Kaip sąveikauja nervinis ir humoralinis reguliavimas? Vienybė ir išskirtiniai bruožai. Humoralinis reguliavimas

Žmogaus kūnas yra savireguliacijos sistema. Visų be išimties sistemų ir organų veikla yra veikiama sisteminio reguliavimo: nervinio ir humoralinio. Specialiai „Populiarus apie sveikatą“ skaitytojams panagrinėsiu, kokie yra pagrindiniai mechanizmai, kuriais grindžiamas žmogaus organizmo funkcijų nervinio ir humoralinio reguliavimo funkcionavimas.

Sudėtingų biologinių sistemų ypatybės

Kaip ir bet kuris daugialąstelis organizmas, žmogaus kūnas turi nepaprastai sudėtingą struktūrą. Viskas kūne yra tarpusavyje sujungta ir visiškai integruota į vieną sistemą. Akivaizdu, kad šioje sudėtingiausioje sistemoje turi būti aiškus savireguliacijos mechanizmas.

Kūno funkcijų reguliavimas vykdomas dviem būdais. Pirmasis būdas yra nervų reguliavimas. Jis pagrįstas stimuliuojančiu arba slopinančiu centrinės nervų sistemos poveikiu. Jis yra greičiausias.

Antrasis reguliavimo mechanizmas vadinamas humoraliniu reguliavimu. Jo pavadinimas kilęs iš lotyniško žodžio humor, kuris reiškia skystą. Vadinasi, ši vienos reguliavimo sistemos dalis vykdoma per biologiškai aktyvių skysčių sintezę.

Abiejų reguliavimo sistemų veikla yra glaudžiai susijusi. Kiekvienas iš jų paveikia didžiąją dalį audinių ir organų. Be to, jie patys yra vienas kito įtakojami.

Nervų reguliavimas

Šio tipo reguliavimo įtaka, kaip minėta aukščiau, yra greičiausia, nes nervų sistema audinius ir organus veikia elektros impulsų pagalba.

Taip pat reikia paminėti, kad evoliuciniu požiūriu nervinė organizmo reguliacija taip pat yra jauniausia. Centrinės nervų sistemos reguliavimo įtakos laipsnis yra tikslesnis. Šio mechanizmo veikimui reikia daugiau energijos nei humoraliniam reguliavimui.

Įprasta atskirti somatines nervų sistemos funkcijas ir vegetatyvines. Pirmojo esmė – palaikyti adekvačią žmogaus kūno ir išorinės aplinkos sąveiką.

Somatinis reguliavimas – tai skeleto raumenų tonuso keitimas judesio metu, elektros impulsų priėmimas iš daugybės receptorių, esančių tiek odoje, tiek gilesniuose sluoksniuose. Šis reguliavimo mechanizmas yra pagrįstas refleksais ir jų pagrindiniais struktūrinis vienetas yra reflekso lankas.

Vegetatyviniu reguliavimu siekiama pakeisti funkcinę veiklą Vidaus organai mūsų kūnas. Taigi, pavyzdžiui, kai maistas patenka į žarnyną, suveikia kraujagyslių tonuso perskirstymo mechanizmai, dėl kurių kraujas patenka į žarnyną ir skatina kepenų bei kasos veiklą.

Žinoma, žarnyno darbo pavyzdys yra tik maža dalis įvairių reguliavimo funkcijų, kurios atliekamos autonominės nervų sistemos dalies veikloje.

Humoralinis reguliavimas

Kaip minėta aukščiau, humoralinio funkcijų reguliavimo funkcionavimas yra pagrįstas biologiškai aktyvių skysčių sinteze, kurių cheminė prigimtis ir susidarymo būdas yra labai įvairūs.

Humoralinės sistemos veiklos bruožas, išskiriantis ją iš nervinių reguliavimo mechanizmų, yra aiškaus adresato nebuvimas. Pavyzdžiui, hormonai veikia visus mūsų kūno organus.

Humoralinės sistemos perduodama informacija dėl biologinių terpių srauto dinamikos gavėjus pasiekia labai mažu greičiu, ne daugiau kaip pusės metro per sekundę. Palyginimui, nervinio impulso perdavimo greitis yra maždaug 100 metrų per sekundę.

Galingiausia humoralinės funkcijų reguliavimo sistemos dalis yra endokrininė sistema. Atsižvelgiant į tai, reikėtų įvardyti tokią sąvoką kaip hormonai. Tai biologiškai aktyvios medžiagos, kurios net ir nedidelėmis koncentracijomis, matuojant mikrogramais, gali paveikti daugelį mūsų organizmo funkcijų.

Žmogaus endokrininę sistemą atstovauja endokrininės liaukos. Jų pavadinimas kilo dėl to, kad juose visiškai nėra kanalų. Jų sintetinami hormonai patenka tiesiai į kraują ar kitus kūno skysčius.

Tarp žinomiausių kūnų endokrininė sistema apima šiuos anatominius darinius: skydliaukę, hipofizę, antinksčius, kasą (tiksliau, jos salelių aparatą, ji pati yra mišrios sekrecijos liauka).

