Анатомия (от древнегреческого ἀνατομή ( anatomḗ ) ' рассечение ') - раздел морфологии , занимающийся изучением внутренней структуры организмов и их частей. [1] Анатомия - раздел естественных наук , который занимается структурной организацией живых существ. Это старая наука, берущая свое начало в доисторические времена. [2] Анатомия неразрывно связана с биологией развития , эмбриологией , сравнительной анатомией , эволюционной биологией и филогенией , [3] поскольку это процессы, посредством которых формируется анатомия, как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе. Анатомия и физиология , которые изучают структуру и функции организмов и их частей соответственно, составляют естественную пару родственных дисциплин и часто изучаются вместе. Анатомия человека является одной из основных базовых наук , которые применяются в медицине, и часто изучается вместе с физиологией . [4]
Анатомия — сложная и динамичная область, которая постоянно развивается по мере совершения открытий. В последние годы значительно возросло использование передовых методов визуализации, таких как МРТ и КТ , которые позволяют более детально и точно визуализировать структуры тела.
Дисциплина анатомии делится на макроскопическую и микроскопическую части. Макроскопическая анатомия , или валовая анатомия, представляет собой исследование частей тела животного с использованием невооруженного зрения. Валовая анатомия также включает в себя раздел поверхностной анатомии . Микроскопическая анатомия включает в себя использование оптических инструментов при изучении тканей различных структур, известном как гистология , а также при изучении клеток .
История анатомии характеризуется прогрессивным пониманием функций органов и структур человеческого тела. Методы также значительно улучшились, продвинувшись от обследования животных путем вскрытия туш и трупов (трупов) [5] до методов медицинской визуализации 20-го века , включая рентген , ультразвук и магнитно-резонансную томографию . [6]
,_lying_prone_on_a_table_Wellcome_L0020561.jpg/1280px-An_%C3%A9corch%C3%A9_figure_(life-size),_lying_prone_on_a_table_Wellcome_L0020561.jpg)
Происходит от греческого ἀνατομή anatomē «рассечение» (от ἀνατέμνω anatémnō «я режу, разрезаю» от ἀνά aná «вверх» и τέμνω témnō «я режу»), [7] анатомия — это научное изучение структуры организмов, включая их системы, органы и ткани . Она включает в себя внешний вид и положение различных частей, материалы, из которых они состоят, и их отношения с другими частями. Анатомия довольно сильно отличается от физиологии и биохимии , которые имеют дело соответственно с функциями этих частей и вовлеченными химическими процессами. Например, анатом занимается формой, размером, положением, структурой, кровоснабжением и иннервацией органа, такого как печень; в то время как физиолог интересуется выработкой желчи , ролью печени в питании и регуляцией функций организма. [8]
Дисциплина анатомии может быть подразделена на ряд ветвей, включая грубую или макроскопическую анатомию и микроскопическую анатомию. [9] Грубая анатомия — это изучение структур, достаточно больших, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом, а также включает поверхностную анатомию или поверхностную анатомию, визуальное изучение внешних особенностей тела. Микроскопическая анатомия — это изучение структур в микроскопическом масштабе, наряду с гистологией (изучением тканей) и эмбриологией (изучением организма в его незрелом состоянии). [3] Региональная анатомия — это изучение взаимосвязей всех структур в определенной области тела, например, живота. Напротив, системная анатомия — это изучение структур, которые составляют дискретную систему тела, то есть группу структур, которые работают вместе для выполнения уникальной функции тела, например, пищеварительной системы. [10]
Анатомию можно изучать как инвазивными, так и неинвазивными методами с целью получения информации о структуре и организации органов и систем. [3] Используемые методы включают в себя препарирование , при котором тело вскрывается и его органы изучаются, и эндоскопию , при которой инструмент, оснащенный видеокамерой, вводится через небольшой разрез в стенке тела и используется для исследования внутренних органов и других структур. Ангиография с использованием рентгеновских лучей или магнитно-резонансная ангиография являются методами визуализации кровеносных сосудов. [11] [12] [13] [14]
Термин «анатомия» обычно используется для обозначения анатомии человека . Однако, по существу, схожие структуры и ткани встречаются во всем остальном животном мире, и этот термин также включает анатомию других животных. Термин «зоотомия» также иногда используется для обозначения животных, не являющихся людьми. Структура и ткани растений имеют разную природу, и они изучаются в анатомии растений . [8]
Царство Animalia содержит многоклеточные организмы , которые являются гетеротрофными и подвижными (хотя некоторые из них вторично переняли сидячий образ жизни). Большинство животных имеют тела, дифференцированные в отдельные ткани , и эти животные также известны как эуметазоа . У них есть внутренняя пищеварительная камера с одним или двумя отверстиями; гаметы производятся в многоклеточных половых органах, а зиготы включают стадию бластулы в своем эмбриональном развитии . К метазоа не относятся губки , которые имеют недифференцированные клетки. [15]
В отличие от растительных клеток , животные клетки не имеют ни клеточной стенки, ни хлоропластов . Вакуоли, если они присутствуют, больше по количеству и намного меньше, чем в растительной клетке. Ткани тела состоят из многочисленных типов клеток, включая те, которые находятся в мышцах, нервах и коже. Каждая из них обычно имеет клеточную мембрану, образованную фосфолипидами , цитоплазму и ядро . Все различные клетки животного происходят из эмбриональных зародышевых листков . Те более простые беспозвоночные, которые образуются из двух зародышевых листков эктодермы и энтодермы, называются диплобластическими , а более развитые животные, чьи структуры и органы образуются из трех зародышевых листков, называются триплобластическими . [16] Все ткани и органы трехслойных животных происходят из трех зародышевых листков эмбриона: эктодермы , мезодермы и энтодермы .
