Человеческое тело – уникальный, чрезвычайно сложный и при этом невероятно слаженный механизм, в котором каждый элемент – орган, система, ткани и т.п. – играет определенную, лишь ему отведенную роль. Даже самый маленький орган человека, который возможно лишь на специальной аппаратуре хорошенько разглядеть, оказывает огромное влияние на ряд процессов, происходящих в теле, прежде всего – гормональных.
Какого бы прогресса в медицине в нынешний век ни достигли люди, с маленькими органами, если случается беда в виде каких-либо недугов или патологий, это зачастую влечет за собою сбои и в ряде других систем организма. Ярким тому примером служит как раз являющийся наиболее мелким органом, имеющимся в организме людей, и при этом контролирующий множество процессов в теле. Последнее неудивительно, ведь он относится к головному мозгу, одному из главных органов человека, считается его придатком и располагается фактически в самом центре головы – в углублении клиновидной черепной кости, называемом турецким седлом.
Размеры гипофиза, по утверждениям специалистов, индивидуальны, зависят от множества факторов, но у взрослых людей они в усредненном значении примерно таковы: длина порядка 10-17 мм, высота – до 3-8 и масса – не более 0,5-1 грамма. Причем в столь скромные размеры вмещается целых три доли данного органа: передняя, именуемая аденогипофизом, средняя (или промежуточная) и задняя, получившая имя нейрогипофиза.
Передняя доля ответственна за выработку целой серии тропных, т.е. нацеленных на эндокринные железы, гормонов, включая ТТГ (тиреотропный), во многом ответственный за полноценное функционирование щитовидной железы, и АКТГ (адренокортикотропный) – стимулятор надпочечной коры. Кроме того, именно данная часть гипофиза имеет значение для фертильности, прежде всего – женской, поскольку занята в производстве лютеинизирующего и фолликулостимулирующего гормонов, нужных для регулировки месячного цикла, созревания яйцеклеток и др. Тут же происходит выработка пролактина, влияющего на количество молока при выкармливании рожденного у женщины крохи, некоторые обменные процессы и ряд других важных функций.
В числе главных задач нейрогипофиза – выработка, совместно с располагающимся рядом гипоталамусом, накопление и передача в кровь окситоцина, нужного для выделения у кормящей дамы молока, сокращения матки, регенерации мышц и т.п., и антидиуретика вазопрессина.
Из вышесказанного можно судить об одном: сбои в функционировании гипофиза наверняка повлекут за собою определенные проблемы с зачатием, вынашиванием и выкармливанием отпрысков, работой почек, матки и ряда других органов и систем – да и на вес способны негативно повлиять.
Таким образом, даже о здоровье столь микроскопического, в сравнении с другими, органа, как гипофиз, необходимо усердно заботиться, учитывая еще то, что ввиду малых размеров диагностировать его недуги даже современными методами невероятно сложно.
Последние опубликованные
Самая большая свинья в мире: где она живет? Рейтинг детских смесей: самые популярные производителиНаглядные примеры доказательств эволюции –– рудиментарные органы и части тела человека – давно утратили свои первоначальные функции, превратившись в бесполезные придатки.
Вместе с тем, человеческий организм вряд ли избавиться от них в обозримом будущем. Эволюционный антрополог Дорса Амир рассказала о том, откуда в нашем теле берутся «лишние детали».
Нетленка
Медицина
Прошлое
тело
Эволюция
Сегодня некоторые части тела человека бесполезны, несмотря на то, что в прошлом они играли важную роль. Портал Business Insider поговорил с Дорсой Амир, эволюционным антропологом в Бостонском колледже, чтобы узнать больше о том, что она называет «эволюционными пережитками». Амир пояснила, что если какая-то часть тела перестает приносить пользу, но в целом остается безвредной, то она начинает «эволюционное путешествие». Своеобразной «великолепной восьмёркой» таких путешественников из рудиментарных органов являются:
Классическим рудиментарным органом человеческого организма является аппендикс. Пожалуй, именно он – самый известный из «бесполезных» придатков человека.
