Раздел 2. Физиологические системы органов человека

Определения и обозначения

Орган — это устроенная часть организма, которая выполняет определённые функции и состоит из нескольких тканей. Ткани в его составе расположены не случайно: каждая участвует в общей работе органа. Это понятие помогает понять, почему сердце, лёгкое или желудок имеют особое строение.

Система органов — органы, объединённые общим назначением и совместной работой. Каждый орган сохраняет собственные функции, но его результат становится частью общего процесса. Такое определение нужно, чтобы отличать отдельную часть тела от объединения органов.

Физиологическая система органов — система, обеспечивающая важные процессы жизнедеятельности человека. К таким процессам относятся дыхание, движение, питание, выделение и регуляция работы организма. Понятие показывает не только состав системы, но и её значение для жизни.

Организм человека — целостная система, в которой органы и их системы взаимосвязаны. Они обмениваются веществами и сигналами, поэтому изменение работы одного звена отражается на других. Благодаря этому тело действует согласованно, а не как набор независимых частей.

Как это устроено

Самый малый живой уровень — клетка: она выполняет жизненные процессы и имеет строение, подходящее для своей работы. Похожие по строению и функциям клетки объединяются в ткани, например мышечную или нервную. Из нескольких тканей формируется орган, потому что сложная задача требует участия разных клеток. Органы затем объединяются в системы, если их работа направлена на общий результат.

Строение каждого уровня связано с функцией: форма и состав клетки позволяют ей выполнять определённую работу, а расположение тканей помогает органу действовать эффективно. Например, мышечная ткань способна сокращаться, поэтому она необходима органам, которые перемещают вещества или обеспечивают движение. В органе ткани дополняют друг друга, а в системе органов то же происходит между органами. Такая связь строения и функции объясняет, почему замена одного звена не всегда может компенсировать повреждение другого.

Отдельный орган обычно не может обеспечить жизненно важный процесс в одиночку, потому что процесс состоит из нескольких этапов. Для его выполнения нужны доставка веществ, получение энергии, удаление продуктов обмена и управление действиями органов. Например, желудок переваривает пищу, но питательные вещества должны попасть в кровь, а затем к клеткам. Поэтому результат зависит от работы пищеварительной, кровеносной и других систем.

При дыхании воздух поступает в дыхательные пути и достигает лёгких, где кислород переходит в кровь. Кровеносная система переносит его к тканям, а клетки используют кислород для получения энергии. Образовавшийся углекислый газ кровью доставляется к лёгким и выводится при выдохе. Так дыхательная и кровеносная системы вместе обеспечивают газообмен между организмом и окружающей средой.

Нервная и эндокринная системы согласуют работу органов, но действуют по-разному. Нервная система передаёт быстрые электрические сигналы, а эндокринная выделяет гормоны, которые переносятся кровью и могут влиять дольше. При изменении условий они помогают перестроить работу организма: например, направить больше крови к работающим мышцам или изменить частоту дыхания. Согласование всех систем поддерживает постоянство внутренней среды, необходимое для нормальной работы клеток.

Физиологические системы органов человека и их функции

В таблице сначала найдите систему, которая выполняет интересующую вас задачу, а затем сравните её основные органы и взаимодействие с другими системами. Последний столбец показывает, что функция системы не изолирована: для общего результата ей нужны партнёры.

Разбор задач

Задача 1

Ученик назвал сердце системой органов. Определите, верно ли это, и обоснуйте ответ. Нужно установить, относится ли сердце к одному органу или объединяет несколько органов для общей работы.

1. Сердце состоит из тканей, главным образом мышечной, соединительной и нервной, и имеет собственное строение.
2. Оно выполняет функцию органа: сокращается и продвигает кровь по сосудам.
3. Сердце входит в кровеносную систему вместе с кровеносными сосудами, но само системой не является.

Ответ: ученик ошибся. Сердце — отдельный орган, а система, в которую оно входит, называется кровеносной.

Задача 2

Проследите путь кислорода от вдоха до клетки и укажите участвующие системы органов. Важно не просто назвать системы, а связать последовательные этапы переноса газа.

1. При вдохе воздух проходит через дыхательные пути и попадает в лёгкие.
2. В лёгких кислород переходит в кровь, то есть включается в работу кровеносной системы.
3. Кровь переносит кислород по сосудам к тканям, а затем он поступает из капилляров в клетки.
4. Клетки используют кислород, а углекислый газ поступает обратно в кровь и через лёгкие выводится наружу.

Ответ: в доставке кислорода участвуют дыхательная и кровеносная системы. Дыхательная вводит газ в организм, а кровеносная доводит его до клеток.

Задача 3

При физической нагрузке учащаются дыхание и сердцебиение. Объясните, почему эти изменения происходят одновременно и какую роль играет регуляция организма.

1. Работающие мышцы сокращаются чаще и тратят больше энергии, поэтому им требуется больше кислорода.
2. Дыхательная система усиливает поступление кислорода, а кровеносная быстрее доставляет его к мышцам и удаляет углекислый газ.
3. Нервная и эндокринная системы воспринимают изменения и согласуют работу дыхания, сердца и сосудов.

Ответ: дыхание и сердцебиение учащаются из-за возросшей потребности клеток в кислороде. Регуляция связывает действия нескольких систем и помогает сохранить равновесие внутренней среды.

Типичные ошибки

Считать орган и систему органов одним и тем же — ошибка. Её допускают, потому что орган может иметь большое значение для всей системы, например сердце для кровообращения. Проверьте себя вопросом: речь идёт об одной части тела или о нескольких органах, работающих вместе?

Нельзя полагать, что каждая система работает независимо. Такое представление возникает, если изучать системы по очереди и забывать об общих процессах организма. Чтобы проверить ответ, назовите хотя бы одну систему, которая доставляет вещества, регулирует или дополняет работу выбранной системы.

Смешивать функции органов и систем тоже неправильно. Функция системы складывается из согласованной работы входящих в неё органов, поэтому функция сердца не равна всей функции кровеносной системы. Проверка проста: перечислите органы системы и определите, какой общий результат создаёт их совместная работа.

Нервную и эндокринную системы иногда считают выполняющими только самостоятельные задачи. На самом деле они регулируют и координируют деятельность других систем. Если в объяснении нет связи регуляторов с сердцем, дыханием, мышцами или железами, оно неполное.

Связь с другими темами

До изучения темы нужно знать уровни организации живого, строение клетки и основные типы тканей человека. Эти знания помогают понять, как клетки объединяются в ткани, ткани формируют органы, а органы составляют системы. Без такой последовательности трудно связать строение тела с его функциями.

Дальше тема пригодится при изучении строения и работы отдельных систем органов, регуляции функций и сохранения здоровья. Понимание взаимосвязей позволит объяснять не только работу одного органа, но и последствия его нарушения для всего организма.

Что запомнить

• Орган состоит из нескольких типов тканей.
• Система органов объединяет органы, совместно выполняющие общие задачи.
• Органы и системы организма взаимосвязаны.
• Дыхательная система обеспечивает поступление кислорода, а кровеносная доставляет его клеткам.
• Нервная и эндокринная системы регулируют работу организма.
• Согласованная работа систем помогает поддерживать постоянство внутренней среды.