Ткани животных можно разделить на четыре основных типа: соединительную , эпителиальную , мышечную и нервную ткань .
Соединительные ткани волокнистые и состоят из клеток, разбросанных среди неорганического материала, называемого внеклеточным матриксом . Часто называемые фасциями (от латинского «fascia», что означает «полоса» или «повязка»), соединительные ткани придают форму органам и удерживают их на месте. Основными типами являются рыхлая соединительная ткань, жировая ткань , волокнистая соединительная ткань, хрящ и кость. Внеклеточный матрикс содержит белки , главным и наиболее распространенным из которых является коллаген . Коллаген играет важную роль в организации и поддержании тканей. Матрикс может быть изменен для формирования скелета для поддержки или защиты тела. Экзоскелет представляет собой утолщенную, жесткую кутикулу , которая становится жесткой за счет минерализации , как у ракообразных , или за счет сшивания ее белков, как у насекомых . Эндоскелет является внутренним и присутствует у всех развитых животных, а также у многих из менее развитых. [16]
Эпителиальная ткань состоит из плотно упакованных клеток, связанных друг с другом молекулами клеточной адгезии , с небольшим межклеточным пространством. Эпителиальные клетки могут быть плоскими , кубическими или столбчатыми и покоиться на базальной пластинке , верхнем слое базальной мембраны , [17] нижний слой - это ретикулярная пластинка, лежащая рядом с соединительной тканью во внеклеточном матриксе, секретируемом эпителиальными клетками. [18] Существует много различных типов эпителия, модифицированных в соответствии с определенной функцией. В дыхательных путях есть тип мерцательного эпителиального покрова; в тонком кишечнике есть микроворсинки на эпителиальном покрове, а в толстом кишечнике - кишечные ворсинки . Кожа состоит из внешнего слоя ороговевшего многослойного плоского эпителия, который покрывает внешнюю часть тела позвоночного. Кератиноциты составляют до 95% клеток в коже . [19] Эпителиальные клетки на внешней поверхности тела обычно секретируют внеклеточный матрикс в форме кутикулы . У простых животных это может быть просто оболочка из гликопротеинов . [16] У более продвинутых животных многие железы образованы эпителиальными клетками. [20]
Мышечные клетки (миоциты) образуют активную сократительную ткань тела. Мышечная ткань функционирует для создания силы и вызывает движение, либо локомоцию, либо движение во внутренних органах. Мышца состоит из сократительных нитей и делится на три основных типа: гладкие мышцы , скелетные мышцы и сердечные мышцы . Гладкие мышцы не имеют исчерченности при микроскопическом исследовании. Они сокращаются медленно, но сохраняют сократимость в широком диапазоне длин растяжения. Они обнаружены в таких органах, как щупальца актинии и стенка тела морских огурцов . Скелетные мышцы сокращаются быстро, но имеют ограниченный диапазон растяжения. Они обнаружены в движении придатков и челюстей. Косополосатая мышца занимает промежуточное положение между двумя другими. Нити расположены в шахматном порядке, и это тип мышц, обнаруженных у дождевых червей , которые могут медленно растягиваться или совершать быстрые сокращения. [21] У высших животных поперечнополосатые мышцы встречаются в пучках, прикрепленных к кости для обеспечения движения, и часто расположены в антагонистических наборах. Гладкие мышцы находятся в стенках матки , мочевого пузыря , кишечника , желудка , пищевода , дыхательных путей и кровеносных сосудов . Сердечная мышца находится только в сердце , позволяя ему сокращаться и перекачивать кровь по всему телу.