Hormonai ir į hormonus panašios medžiagos gali būti sintetinami ir kituose biologiniuose audiniuose. Pavyzdžiui, dauguma audinių sugeba sintetinti prostaglandinus, kurie daro didelę įtaką ląstelių lygiui.

Žmonių humoralinio reguliavimo tarpininko mechanizmai susideda iš specialių medžiagų, kurios taip pat turi biologinį aktyvumą, sintezės. Pavyzdžiui, tarpininkai perduodant elektros impulsą į nervų sistema yra neurotransmiteriai – medžiagos, reguliuojančios sinapsinių membranų elektrinį aktyvumą.

Didesnis neuromediatoriaus kiekis sinapsiniame plyšyje padidina nervų sistemos jaudrumą, o mažesnis – priešingai – slopina. Šis reguliavimo principas yra nervų sistemos veikimo pagrindas.

Be galo svarbūs ir elektrolitų reguliavimo mechanizmai. Medžiagos, susintetintos organizme arba patekusios iš išorės, gali sustiprinti arba sulėtinti daugelio organų darbą. Pavyzdžiui, širdies raumens elektrinis potencialas priklauso nuo kalio, magnio ir kai kurių kitų elektrolitų kiekio.

Išvada

Žmogaus kūno reguliavimo mechanizmų veikimas matomas visame, kas jame vyksta. Reguliavimo mechanizmų įtaka turi būti koordinuota, nuo kurios priklauso biologinės sistemos veiklos darna.

Svarbiausios fiziologinio reguliavimo teorijos sąvokos.

Prieš nagrinėdami neurohumoralinio reguliavimo mechanizmus, apsistokime prie svarbiausių šios fiziologijos šakos sąvokų. Kai kuriuos iš jų sukūrė kibernetika. Tokių sąvokų išmanymas palengvina fiziologinių funkcijų reguliavimo supratimą ir daugelio medicinos problemų sprendimą.

Fiziologinė funkcija- organizmo ar jo struktūrų (ląstelių, organų, ląstelių ir audinių sistemų) gyvybinės veiklos pasireiškimas, skirtas gyvybei išsaugoti ir genetiškai bei socialiai nulemtoms programoms vykdyti.

Sistema- sąveikaujančių elementų rinkinys, atliekantis funkciją, kurios negali atlikti vienas atskiras elementas.

Elementas - struktūrinis ir funkcinis sistemos vienetas.

Signalas -įvairios medžiagos ir energijos rūšys, kurios perduoda informaciją.

Informacija informacija, pranešimai, perduodami komunikacijos kanalais ir suvokiami kūno.

Stimulas- išorinės ar vidinės aplinkos veiksnys, kurio poveikis organizmo receptorių dariniams sukelia gyvybinės veiklos procesų pasikeitimą. Dirgikliai skirstomi į tinkamus ir netinkamus. į suvokimą tinkamų stimulų organizmo receptoriai prisitaiko ir aktyvuojasi esant labai žemai įtakojančio faktoriaus energijai. Pavyzdžiui, tinklainės receptoriams (stypams ir kūgiams) suaktyvinti pakanka 1-4 šviesos kvantų. neadekvatus yra dirgikliai, kurio suvokimui jautrūs kūno elementai nėra prisitaikę. Pavyzdžiui, akies tinklainės kūgiai ir strypai nėra pritaikyti mechaninių poveikių suvokimui ir nesuteikia pojūčio, net jei jie daro didelį poveikį. Tik esant labai didelei smūgio (smūgio) jėgai jie gali būti suaktyvinti ir atsirasti šviesos pojūtis.

Dirginančios medžiagos pagal jų stiprumą taip pat skirstomos į subslenksčius, slenksčius ir viršslenksčius. Jėga poslenkstiniai dirgikliai nepakankamas užfiksuotam organizmo ar jo struktūrų atsakui atsirasti. slenkstinis dirgiklis vadinama tokia, kurios minimalios jėgos pakanka ryškiam atsakui atsirasti. Viršutinio slenksčio dirgikliai yra galingesni už slenksčio dirgiklius.

Stimulas ir signalas yra panašios, bet ne vienareikšmės sąvokos. Vienas ir tas pats dirgiklis gali turėti skirtingą signalo reikšmę. Pavyzdžiui, kiškio girgždėjimas gali būti signalas, perspėjantis apie artimųjų pavojų, tačiau lapei toks pat garsas yra signalas apie galimybę gauti maisto.

Dirginimas - aplinkos ar vidinių veiksnių poveikis organizmo struktūroms. Pažymėtina, kad medicinoje terminas „dirginimas“ kartais vartojamas ir kita prasme – kalbant apie organizmo ar jo struktūrų reakciją į dirgiklio veikimą.

Receptoriai molekulinės ar ląstelinės struktūros, suvokiančios išorinių ar vidinių aplinkos veiksnių veikimą ir perduodančios informaciją apie dirgiklio signalo reikšmę tolimesnėms reguliavimo grandinės grandims.

