10.8: Висновок тематичного дослідження: тиск та резюме глави

Висновок тематичного дослідження: під тиском

Як ви дізналися в цьому розділі, людський організм складається з багатьох складних систем, які зазвичай ефективно працюють разом, як добре змащена машина для виконання життєвих функцій. Наприклад, малюнок\(\PageIndex{1}\) ілюструє, як головний і спинний мозок захищені шарами мембрани, званої мозковими оболонками, і рідиною, яка протікає між мозковими оболонками і в просторах, що називаються шлуночками всередині мозку. Ця рідина називається спинномозковою рідиною (спинномозковою рідиною), і, як ви дізналися, однією з її важливих функцій є пом'якшення та захист головного та спинного мозку, які складають більшу частину центральної нервової системи (ЦНС). СМР додатково циркулює поживні речовини і виводить з ЦНС продукти життєдіяльності. СМР виробляється постійно в шлуночках, циркулює по всій ЦНС, а потім реабсорбується кров'яним руслом. Якщо виробляється занадто багато ліквору, її потік блокується, або якщо недостатньо реабсорбується, система виходить з рівноваги, і спинномозкова може накопичуватися в шлуночках. Це спричиняє збільшення шлуночків, яке називається гідроцефалією, яке може чинити тиск на мозок, що призводить до типів неврологічних проблем, від яких страждає колишній професійний футболіст Дайо, описаний на початку цієї глави.

Малюнок\(\PageIndex{1}\): Мозок і прилеглі структури (включаючи череп, мозкові оболонки, шлуночки та спинний мозок). Збільшена вставка показує череп, рідину та мозок.

Нагадаємо, що симптоми Дайо включали втрату контролю сечового міхура, втрату пам'яті та утруднення ходьби. Причина їх симптомів була не відразу зрозуміла, хоча їхні лікарі підозрювали, що це пов'язано з нервовою системою, оскільки нервова система діє як центр управління організмом, контролюючи та регулюючи багато інших систем органів. Втрата пам'яті Дайо безпосередньо пов'язана з залученням мозку, оскільки це місце думок і пам'яті. Сечовидільна система також частково контролюється нервовою системою, і неможливість належним чином утримувати сечу може бути ознакою неврологічної проблеми. Проблеми з ходьбою Дайо включали м'язову систему, яка працює поряд зі скелетною системою, щоб забезпечити рух кінцівок. У свою чергу, скорочення м'язів регулюється нервовою системою. Ви можете зрозуміти, чому проблема в нервовій системі може викликати безліч різних симптомів, впливаючи на множинні системи органів в організмі людини.

Щоб спробувати знайти точну причину симптомів Дайо, їх лікарі виконали люмбальну пункцію, або спинний кран, який є видаленням деякої ліквору через голку, введену в нижню частину спинномозкового каналу. Потім лікарі проаналізували ліквору Дайо на наявність патогенів, таких як бактерії, щоб визначити, чи була інфекція причиною їх неврологічних симптомів. Коли доказів зараження не було виявлено, лікарі використовували МРТ для спостереження за структурами мозку Дайо. Це коли лікарі виявили розширені шлуночки Дайо, які є відмінною рисою гідроцефалії.

Для лікування гідроцефалії Дайо хірург імплантував пристрій, який називається шунтом у мозок Дайо, щоб видалити зайву рідину (рис.\(\PageIndex{2}\)). Одна сторона шунта складається з невеликої трубки, званої катетером, яка була введена в шлуночки Дайо. Надлишок ліквору потім зливається через односторонній клапан на інший кінець шунта, який був протягнутий під їх шкірою до черевної порожнини, де ліквору звільняється і може бути реабсорбована кровотоком.

Малюнок\(\PageIndex{2}\): Трубка спорожняє ліквору в черевну порожнину.