Нервная ткань состоит из множества нервных клеток, известных как нейроны , которые передают информацию. У некоторых медленно движущихся радиально-симметричных морских животных, таких как гребневики и книдарии (включая актинии и медузы ), нервы образуют нервную сеть , но у большинства животных они организованы продольно в пучки. У простых животных рецепторные нейроны в стенке тела вызывают локальную реакцию на раздражитель. У более сложных животных специализированные рецепторные клетки, такие как хеморецепторы и фоторецепторы, находятся в группах и отправляют сообщения по нейронным сетям в другие части организма. Нейроны могут быть связаны вместе в ганглиях . [22] У высших животных специализированные рецепторы являются основой органов чувств, и существует центральная нервная система (головной и спинной мозг) и периферическая нервная система . Последняя состоит из сенсорных нервов , которые передают информацию от органов чувств, и двигательных нервов , которые влияют на органы-мишени. [23] [24] Периферическая нервная система делится на соматическую нервную систему , которая передает ощущения и управляет произвольной мускулатурой , и автономную нервную систему, которая непроизвольно управляет гладкой мускулатурой , некоторыми железами и внутренними органами, включая желудок . [25]
Все позвоночные имеют схожий базовый план тела и в какой-то момент своей жизни, в основном на эмбриональной стадии, разделяют основные характеристики хордовых : стержень жесткости, хорда ; дорсальная полая трубка нервного материала, нервная трубка ; глоточные дуги ; и хвост позади ануса. Спинной мозг защищен позвоночным столбом и находится над хордой, а желудочно-кишечный тракт находится под ним. [26] Нервная ткань происходит из эктодермы , соединительные ткани происходят из мезодермы , а кишечник происходит из энтодермы . На заднем конце находится хвост, который продолжает спинной мозг и позвонки, но не кишечник. Рот находится на переднем конце животного, а анус - у основания хвоста. [27] Определяющей характеристикой позвоночного является позвоночный столб , сформированный в процессе развития сегментированного ряда позвонков . У большинства позвоночных хорда становится пульпозным ядром межпозвоночных дисков . Однако некоторые позвоночные, такие как осетр и латимерия , сохраняют хорду во взрослом возрасте. [28] Челюстные позвоночные характеризуются парными придатками, плавниками или ногами, которые могут быть вторично утрачены. Конечности позвоночных считаются гомологичными , поскольку одна и та же базовая структура скелета была унаследована от их последнего общего предка. Это один из аргументов, выдвинутых Чарльзом Дарвином в поддержку его теории эволюции . [29]
.jpg/1280px-Internal_anatomy_of_a_fish_(cutaway_diagram).jpg)
Тело рыбы разделено на голову, туловище и хвост, хотя разделение между тремя частями не всегда видно снаружи. Скелет, который образует опорную структуру внутри рыбы, состоит либо из хряща у хрящевых рыб , либо из кости у костных рыб . Основным элементом скелета является позвоночный столб, состоящий из сочленяющихся позвонков , которые легкие, но прочные. Ребра крепятся к позвоночнику, и нет никаких конечностей или поясов конечностей. Основные внешние особенности рыбы, плавники , состоят из костных или мягких шипов, называемых лучами, которые, за исключением хвостовых плавников , не имеют прямой связи с позвоночником. Они поддерживаются мышцами, которые составляют основную часть туловища. [30] Сердце имеет две камеры и перекачивает кровь через дыхательные поверхности жабр и по всему телу в одном круге кровообращения. [31] Глаза приспособлены для подводного зрения и имеют только локальное зрение. Есть внутреннее ухо, но нет внешнего или среднего уха . Низкочастотные колебания обнаруживаются боковой линией системы органов чувств, которая проходит по всей длине боков рыбы, и они реагируют на близлежащие движения и изменения давления воды. [30]
Акулы и скаты — базальные рыбы с многочисленными примитивными анатомическими особенностями, похожими на особенности древних рыб, включая скелеты, состоящие из хрящей. Их тела, как правило, сплющены в дорсовентральном направлении, у них обычно пять пар жаберных щелей и большой рот, расположенный на нижней стороне головы. Дерма покрыта отдельными кожными плакоидными чешуйками . У них есть клоака , в которую открываются мочевые и половые пути, но нет плавательного пузыря . Хрящевые рыбы производят небольшое количество крупных, желточных яиц. Некоторые виды являются яйцеживородящими , и детеныши развиваются внутри, но другие являются яйцекладущими , и личинки развиваются снаружи в яйцевых оболочках. [32]
