Біологія. 8 клас. Балан

§ 3. Методи дослідження організму людини

• Які наукові відкриття вплинули на розвиток методів, що досліджують організм людини?

За допомогою яких методів визначають стан органів та організму людини. Для визначення різних показників хімічного складу нашого організму - крові, травних соків тощо - застосовують біохімічні методи. Наприклад, людям, хворим на цукровий діабет, потрібно постійно контролювати рівень глюкози у крові. Для цього існують спеціальні прилади - глюкометри (мал. 3.1). Тривалий високий рівень глюкози у крові є приводом для негайного звернення до лікарів.

Цікаво знати. Нормою вмісту глюкози у крові дітей вважають 4,2-6,4 ммоль/л, а дорослих - 3,5-5,7 ммоль/л.

Мал. 3.1. А. Глюкометр: прилад для вимірювання вмісту глюкози у крові та тест-смужки до нього

• Зверніть увагу на показник вмісту глюкози у крові на екрані глюкометра (мал. 3.1). Який висновок ви можете зробити, якщо: А - досліджували кров дорослої людини; Б - досліджували кров дитини?

Оцінити роботу імунної системи людини дають змогу імунологічні методи досліджень. Одним з методів, завдяки якому можна виявити види хвороботворних організмів, які паразитують у людині, є імуноферментний аналіз (ІФА). Він ґрунтується на тому, що у відповідь на проникнення в організм людини тих чи інших видів збудників хвороб організм виробляє особливі захисні білки - антитіла. При цьому до кожного стороннього для організму людини агенту (їх називають «антигенами») виробляються специфічні антитіла. Тому, виявивши, наприклад у крові, певні антитіла, можна не тільки діагностувати хворобу (вид збудника), а й за концентрацією антитіл - її стадію. Метод ІФА досить точний (специфічність - понад 90 %).

Дізнайтеся більше про вітчизняних імунологів за QR-кодом.

Встановити присутність збудника захворювання в організмі людини можна і за допомогою полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР). Вона дає змогу виявити спадковий матеріал збудника у вигляді молекул ДНК або їх фрагментів. Цей метод досить точний, адже, як ви пам’ятаєте, кожному виду організмів притаманний свій набір спадкової інформації (специфічність цього методу - до 99 %). Так, під час епідемії коронавірусу (COVID-19) основними методами діагностики цього захворювання були саме ПЛР та ІФА.

Фізичні методи використовують для дослідження будови та стану організму людини загалом й окремих його органів. Артеріальний тиск вимірюють за допомогою тонометрів (мал. 3.2). Люди з високим або низьким артеріальним тиском мають перебувати під постійним наглядом лікарів.

Стан серця та його діяльність вивчають, досліджуючи електричні процеси в ньому. Для цього застосовують електрокардіографи (мал. 3.3).

Мал. 3.2. Вимірювання артеріального тиску за допомогою автоматичного тонометра

Мал. 3.3. Електрокардіограф

Електроенцефалографія (від лат. електрикус - електрика, грец. енкефалон - головний мозок та грамма - запис) - метод, за допомогою якого досліджують функціональний стан головного мозку. При цьому на поверхні голови (зазвичай на волосистій її частині) розміщують електроди, що реєструють біоелектричну активність головного мозку (мал. 3.4). Від електродів інформація потрапляє на спеціальний прилад - електроенцефалограф. Отримана інформація записується у вигляді комп’ютерного файлу. За допомогою цієї методики можна діагностувати порушення діяльності головного мозку (діагностика порушень сну, психічних захворювань (як-от епілепсії), інсульту тощо).

Мал. 3.4. Метод електроенцефалографії

Метод рентгенографії полягає в дослідженні внутрішньої будови організму за допомогою рентгенівських променів. Ці промені проходять крізь тканини різної щільності, внаслідок чого на рентгенівському знімку виникають зображення різного ступеня інтенсивності. Рентгенівські промені використовують, зокрема, для флюорографії: отримання знімка на рентгенівській плівці (мал. 3.5, Б).

Мал. 3.5. Сучасний рентгенівський апарат (А) і рентгенівський знімок кисті (Б)

• Поміркуйте, чому рентгенографічне дослідження не може бути повторно проведене за короткий проміжок часу.

Цікаво знати. Назва рентгенівські промені походить від прізвища німецького фізика Вільгельма Конрада Рентгена (1845-1923), якому тривалий час приписували їхнє відкриття. Сам В. Рентген назвав ці промені, тоді невідомої природи, Х-променями. Ця назва збереглась і донині в англомовній та франкомовній науковій літературі. Але вперше їх відкрив український фізик Іван Пулюй (1845-1918) ще 1895 р. за допомогою «лампи Пулюя». Його доробком пізніше скористався В. Рентген, якому І. Пулюй презентував свої праці. В. Рентген, на відміну від І. Пулюя, широко опублікував результати своїх досліджень й отримав 1901 р. Нобелівську премію.

Ультразвукова діагностика (ультразвукове дослідження; УЗД) - обстеження в реальному часі внутрішніх органів людини і тих процесів, які в них перебігають, за допомогою ультразвукових хвиль. Апарат УЗД (мал. 3.6) має ультразвуковий передавач, який випромінює хвилі високої частоти. Їх спрямовують на ту частину тіла, яку обстежують (наприклад, на печінку або легені). Потрапивши на об’єкт дослідження, хвилі від нього відбиваються і надходять до тієї частини приладу, де вони перетворюються на картинку, яка виводиться на монітор.

Мал. 3.6. Апарат УЗД

Магнітно-резонансна томографія (MPT) - це метод дослідження внутрішніх органів і тканин з використанням фізичного явища - ядерного магнітного резонансу. Воно полягає у властивості ядер певних хімічних елементів (для магнітно-резонансної томографії таким елементом є Гідроген) у зовнішньому сталому магнітному полі поглинати і випромінювати енергію. МРТ широко застосовують у медичній діагностиці та для контролю під час лікування людини з хворобою (мал. 3.7). Для отримання зображення, яке виводиться на монітор, МРТ-сканери використовують сильне магнітне поле (яке створює великий магніт) та радіохвилі. Чітке високоякісне зображення досліджуваних частин тіла дозволяють створювати сучасні комп’ютери.

Мал. 3.7. Апарат MPT

Антропометричні методи використовують для вивчення показників як усього тіла, так й окремих його частин, які можна виміряти. Це вимірювання зросту, маси тіла, об’єму грудної клітки тощо. Періодично здійснюючи антропометричні дослідження, можна стежити за тим, наскільки гармонійно відбувається розвиток дитини.

Щоб бути здоровим, треба постійно стежити за чистотою свого тіла та одягу, регулярно споживати повноцінну їжу, чергувати періоди праці та відпочинку, уникати надмірних фізичних та розумових навантажень, впливу шкідливих чинників довкілля (наприклад, дії іонізуючого випромінювання, потрапляння в організм отрутохімікатів).

Узагальнення

Висновок про загальний стан здоров’я людини можна зробити лише на підставі низки досліджень: медичних, біохімічних, фізичних, анатомічних, генетичних, імунних тощо. Отримані результати проведених досліджень - показники стану організму людини - порівнюють із середніми значеннями цих показників у здорових людей відповідного віку та статі.

Поміркуйте

• 1. Що досліджують в організмі людини за допомогою рентгенівських променів?
• 2. Для чого в медичній картці дитини періодично фіксують зміну її маси та зросту від моменту народження?