Імплантація шунта - найпоширеніший спосіб лікування гідроцефалії, і для деяких людей він може дозволити їм відновитися практично повністю. Однак можуть виникнути ускладнення, пов'язані з мозковим шунтом. Шунт може мати механічні проблеми або викликати інфекцію. Також швидкість зливу необхідно ретельно контролювати і коригувати, щоб збалансувати швидкість видалення ліквору зі швидкістю її вироблення. Якщо його зливають занадто швидко, це називається передренажем, а якщо його зливають занадто повільно, це називається підводним дренажем. У разі недостоку тиск на мозок і пов'язані з цим неврологічні симптоми будуть зберігатися. У разі перенапруження шлуночки можуть руйнуватися, що може спричинити серйозні проблеми, такі як надрив судин і крововилив. Щоб уникнути цих проблем, деякі шунти мають регульований клапан тиску, де швидкість зливу можна регулювати, розмістивши спеціальний магніт над шкірою голови. Ви можете побачити, наскільки правильний баланс між виробленням і видаленням ліквору настільки важливий — як у причині гідроцефалії, так і в її лікуванні.

Якими ще способами ваше тіло регулює рівновагу, або підтримує стан гомеостазу? У цьому розділі ви дізналися про петлі зворотного зв'язку, які підтримують температуру тіла і глюкозу в крові в межах норми. Іншими важливими прикладами гомеостазу в організмі людини є регуляція рН в крові і баланс води в організмі. Ви дізнаєтеся більше про гомеостаз у різних системах організму в наступних розділах.

Завдяки шунту Дайо їх симптоми починають поліпшуватися, але вони не повністю відновилися. Час може сказати, чи видалення надлишку ліквору з їх шлуночків в кінцевому підсумку дозволить їм відновити нормальне функціонування або ж постійне пошкодження їх нервової системи вже зроблено. Потік ліквору може здатися простим, але коли він виходить з рівноваги, він може легко завдати шкоди множинним системам органів через складну взаємопов'язаність систем всередині людської «машини».

Резюме глави

У цій главі наведено огляд організації та функціонування людського організму. Ви дізналися, що:

• Людське тіло складається з декількох частин, які функціонують разом для підтримки життя. Біологія людського тіла включає в себе структуру тіла, або анатомію, і функціонування організму, або фізіологію.
• Організація людського тіла - це ієрархія зростаючих розмірів і складності, починаючи з рівня атомів і молекул і закінчуючи на рівні всього організму.
• Клітини - це рівень організації над атомами і молекулами, і вони є основними одиницями будови і функції людського організму. Кожна клітина виконує основні життєві функції, а також інші конкретні ролі. Клітини людського організму показують масу варіацій.
  • Варіації функції клітин, як правило, відображаються у варіаціях структури клітин.
  • Деякі клітини не прикріплені до інших клітин і можуть вільно рухатися; інші прикріплені один до одного і не можуть вільно рухатися. Деякі клітини можуть легко ділитися і утворювати нові клітини; інші можуть ділитися лише за виняткових обставин. Багато клітин спеціалізуються на виробленні та виділенні певних речовин.
  • Всі різні типи клітин всередині людини мають однакові гени. Клітини можуть змінюватися, оскільки різні гени виражаються залежно від типу клітин.
  • Багато поширених типів клітин людини складаються з декількох підтипів клітин, кожна з яких має особливу будову і функцію. Наприклад, підтипи кісткових клітин включають остеоцити, остеобласти, остеогенні клітини та остеокласти.
• Тканина - це група з'єднаних клітин, які мають схожу функцію. Існує чотири основних типи тканин людини, що входять до складу всіх органів людського організму: епітеліальна, м'язова, нервова, сполучна.
  • Сполучні тканини, такі як кістка і кров, складаються з клітин, які розділені неживим матеріалом, званим позаклітинним матриксом.
  • Епітеліальні тканини, такі як шкіра і слизові оболонки, захищають організм і його внутрішні органи і виділяють або поглинають речовини.
  • М'язові тканини складаються з клітин, які мають унікальну здатність скорочуватися. До них відносяться скелетні, гладкі і серцеві м'язові тканини.
  • Нервові тканини складаються з нейронів, які передають електричні повідомлення, і гліальних клітин різних типів, які відіграють допоміжні ролі. Типи нервових тканин включають сіру речовину, білу речовину, нерви та ганглії.
• Орган - це структура, яка складається з двох або більше типів тканин, які працюють разом, щоб виконати одну і ту ж роботу. Приклади включають мозок і серце.
  • Багато органів складаються з великої тканини, яка виконує основну функцію органу, а також інших тканин, які відіграють допоміжні ролі.
  • Людський організм містить п'ять органів, які вважаються життєво важливими для виживання. Це серце, мозок, нирки, печінка, легені. Якщо будь-який з цих п'яти органів перестане функціонувати, загибель організму неминуча без медичного втручання.
• Органна система - це група органів, які працюють разом для виконання складної загальної функції. Наприклад, скелетна система забезпечує структуру організму і захищає внутрішні органи.
  • В організмі людини налічується 11 основних систем органів. Ними є покривна, скелетна, м'язова, нервова, ендокринна, серцево-судинна, лімфатична, дихальна, травна, сечовидільна та репродуктивна системи. Тільки репродуктивна система значно варіюється між самцями і самками.
• Тіло людини розділене на ряд порожнин тіла. Порожнина тіла - це заповнений рідиною простір в організмі, яке утримує і захищає внутрішні органи. Дві найбільші порожнини людського тіла - це черевна порожнина і спинна порожнина.
  • Черевна порожнина знаходиться на передній, або передній частині тулуба. Він підрозділяється на грудну порожнину і черевну порожнину.
  • Спинна порожнина знаходиться на задній, або задній частині тіла, і включає в себе голову і задню частину тулуба. Він підрозділяється на порожнину черепа і порожнину хребта.
• Системи органів людського організму повинні працювати разом, щоб підтримувати організм живим і нормально функціонувати. Для цього потрібна комунікація між системами органів. Це контролюється вегетативною нервовою системою і ендокринною системою. Вегетативний нерв контролює мимовільні функції організму, такі як частота серцевих скорочень і травлення. Ендокринна система виділяє в кров гормони, які подорожують до клітин організму і впливають на їх діяльність.
  • Клітинне дихання є хорошим прикладом взаємодії системи органів, оскільки це основний життєвий процес, який відбувається у всіх живих клітині. Саме внутрішньоклітинний процес розщеплює глюкозу з киснем для отримання вуглекислого газу та енергії. Клітинне дихання вимагає взаємодії травної, серцево-судинної, дихальної систем.
  • Реакція «бій чи втеча» є хорошим прикладом того, як нервова та ендокринна системи контролюють реакції інших органів. Він викликається повідомленням від мозку до ендокринної системи і готує організм до польоту або бійки. Багато систем органів стимулюються реагувати, включаючи серцево-судинну, дихальну та травну системи.
  • Переварювання їжі вимагає спільної роботи між травною системою та кількома іншими системами органів, включаючи нервову, серцево-судинну та м'язову системи.
  • Гра в софтбол або інші добровільні фізичні навантаження можуть включати взаємодію нервової, м'язової, скелетної, дихальної та серцево-судинної систем.
• Гомеостаз - це стан, при якому така система, як людський організм, підтримується в більш-менш стійкому стані. Це робота клітин, тканин, органів та систем органів у всьому тілі для підтримки гомеостазу.
  • Для будь-якої даної змінної, наприклад температури тіла, існує певна задана точка, яка є фізіологічним оптимальним значенням. Розкид значень навколо уставки, яка вважається незначною, називається нормальним діапазоном.
  • Гомеостаз, як правило, підтримується циклом негативного зворотного зв'язку, який включає стимул, датчик, центр управління та ефектор. Негативний зворотний зв'язок служить для зменшення надмірної реакції і утримання змінної в межах норми. Негативні петлі зворотного зв'язку контролюють температуру тіла і рівень глюкози в крові.
  • Іноді гомеостатичні механізми виходять з ладу, в результаті чого виникає гомеостатичний дисбаланс. Цукровий діабет є прикладом захворювання, викликаного гомеостатическим дисбалансом. Старіння може призвести до зниження ефективності системи контролю організму, роблячи людей похилого віку більш сприйнятливими до захворювань.
• Позитивні петлі зворотного зв'язку не поширені в біологічних системах. Позитивний зворотний зв'язок служить для посилення відповіді до досягнення кінцевої точки. Позитивні петлі зворотного зв'язку контролюють згортання крові і пологи.