Линия костных рыб показывает более производные анатомические черты, часто с серьезными эволюционными изменениями по сравнению с чертами древних рыб. У них костный скелет, они, как правило, сплющены с боков, имеют пять пар жабр, защищенных крышечкой , и рот на кончике рыла или около него. Дерма покрыта перекрывающимися чешуйками . У костных рыб есть плавательный пузырь, который помогает им поддерживать постоянную глубину в толще воды, но нет клоаки. Они в основном мечут большое количество мелких икринок с небольшим количеством желтка, которые они выбрасывают в толщу воды. [32]
Амфибии — класс животных, включающий лягушек , саламандр и червяг . Они являются четвероногими , но червяги и несколько видов саламандр либо не имеют конечностей, либо их конечности значительно уменьшены в размере. Их основные кости полые и легкие, полностью окостеневшие, а позвонки сцепляются друг с другом и имеют суставные отростки . Их ребра обычно короткие и могут быть сращены с позвонками. Их черепа в основном широкие и короткие, и часто не полностью окостеневшие. Их кожа содержит мало кератина и лишена чешуи, но содержит много слизистых желез , а у некоторых видов — ядовитых желез. Сердце амфибий имеет три камеры, два предсердия и один желудочек . У них есть мочевой пузырь , и азотистые отходы выделяются в основном в виде мочевины . Амфибии дышат посредством буккального насоса , насосного действия, при котором воздух сначала втягивается в буккофарингеальную область через ноздри. Затем они закрываются, и воздух нагнетается в легкие путем сокращения горла. [33] Они дополняют это газообменом через кожу, которая должна оставаться влажной. [34]
У лягушек тазовый пояс крепкий, а задние ноги намного длиннее и сильнее передних. Ступни имеют четыре или пять пальцев, а пальцы часто перепончатые для плавания или имеют присоски для лазания. У лягушек большие глаза и нет хвоста. Саламандры внешне напоминают ящериц; их короткие ноги выступают в стороны, живот близок к земле или соприкасается с ней, и у них длинный хвост. Безногие земноводные внешне напоминают дождевых червей и не имеют конечностей. Они роют норы с помощью зон мышечных сокращений, которые перемещаются вдоль тела, и плавают, волнообразно раскачивая свое тело из стороны в сторону. [35]
Рептилии — класс животных , включающий черепах , гаттерий , ящериц , змей и крокодилов . Они являются четвероногими , но у змей и нескольких видов ящериц либо нет конечностей, либо их конечности значительно уменьшены в размере. Их кости лучше окостеневшие, а скелеты прочнее, чем у амфибий. Зубы конические и в основном однородные по размеру. Поверхностные клетки эпидермиса видоизменены в роговые чешуйки, которые создают водонепроницаемый слой. Рептилии не могут использовать свою кожу для дыхания, как амфибии, и имеют более эффективную дыхательную систему, втягивающую воздух в легкие путем расширения грудных стенок. Сердце напоминает сердце амфибий, но есть перегородка, которая более полно разделяет оксигенированный и дезоксигенированный кровоток. Репродуктивная система развилась для внутреннего оплодотворения, при этом у большинства видов присутствует копулятивный орган . Яйца окружены амниотической оболочкой , которая не дает им высыхать, и откладываются на суше или развиваются внутри у некоторых видов. Мочевой пузырь небольшой, так как азотистые отходы выделяются в виде мочевой кислоты . [36]
Черепахи примечательны своими защитными панцирями. У них негибкое туловище, заключенное в роговой панцирь сверху, и пластрон снизу. Они образованы костными пластинами, встроенными в дерму, которые покрыты роговыми пластинами и частично сращены с ребрами и позвоночником. Шея длинная и гибкая, а голова и ноги могут быть втянуты обратно в панцирь. Черепахи являются вегетарианцами, и типичные зубы рептилий были заменены острыми роговыми пластинами. У водных видов передние ноги преобразованы в ласты. [37]
Туатары внешне напоминают ящериц, но их родословные разошлись в триасовый период. Существует один живой вид, Sphenodon punctatus . Череп имеет два отверстия (fenestrae) с каждой стороны, а челюсть жестко прикреплена к черепу. В нижней челюсти есть один ряд зубов, и он помещается между двумя рядами в верхней челюсти, когда животное жует. Зубы представляют собой просто выступы костного материала из челюсти и со временем изнашиваются. Мозг и сердце более примитивны, чем у других рептилий, а легкие имеют одну камеру и не имеют бронхов . У туатары хорошо развит теменной глаз на лбу. [37]
У ящериц черепа только с одним отверстием с каждой стороны, нижняя полоска кости под вторым отверстием утрачена. Это приводит к тому, что челюсти крепятся менее жестко, что позволяет открывать рот шире. Ящерицы в основном четвероногие, туловище удерживается над землей короткими, обращенными вбок ногами, но у нескольких видов нет конечностей, и они напоминают змей. У ящериц подвижные веки, имеются барабанные перепонки, а у некоторых видов есть центральный теменной глаз. [37]