Если вы положите на стол заднюю часть запястья и соедините большой палец с мизинцем, то увидите бугорок набухшей мышцы. Это рудимент, известный как Musculus palmaris longus — когда-то именно он помогал нашим предкам ловко лазить по деревьям и, согласно Encyclopædia Britannica, сформировал цепкие конечности. Однако примерно 3,2 миллиона лет мы начали ходить на двух ногах, и эта мышца со временем атрофировалась. У 10% людей ее и вовсе нет — но наличие подобных рудиментарных органов не делает их руки менее сильными или цепкими.
Крупная челюсть с толстыми челюстными мышцами необходима для того, чтобы кусать и тщательно перемалывать зубами грубую пищу. Со временем (из-за все той же смены диеты) наши челюсти стали меньше и тоньше — отсюда проблемы с зубами мудрости, которые раньше играли роль коренных. Амир говорит, что современная пища слишком мягкая, и специальные моляры для «помола» нам больше не нужны. Прозванные зубами мудрости, за то что появляются у человека уже в осознанном возрасте, они являются отличным примером рудиментарного органа нашего тела.
Этим странным латинским названием обозначаются специальные мышечные волокна, вызывающие мурашки по коже при сокращении. Сейчас они лишь доказывают наличие у человека рудиментарных органов, в то время как у наших предков эти мышцы помогали лучше изолировать воздушную прослойку и при необходимости топорщить волосы чтобы казаться больше. Это казалось весьма действенным, но с утратой большей части волосяного покрова исчезла и необходимость в подобной реакции.
это часть была хвостом.
Действительно, примерно на 5-8 неделе после зачатия у эмбрионов человека можно наблюдать самый настоящий хвост. К тому времени, как человек рождается на свет, он исчезает — позвонки сливаются и образуют копчик. Хвостовые кости были полезны для стабилизации тела во время движения, однако когда мы встали на две ноги, необходимость в дополнительном «руле» пропала. Копчик годиться лишь как пример рудиментарных органов человека и сам по себе бесполезен. Но иногда младенцы рождаются и с рудиментарным хвостом — хирурги удаляют его с помощью простой операции.
Такие мышцы контролируют движения видимой части уха, однако большинство людей утратили способность использовать их. Конечно, среди нас встречаются уникумы, способные в прямом смысле подергивать своими ушами, однако мышцы ушной раковины всё же относят к рудиментарным органам человека. Млекопитающим они помогают лучше улавливать звуки, что в свою очередь напрямую влияет на шансы выжить.
Кроме того, движения ушами часто используются для выражения эмоций, что можно наблюдать у домашних собак и кошек. У человека для этих целей есть гибкая, подвижная шея, так что шевелить ушами ему совсем не обязательно.
Оказывается у рудиментарного органа, коим является аппендикс, в нижней части живота есть «лишний сосед». Пирамидальная мышца расположена именно там. Правда у человека ее не может быть вовсе (примерно 20% людей рождаются без нее), однако встречаются и те, у кого этих мышц две. Вне зависимости от числа, данные мышцы никак не влияют на мускулатуру брюшной полости.
В процессе развития эмбриона у мальчиков и девочек одинаковые гениталии, однако со временем у мальчиков тестостерон запускает превращение половых органов в мужские. Но формирование сосков начинается до активной тестостероновой фазы — так что мужчины рождаются с сосками, хотя и не могут вскармливать младенцев грудью. Но соски у мужчин помогают понять чем различаются рудиментарные органы и атавизмы.
Атавизмом (неприличным словом, которым по убеждению героев булгаковского «Собачьего сердца» не стоит выражаться) обозначают всё-таки не «лишний» орган, а тот, который был у далёких предков. В этом случае, иногда проявляющаяся многососковость – атавизм, в то время как мужские соски – классический пример рудиментарного органа.
