и организмы

Одноклеточные (одноклеточные) организмы могут функционировать независимо, но клетки многоклеточных организмов зависят друг от друга и организованы на пять различных уровней, чтобы координировать свои конкретные функции и выполнять все биологические процессы жизни (см. Рисунок 2.3 «Организация жизни».

• Клетки — основная структурная и функциональная единица всего живого. Примеры включают эритроциты и нервные клетки. Есть сотни типов клеток. Все клетки человека содержат одинаковую генетическую информацию в ДНК. Однако каждая клетка выражает только генетические коды, относящиеся к конкретной структуре и функциям клетки.
• Ткани — это группы клеток, которые имеют общую структуру и функцию и работают вместе. Существует четыре основных типа тканей человека: соединительная, соединяющая ткани; эпителиальный, который выстилает и защищает органы; мышца, которая сокращается для движения и поддержки; и нерв, который реагирует на сигналы окружающей среды.
• Органы — это группа тканей, расположенных определенным образом для поддержки общей физиологической функции. Примеры включают мозг, печень и сердце.
• Системы органов — это два или более органа, которые поддерживают определенную физиологическую функцию. Примеры включают пищеварительную систему и центральную нервную систему. В человеческом теле одиннадцать систем органов (см. Таблицу 2.1 «Одиннадцать систем органов человеческого тела и их основные функции»).
• Организм — это целостная живая система, способная проводить все биологические процессы жизни.

Рисунок 2.3 Организация жизни

«Уровни организации человеческого тела» Лайя Мартинес / CC BY-SA 4.0

Таблица 2.1. Одиннадцать систем органов человеческого тела и их основные функции

.