Змеи тесно связаны с ящерицами, ответвившись от общей предковой линии в меловой период, и они разделяют многие из тех же черт. Скелет состоит из черепа, подъязычной кости, позвоночника и ребер, хотя несколько видов сохраняют остатки таза и задних конечностей в виде тазовых шпор . Перекладина под вторым окном также была утрачена, а челюсти обладают чрезвычайной гибкостью, что позволяет змее проглатывать свою добычу целиком. У змей нет подвижных век, глаза покрыты прозрачными «очковыми» чешуйками. У них нет барабанных перепонок, но они могут улавливать колебания земли через кости черепа. Их раздвоенные языки используются как органы вкуса и обоняния, а у некоторых видов есть сенсорные ямки на голове, позволяющие им находить теплокровную добычу. [38]
Крокодилы — крупные, низкорослые водные рептилии с длинными мордами и большим количеством зубов. Голова и туловище сплющены в дорсовентральном направлении, а хвост сжат с боков. Он колеблется из стороны в сторону, заставляя животное двигаться по воде во время плавания. Жесткие ороговевшие чешуйки обеспечивают защиту тела, а некоторые из них сращены с черепом. Ноздри, глаза и уши приподняты над верхней частью плоской головы, что позволяет им оставаться над поверхностью воды, когда животное плывет. Клапаны запечатывают ноздри и уши, когда оно погружается. В отличие от других рептилий, у крокодилов есть сердца с четырьмя камерами, что позволяет полностью разделять насыщенную кислородом и лишенную кислорода кровь. [39]
Птицы являются четвероногими, но хотя их задние конечности используются для ходьбы или прыжков, их передние конечности представляют собой крылья, покрытые перьями и приспособленные для полета. Птицы являются эндотермными , имеют высокую скорость метаболизма , легкую скелетную систему и мощные мышцы . Длинные кости тонкие, полые и очень легкие. Расширения воздушных мешков от легких занимают центр некоторых костей. Грудина широкая и обычно имеет киль, а хвостовые позвонки сращены. Зубов нет, а узкие челюсти приспособлены в покрытый рогом клюв. Глаза относительно большие, особенно у ночных видов, таких как совы. Они смотрят вперед у хищников и вбок у уток. [40]
Перья являются выростами эпидермиса и находятся в локализованных полосах, откуда они расходятся веером по коже. Большие маховые перья находятся на крыльях и хвосте, контурные перья покрывают поверхность птицы, а тонкий пух встречается у молодых птиц и под контурными перьями водоплавающих птиц. Единственная кожная железа — это единственная копчиковая железа у основания хвоста. Она вырабатывает маслянистую секрецию, которая делает перья водонепроницаемыми, когда птица чистит перья . На ногах, ступнях и когтях на кончиках пальцев есть чешуя. [40]
Млекопитающие — это разнообразный класс животных, в основном наземных, но некоторые из них водные, а другие развили хлопающий или планирующий полет. У большинства из них четыре конечности, но у некоторых водных млекопитающих нет конечностей или конечности преобразованы в плавники, а передние конечности летучих мышей преобразованы в крылья. Ноги большинства млекопитающих расположены ниже туловища, которое находится достаточно высоко над землей. Кости млекопитающих хорошо окостеневшие, а их зубы, которые обычно дифференцированы, покрыты слоем призматической эмали . Зубы меняются один раз ( молочные зубы ) в течение жизни животного или не меняются вообще, как в случае с китообразными . У млекопитающих есть три кости в среднем ухе и улитка во внутреннем ухе . Они покрыты волосами, а их кожа содержит железы, которые выделяют пот . Некоторые из этих желез специализированы как молочные железы , вырабатывающие молоко для кормления детенышей. Млекопитающие дышат легкими и имеют мышечную диафрагму, разделяющую грудную клетку от живота, что помогает им втягивать воздух в легкие. Сердце млекопитающих имеет четыре камеры, а насыщенная кислородом и дезоксигенированная кровь полностью разделены. Азотистые отходы выводятся в основном в виде мочевины. [41]
Млекопитающие являются амниотами , и большинство из них живородящие , рождающие живых детенышей. Исключением являются яйцекладущие однопроходные , утконосы и ехидны Австралии. Большинство других млекопитающих имеют плаценту , через которую развивающийся плод получает питание, но у сумчатых стадия плода очень коротка, и незрелый детеныш рождается и находит путь в сумку матери , где он прикрепляется к соску и завершает свое развитие. [41]
.gif/1280px-Parasagittal_MRI_of_human_head_in_patient_with_benign_familial_macrocephaly_prior_to_brain_injury_(ANIMATED).gif)
.jpg/1280px-Violin_Scroll_(2769099541).jpg)
У людей общий план строения тела млекопитающего. У людей есть голова, шея, туловище (включая грудную клетку и живот ), две руки и кисти, а также две ноги и ступни.