Важкий і широкий вплив гідроцефалії на системи організму підкреслює важливість нервової системи та її роль як головної системи управління організмом. У наступному розділі ви дізнаєтеся набагато більше про структури і функціонування цієї захоплюючої і важливої системи.

Розділ Резюме Огляд

1. Порівняйте і контрастуйте тканини і органи.
2. Клітини остеоцитів входять до складу якого типу тканин і системи органів?
3. Жирова тканина, або жирові відкладення, є таким же загальним типом тканини, як:
   1. слизових оболонок
   2. сіра речовина
   3. шкіри
   4. крові
4. Який тип тканин вирівнює внутрішню і зовнішню поверхні тіла?
5. Правда чи брехня. Позаклітинний матрикс, який оточує клітини, завжди твердий.
6. Правда чи брехня. Шкіра - це орган.
7. Що таке життєво важливий орган? Що станеться, якщо життєво важливий орган перестає працювати?
8. Назвіть три системи органів, які транспортують або виводять відходи з організму.
9. Назвіть два типи тканин в травній системі.
10. Для кожної з перерахованих нижче функцій організму вибирайте ту систему органів, яка найбільше пов'язана з функцією. Системи органів: покривна; скелетна; м'язова; нервова; ендокринна; серцево-судинна; лімфатична; дихальна; травна; сечовидільна; репродуктивна
    1. Обробляє сенсорну інформацію
    2. виділяє гормони
    3. Вивільняє вуглекислий газ з організму в зовнішній світ
    4. виробляє гамети
    5. Контролює водний баланс в організмі
11. Селезінка входить до складу якої системи органів?
    1. Травний
    2. лімфатичний
    3. покривні
    4. Сечовий
12. Опишіть один із способів, за допомогою якого покривна та серцево-судинна системи працюють разом, щоб регулювати гомеостаз в організмі людини.
13. Назвіть дві найбільші порожнини тіла у людини та опишіть їх загальні місця розташування.
14. Які назви дають три відділи порожнини тіла, де розташовані репродуктивні органи?
15. Правда чи брехня. Є дві плевральні порожнини.
16. Правда чи брехня. Порожнини тіла заповнені повітрям.
17. Гіпофіз знаходиться в якій системі органів? Опишіть, як гіпофіз збільшує обмін речовин.
18. Коли рівень гормону щитовидної залози в організмі стає занадто високим, він діє на інші клітини, щоб зменшити вироблення більшої кількості гормонів щитовидної залози. Який тип циклу зворотного зв'язку це представляє?
19. Гіпотетичний орган А - це центр управління в петлі зворотного зв'язку, який допомагає підтримувати гомеостаз. Він виділяє молекулу А1, яка досягає органу B, змушуючи орган B виділяти молекулу B1. В1 негативно подається назад на орган А, зменшуючи вироблення А1, коли рівень В1 стає занадто високим.
    1. Який стимул у цьому циклі зворотного зв'язку?
    2. Якщо рівень B1 падає значно нижче уставки, що, на вашу думку, відбувається з виробництвом А1? Чому?
    3. Що таке ефектор в цьому циклі зворотного зв'язку?
    4. Якщо органи А і В є частиною ендокринної системи, яким типом молекул, на вашу думку, є A1 і B1?
20. Які дві основні системи дозволяють різним системам органів спілкуватися між собою?
21. Гіпоталамус входить до складу:
    1. спинний мозок
    2. грудної порожнини
    3. нирки
    4. мозок
22. Які дві функції гіпоталамуса ви дізналися в цьому розділі?

Атрибуції

1. Мозок та прилеглі структури за галереєю зображень NIH, суспільне надбання через Flickr
2. Діаграма, що показує шунт мозку за допомогою дослідження раку Великобританії, CC BY 4.0 через Wikimedia Commons
3. Текст адаптований з біології людини CK-12 ліцензований CC BY-NC 3.0