Разработка лекарств, как известно, медленная и дорогая — может потребоваться до 10 лет и стоить более 3 миллиардов долларов, чтобы вывести новое соединение с лабораторного стола на рынок. Основной причиной такой неэффективности является традиционная зависимость от испытаний лекарств на животных до того, как они будут испытаны на людях. Модели на животных часто не совсем точно отражают физиологию человека, а это означает, что лекарства, которые кажутся безопасными и эффективными для животных, часто оказываются вредными или неэффективными для людей.
Это несоответствие в биологии приводит к тому, что многие бесполезные или токсичные лекарства проходят клинические испытания с большими затратами, в то время как потенциально эффективные соединения никогда не попадают на рынок. Лучший способ моделирования биологии и болезней человека in vitro необходим для ускорения разработки новых лекарств и персонализированной медицины.
Многопрофильная группа исследователей и сотрудников Института Висса адаптировала методы производства компьютерных микрочипов для создания «органов-на-чипах» (органных чипов): микрофлюидных культуральных устройств, которые повторяют сложные структуры и Функции живых органов человека.
Эти микроустройства состоят из прозрачного гибкого полимера размером с карту памяти USB, который содержит полые микрожидкостные каналы, выстланные живыми клетками органов человека и клетками кровеносных сосудов человека. Эти живые трехмерные поперечные срезы человеческих органов открывают окно в их внутреннюю работу и воздействие, которое наркотики могут оказывать на них, не затрагивая людей или животных.
Дональд ИнгберМы взяли революционный прогресс в области микроинженерии, сделанный в нашей академической лаборатории, и всего за несколько лет превратили его в технологию, которая теперь способна оказать серьезное влияние на общество.
Дональд Ингбер, доктор медицинских наук, директор-основатель Института Висса, был вдохновлен на создание органных чипов в 2007 году после просмотра демонстрации «легких на чипе», содержащих каналов размером с дыхательные пути человека, но не живыми клетками. Когда студент, выполнявший эту работу, Дэн Хью, позже присоединился к лаборатории Ингбера в качестве научного сотрудника, Ингбер бросил им двоим вызов, чтобы воплотить эту идею в жизнь.
. Они приступили к выяснению того, как создать молекулярный каркас внутри микрожидкостных каналов, который мог бы поддерживать несколько типов живых клеток, чтобы воссоздать интерфейсы тканей, обнаруженные в воздушных мешках легких. После долгих проб и ошибок они успешно создали живое человеческое легкое на чипе и опубликовали статью в Science об этом в 2010 году.
При дополнительной грантовой поддержке Агентства перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA), Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) и Национального института здравоохранения (NIH) Ингбер и его команда из Института Висса разработали более пятнадцати различных моделей чипов органов, включая чипы, имитирующие легкие, кишечник, почки и костный мозг.
Они также усовершенствовали и подтвердили потенциал воздействия чипов органов, продемонстрировав, что чипы органов могут воспроизводить эффекты существующих лекарств и использоваться для разработки новых лекарств от болезней человека. Кроме того, усилия DARPA поддержали разработку инструмента, который автоматизирует операции с чипами и плавно связывает несколько чипов органов вместе, чтобы создать «тело на чипах», которое может показать, как лекарства влияют на несколько систем органов, и предсказать динамические изменения уровней наркотиков. которые встречаются в крови пациентов-людей.
Всего через четыре года после публикации их первой статьи, описывающей живые чипы органов, группа исследователей из Института Висс в 2014 году создала Emulate, Inc. для дальнейшего развития и коммерциализации технологии чипов органов, выводя эти важные исследовательские инструменты на рынок. Органные чипы Emulate были установлены в более чем 150 лабораториях, в том числе в 17 из 25 ведущих мировых биофармацевтических компаний, использовались FDA для изучения безопасности терапевтических средств и вакцин против COVID-19 и даже использовались в экспериментах в космосе.