Как правило, студенты определенных биологических наук , фельдшеры , протезисты и ортезисты, физиотерапевты , специалисты по трудотерапии , медсестры , подологи и студенты-медики изучают общую анатомию и микроскопическую анатомию по анатомическим моделям, скелетам, учебникам, диаграммам, фотографиям, лекциям и руководствам, а также студенты-медики обычно изучают общую анатомию посредством практического опыта вскрытия и осмотра трупов . Изучение микроскопической анатомии (или гистологии ) может быть подкреплено практическим опытом изучения гистологических препаратов (или слайдов) под микроскопом . [43]
Анатомия человека, физиология и биохимия являются дополнительными базовыми медицинскими науками, которые обычно преподаются студентам-медикам на первом году обучения в медицинской школе. Анатомию человека можно преподавать регионально или системно; то есть, соответственно, изучая анатомию по областям тела, таким как голова и грудь, или изучая по определенным системам, таким как нервная или дыхательная системы. [3] Основной учебник по анатомии, «Анатомия Грея» , был реорганизован из системного формата в региональный формат в соответствии с современными методами обучения. [44] [45] Глубокие практические знания анатомии требуются врачам, особенно хирургам и врачам, работающим в некоторых диагностических специальностях, таких как гистопатология и радиология . [46]
Академические анатомы обычно работают в университетах, медицинских школах или учебных больницах. Они часто участвуют в преподавании анатомии и исследовании определенных систем, органов, тканей или клеток. [46]
Беспозвоночные составляют обширный массив живых организмов, начиная от простейших одноклеточных эукариот, таких как Paramecium, до таких сложных многоклеточных животных, как осьминог , омар и стрекоза . Они составляют около 95% видов животных. По определению, ни одно из этих существ не имеет позвоночника. Клетки одноклеточных простейших имеют ту же базовую структуру, что и клетки многоклеточных животных, но некоторые части специализированы в эквивалент тканей и органов. Передвижение часто обеспечивается ресничками или жгутиками или может осуществляться посредством продвижения псевдоподий , пища может собираться путем фагоцитоза , энергетические потребности могут быть удовлетворены фотосинтезом , а клетка может поддерживаться эндоскелетом или экзоскелетом . Некоторые простейшие могут образовывать многоклеточные колонии. [47]
Метазоа — многоклеточный организм, в котором различные группы клеток выполняют различные функции. Самыми основными типами тканей метазоа являются эпителий и соединительная ткань, обе из которых присутствуют почти у всех беспозвоночных. Внешняя поверхность эпидермиса обычно образована эпителиальными клетками и секретирует внеклеточный матрикс , который обеспечивает поддержку организма. Эндоскелет, полученный из мезодермы , присутствует у иглокожих , губок и некоторых головоногих . Экзоскелеты происходят из эпидермиса и состоят из хитина у членистоногих (насекомых, пауков, клещей, креветок, крабов, омаров). Карбонат кальция составляет раковины моллюсков , плеченогих и некоторых трубкообразующих полихет , а кремний образует экзоскелет микроскопических диатомовых водорослей и радиолярий . [48] Другие беспозвоночные могут не иметь жестких структур, но эпидермис может секретировать различные поверхностные покрытия, такие как пинакодерма губок, студенистая кутикула книдарий ( полипы , морские анемоны , медузы ) и коллагеновая кутикула кольчатых червей . Наружный эпителиальный слой может включать клетки нескольких типов, включая сенсорные клетки, железистые клетки и стрекательные клетки. Также могут быть выступы, такие как микроворсинки , реснички, щетинки, шипы и бугорки . [49]
Марчелло Мальпиги , отец микроскопической анатомии, обнаружил, что у растений есть трубочки, похожие на те, которые он видел у насекомых, таких как шелкопряд. Он заметил, что когда кольцеобразный участок коры удалялся со ствола, в тканях над кольцом происходило вздутие, и он безошибочно интерпретировал это как рост, стимулируемый пищей, спускающейся с листьев и захватываемой над кольцом. [50]
Членистоногие составляют крупнейший тип беспозвоночных в животном мире, насчитывающий более миллиона известных видов. [51]
Насекомые обладают сегментированными телами, поддерживаемыми жесткосочлененным внешним покрытием, экзоскелетом , состоящим в основном из хитина . Сегменты тела организованы в три отдельные части: голову, грудь и брюшко . [52] Голова обычно несет пару сенсорных антенн , пару сложных глаз , от одного до трех простых глаз ( глазков ) и три набора модифицированных придатков, которые образуют ротовые части . Грудь имеет три пары сегментированных ног , по одной паре на три сегмента, составляющих грудь, и одну или две пары крыльев . Брюшко состоит из одиннадцати сегментов, некоторые из которых могут быть слиты, и вмещает пищеварительную , дыхательную , выделительную и репродуктивную системы. [53] Существуют значительные различия между видами и множество адаптаций к частям тела, особенно крыльям, ногам, антеннам и ротовым частям. [54]
Пауки класс паукообразных имеют четыре пары ног; тело из двух сегментов — головогруди и брюшка . У пауков нет крыльев и усиков. У них есть ротовые части, называемые хелицерами , которые часто соединены с ядовитыми железами, поскольку большинство пауков ядовиты. У них есть вторая пара придатков, называемых педипальпами, прикрепленных к головогруди. Они имеют такую же сегментацию, как и ноги, и функционируют как органы вкуса и обоняния. На конце каждой педипальпы самца находится ложкообразный цимбиум, который служит опорой копулятивному органу .
В 1600 году до нашей эры Папирус Эдвина Смита , древнеегипетский медицинский текст , описал сердце и его сосуды, а также мозг и его оболочки и спинномозговую жидкость , а также печень , селезенку , почки , матку и мочевой пузырь . Он показал кровеносные сосуды, отходящие от сердца. [56] [57] [58] Папирус Эберса ( ок. 1550 г. до н. э. ) содержит «трактат о сердце», в котором сосуды переносят все жидкости организма к каждому члену тела или от него. [59]
Древнегреческая анатомия и физиология претерпели большие изменения и прогресс в раннем средневековом мире. Со временем эта медицинская практика расширилась благодаря постоянно развивающемуся пониманию функций органов и структур в организме. Были сделаны феноменальные анатомические наблюдения человеческого тела, которые способствовали пониманию мозга, глаз, печени, репродуктивных органов и нервной системы.
Эллинистический египетский город Александрия был трамплином для греческой анатомии и физиологии. Александрия не только вмещала самую большую библиотеку медицинских записей и книг по свободным искусствам в мире во времена греков, но также была домом для многих врачей и философов. Большое покровительство искусству и науке со стороны династии Птолемеев в Египте помогло поднять Александрию, которая в дальнейшем соперничала с культурными и научными достижениями других греческих государств. [60]
Некоторые из самых поразительных достижений в ранней анатомии и физиологии имели место в эллинистической Александрии. [60] Двумя самыми известными анатомами и физиологами третьего века были Герофил и Эрасистрат . Эти два врача помогли пионерам вскрытия людей для медицинских исследований, используя трупы осужденных преступников, что считалось табу до эпохи Возрождения — Герофил был признан первым человеком, который проводил систематические вскрытия. [61] Герофил стал известен своими анатомическими работами, внесшими впечатляющий вклад во многие разделы анатомии и многие другие аспекты медицины. [62] Некоторые из работ включали классификацию системы пульса, открытие того, что человеческие артерии имеют более толстые стенки, чем вены, и что предсердия являются частями сердца. Знания Герофила о человеческом теле внесли важный вклад в понимание мозга, глаз, печени, репродуктивных органов и нервной системы, а также в характеристику течения болезни. [61] Эрасистрат точно описал структуру мозга, включая полости и оболочки, и провел различие между его головным мозгом и мозжечком [63] Во время своего обучения в Александрии Эрасистрат был особенно заинтересован в изучении кровеносной и нервной систем. Он мог различать сенсорные и двигательные нервы человеческого тела и считал, что воздух попадает в легкие и сердце, а затем разносится по всему телу. Его различие между артериями и венами — артерии несут воздух по телу, в то время как вены несут кровь от сердца, было великим анатомическим открытием. Эрасистрат также был ответственен за название и описание функции надгортанника и клапанов сердца, включая трехстворчатый. [64] В третьем веке греческие врачи смогли отличить нервы от кровеносных сосудов и сухожилий [65] и понять, что нервы передают нервные импульсы. [60] Именно Герофил указал на то, что повреждение двигательных нервов вызывает паралич. [61] Герофил дал названия мозговым оболочкам и желудочкам в мозге, оценил разделение между мозжечком и большим мозгом и признал, что мозг является «местом интеллекта», а не «охлаждающей камерой», как предполагал Аристотель [66] Герофилу также приписывают описание зрительного, глазодвигательного и двигательного отделов тройничного, лицевого, вестибулокохлеарного и подъязычного нервов. [67]
Невероятные подвиги были совершены в третьем веке до нашей эры как в пищеварительной, так и в репродуктивной системе. Герофил открыл и описал не только слюнные железы, но также тонкий кишечник и печень. [67] Он показал, что матка является полым органом, и описал яичники и маточные трубы. Он признал, что сперматозоиды производятся яичками, и был первым, кто идентифицировал предстательную железу. [67]
Анатомия мышц и скелета описана в « Корпусе Гиппократа» , древнегреческом медицинском труде, написанном неизвестными авторами. [68] Аристотель описал анатомию позвоночных на основе вскрытия животных . Праксагор определил разницу между артериями и венами . Также в 4 веке до н. э. Герофил и Эрасистрат создали более точные анатомические описания, основанные на вивисекции преступников в Александрии в период Птолемеев . [69] [70]
Во II веке Гален Пергамский , анатом, клиницист , писатель и философ, [71] написал последний и весьма влиятельный трактат по анатомии древних времен. [72] Он обобщил существующие знания и изучал анатомию посредством препарирования животных. [71] Он был одним из первых экспериментальных физиологов, проводивших эксперименты по вивисекции на животных. [73] Рисунки Галена, основанные в основном на анатомии собак, стали фактически единственным учебником по анатомии на следующую тысячу лет. [74] Его работа была известна врачам эпохи Возрождения только через исламскую медицину Золотого века, пока она не была переведена с греческого языка где-то в XV веке. [74]
Анатомия мало развивалась с классических времен до шестнадцатого века; как пишет историк Мари Боас, «Прогресс в анатомии до шестнадцатого века был столь же загадочно медленным, как его развитие после 1500 года было поразительно быстрым». [74] : 120–121 Между 1275 и 1326 годами анатомы Мондино де Луцци , Алессандро Акиллини и Антонио Бенивиени в Болонье провели первые систематические вскрытия человека со времен античности. [75] [76] [77] «Анатомия» Мондино 1316 года была первым учебником в средневековом повторном открытии анатомии человека. Она описывает тело в том порядке, в котором его препарировал Мондино, начиная с живота, грудной клетки, головы и конечностей. Это был стандартный учебник по анатомии на следующее столетие. [74]
Леонардо да Винчи (1452–1519) обучался анатомии у Андреа дель Верроккьо . [74] Он использовал свои анатомические познания в своих работах, сделав множество зарисовок скелетных структур, мышц и органов людей и других позвоночных, которых он препарировал. [74] [78]