Благодаря сотрудничеству с такими компаниями, как AstraZeneca и Johnson & Johnson, Organ-Chips используются для определения видовой токсичности, что позволяет более точно прогнозировать воздействие препарата на человека. С момента своего запуска Emulate привлек более 200 миллионов долларов финансирования, включая раунд серии E стоимостью 82 миллиона долларов, возглавляемый Northpond Ventures. Emulate также был назван Fast Company как одна из 10 самых инновационных биотехнологических компаний 2022 года.
Институт Висса в настоящее время использует органные чипы Emulate для проведения жизненно важных исследований широкого спектра заболеваний человека и возможных методов их лечения, включая COVID-19, грипп , недоедание, радиационное облучение и кистозный фиброз. Кроме того, Organ Chips были удостоены общей награды «Дизайн года 2015», полученной Музеем современного искусства (MoMA) в Нью-Йорке за его постоянную коллекцию, названной Всемирным экономическим форумом 10 лучших технологий 2016 года и представлены в музеях по всему миру, включая Центр Барбикан, Смитсоновский музей дизайна Купера Хьюитта и Музей дизайна Мартина-Гропиуса-Бау.
Данные доклинических исследований с использованием человеческого альвеолярного чипа Института Висс были включены в заявку Cantex Pharmaceuticals на получение нового исследовательского препарата (IND) в FDA для начала клинических испытаний фазы 2 препарата, лицензированного Гарвардским университетом для лечения COVID-19. Это достижение прокладывает путь к более широкому использованию чипов органов в процессе разработки и утверждения лекарств.
Эти каналы выстланы живыми клетками и тканями, которые имитируют физиологию на уровне органов.Тема 1: Что делает нас уникальными?
Прежде чем приступить к изучению различных структур и функций человеческого тела, полезно рассмотреть его базовую структуру; то есть, как его мельчайшие части собираются в более крупные структуры.
Структуры тела удобно рассматривать с точки зрения возрастающих по сложности фундаментальных уровней организации: субатомных частиц, атомов, молекул, органелл, клеток, тканей, органов, систем органов, организмов и биосферы (9).0003 Рисунок 1 ).
Уровни структурной организации человеческого тела
Рисунок 1. Организацию тела часто рассматривают с точки зрения шести различных уровней возрастающей сложности, от мельчайших химических строительных блоков до уникального человеческого организма.
Для изучения химического уровня организации ученые рассматривают простейшие строительные блоки материи: субатомные частицы, атомы и молекулы. Вся материя во Вселенной состоит из одного или нескольких уникальных чистых веществ, называемых элементами, знакомыми примерами которых являются водород, кислород, углерод, азот, кальций и железо. Наименьшая единица любого из этих чистых веществ (элементов) — атом.
Клетка — это наименьшая независимо функционирующая единица живого организма. Даже бактерии, которые представляют собой чрезвычайно маленькие, независимо живущие организмы, имеют клеточное строение. Каждая бактерия представляет собой отдельную клетку. Все живые структуры анатомии человека содержат клетки, и почти все функции физиологии человека выполняются в клетках или инициируются клетками.
Человеческая клетка обычно состоит из гибких мембран, которые заключают в себе цитоплазму, клеточную жидкость на водной основе вместе с множеством крошечных функциональных единиц, называемых органеллы . У человека, как и у всех организмов, клетки выполняют все функции жизни.
Ткань представляет собой группу множества похожих клеток (хотя иногда и состоящих из нескольких родственных типов), которые работают вместе для выполнения определенной функции. Орган представляет собой анатомически обособленную структуру тела, состоящую из двух или более типов тканей. Каждый орган выполняет одну или несколько определенных физиологических функций. Система органов – это группа органов, которые работают вместе для выполнения основных функций или удовлетворения физиологических потребностей организма.
На рис. 2 показаны некоторые системы органов тела, которые мы рассмотрим в течение этого семестра. Многие органы имеют функции, являющиеся неотъемлемой частью более чем одной системы органов.
Системы органов человеческого тела
Рисунок 2. Органы, которые работают вместе, сгруппированы в системы органов.