Андреас Везалий (1514–1564), профессор анатомии в Падуанском университете , считается основателем современной анатомии человека. [79] Родом из Брабанта , Везалий опубликовал влиятельную книгу De humani corporis fabrica («Строение человеческого тела»), книгу большого формата в семи томах, в 1543 году. [80] Точные и сложные подробные иллюстрации, часто в аллегорических позах на фоне итальянских пейзажей, как полагают, были сделаны художником Яном ван Калькаром , учеником Тициана . [81]
В Англии анатомия была предметом первых публичных лекций, прочитанных в рамках какой-либо науки; они были организованы Обществом цирюльников и хирургов в XVI веке, а в 1583 году к ним присоединились лекции Люмле по хирургии в Королевском колледже врачей . [82]
Медицинские школы начали создаваться в Соединенных Штатах к концу XVIII века. Классы по анатомии нуждались в постоянном потоке трупов для препарирования, а их было трудно получить. Филадельфия, Балтимор и Нью-Йорк были известны деятельностью по похищению тел , когда преступники совершали набеги на кладбища по ночам, вытаскивая недавно захороненные трупы из гробов. [83] Похожая проблема существовала в Великобритании, где спрос на тела стал настолько велик, что практиковались ограбления могил и даже анатомические убийства , чтобы получить трупы. [84] В результате некоторые кладбища были защищены сторожевыми вышками. Эта практика была прекращена в Великобритании Законом об анатомии 1832 года, [85] [86] в то время как в Соединенных Штатах аналогичное законодательство было принято после того, как врач Уильям С. Форбс из Медицинского колледжа Джефферсона был признан виновным в 1882 году в «пособничестве воскресителям в осквернении могил на Ливанском кладбище». [87]
Преподавание анатомии в Великобритании было преобразовано сэром Джоном Стразерсом , королевским профессором анатомии в Университете Абердина с 1863 по 1889 год. Он был ответственным за создание системы трехлетнего «доклинического» академического обучения по наукам, лежащим в основе медицины, включая особенно анатомию. Эта система просуществовала до реформы медицинского образования в 1993 и 2003 годах. Помимо преподавания, он собрал множество скелетов позвоночных для своего музея сравнительной анатомии , опубликовал более 70 научных работ и прославился своим публичным вскрытием кита Тэй . [88] [89] С 1822 года Королевский колледж хирургов регулировал преподавание анатомии в медицинских школах. [90] Медицинские музеи предоставляли примеры по сравнительной анатомии и часто использовались в обучении. [91] Игнац Земмельвейс исследовал родильную горячку и обнаружил, как она вызывается. Он заметил, что часто смертельная лихорадка чаще возникала у матерей, которых осматривали студенты-медики, чем акушерки. Студенты переходили из анатомической комнаты в больничную палату и осматривали рожениц. Земмельвейс показал, что когда стажеры мыли руки в хлорной извести перед каждым клиническим осмотром, заболеваемость родильной горячкой среди матерей могла быть резко снижена. [92]
До современной медицинской эры основными средствами изучения внутренних структур тела были вскрытие мертвых и осмотр , пальпация и аускультация живых. Появление микроскопии открыло понимание строительных блоков, из которых состоят живые ткани. Технические достижения в разработке ахроматических линз увеличили разрешающую способность микроскопа, и около 1839 года Маттиас Якоб Шлейден и Теодор Шванн определили, что клетки являются основной единицей организации всех живых существ. Изучение малых структур включало пропускание через них света, и был изобретен микротом , чтобы обеспечить достаточно тонкие срезы ткани для исследования. Были созданы методы окрашивания с использованием искусственных красителей, чтобы помочь различать различные типы тканей. Достижения в области гистологии и цитологии начались в конце 19 века [93] вместе с достижениями в хирургических методах, позволяющих безболезненно и безопасно извлекать образцы биопсии . Изобретение электронного микроскопа принесло значительный прогресс в разрешающей способности и позволило исследовать ультраструктуру клеток , органелл и других структур внутри них. Примерно в то же время, в 1950-х годах, использование рентгеновской дифракции для изучения кристаллических структур белков, нуклеиновых кислот и других биологических молекул дало начало новой области молекулярной анатомии . [93]
Не менее важные достижения произошли в неинвазивных методах исследования внутренних структур тела. Рентгеновские лучи могут проходить через тело и использоваться в медицинской радиографии и флюороскопии для дифференциации внутренних структур, которые имеют различную степень непрозрачности. Магнитно-резонансная томография , компьютерная томография и ультразвуковая визуализация позволили исследовать внутренние структуры с беспрецедентной детализацией, которая далеко за пределами воображения предыдущих поколений. [6]
Анатомический портал{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link){{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link){{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link){{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link){{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link){{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)Важные эпохальные открытия включали первое описание селезенки, найденное в папирусе Эдвина Смита, содержащем медицинскую информацию из Египта, датируемую еще 3000 г. до н. э....
{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)
В этой статье использован текст из свободного контента . Лицензия CC BY 4.0. Текст взят из Openstax Anatomy and Physiology, J. Gordon Betts et al , Openstax.