Receptorių samprata nagrinėjama dviem požiūriais: molekuliniu biologiniu ir morfofunkciniu. Pastaruoju atveju kalbame apie jutimo receptorius.

SU molekulinės biologinės požiūriu, receptoriai yra specializuotos baltymų molekulės, įterptos į ląstelės membraną arba esančios citozolyje ir branduolyje. Kiekvienas tokių receptorių tipas gali sąveikauti tik su griežtai apibrėžtomis signalų molekulėmis - ligandai. Pavyzdžiui, vadinamiesiems adrenoreceptoriams ligandai yra adrenalino ir norepinefrino hormonų molekulės. Šie receptoriai yra įterpti į daugelio kūno ląstelių membranas. Ligandų vaidmenį organizme atlieka biologiškai aktyvios medžiagos: hormonai, neurotransmiteriai, augimo faktoriai, citokinai, prostaglandinai. Jie atlieka savo signalizacijos funkciją, būdami biologiniuose skysčiuose labai mažomis koncentracijomis. Pavyzdžiui, hormonų kiekis kraujyje yra 10–7–10–10 mol / l.

SU morfofunkcinis požiūriu, receptoriai (jutimo receptoriai) yra specializuotos ląstelės arba nervų galūnės, kurių funkcija yra suvokti dirgiklių veikimą ir užtikrinti sužadinimo atsiradimą nervinių skaidulų. Šia prasme terminas „receptorius“ dažniausiai vartojamas fiziologijoje, kai kalbama apie nervų sistemos teikiamą reguliavimą.

Vadinamas to paties tipo jutimo receptorių rinkinys ir kūno sritis, kurioje jie yra sutelkti receptorių laukas.

Sensorinių receptorių funkciją organizme atlieka:

specializuotos nervų galūnės. Jie gali būti laisvi, neuždengti (pvz., odos skausmo receptoriai) arba aptraukti (pvz., odos lytėjimo receptoriai);

specializuotos nervinės ląstelės (neurosensorinės ląstelės). Žmonėms tokios jutimo ląstelės randamos epitelio sluoksnyje, išklojančiame nosies ertmės paviršių; jie suteikia kvapiųjų medžiagų suvokimą. Akies tinklainėje neurosensorines ląsteles vaizduoja kūgiai ir lazdelės, kurios suvokia šviesos spindulius;

3) specializuotos epitelio ląstelės vystosi iš epitelinio audinio ląstelės, kurios įgijo didelį jautrumą tam tikrų tipų dirgikliams ir gali perduoti informaciją apie šiuos dirgiklius nervų galūnėms. Tokie receptoriai yra vidinėje ausyje, liežuvio skonio pumpuruose ir vestibiuliariniame aparate, suteikiantys galimybę atitinkamai suvokti garso bangas, skonio pojūčius, kūno padėtį ir judėjimą.

reglamentas nuolatinis sistemos ir atskirų jos struktūrų funkcionavimo stebėjimas ir būtinas koregavimas, siekiant naudingo rezultato.

Fiziologinis reguliavimas– procesas, užtikrinantis santykinio pastovumo išsaugojimą arba norimos homeostazės ir organizmo bei jo struktūrų gyvybinių funkcijų krypties pasikeitimą.

Fiziologiniam gyvybinių organizmo funkcijų reguliavimui būdingi šie bruožai.

Uždarų valdymo kilpų buvimas. Paprasčiausią reguliavimo grandinę (2.1 pav.) sudaro blokai: reguliuojamas parametras(pvz., gliukozės kiekis kraujyje, kraujospūdžio reikšmė), valdymo įtaisas- visame organizme tai yra nervų centras, atskiroje ląstelėje - genomas, efektoriai- korpusai ir sistemos, kurios, veikiamos valdymo įtaiso signalų, keičia savo darbą ir tiesiogiai veikia valdomo parametro vertę.

Tokios reguliavimo sistemos atskirų funkcinių blokų sąveika vykdoma tiesioginiais ir grįžtamojo ryšio kanalais. Tiesioginio ryšio kanalais informacija iš valdymo įrenginio perduodama į efektorius, o grįžtamojo ryšio kanalais - iš receptorių (daviklių), kurie valdo.

Ryžiai. 2.1. Uždarojo ciklo diagrama

kurie nustato valdomo parametro reikšmę – į valdymo įrenginį (pavyzdžiui, iš skeleto raumenų receptorių – į nugaros smegenis ir smegenis).

Taigi grįžtamasis ryšys (fiziologijoje dar vadinamas atvirkštine aferentacija) užtikrina, kad valdymo įtaisas gautų signalą apie valdomo parametro reikšmę (būseną). Tai leidžia valdyti efektorių reakciją į valdymo signalą ir veiksmo rezultatą. Pavyzdžiui, jei žmogaus rankos judesio tikslas buvo atidaryti fiziologijos vadovėlį, tai grįžtamasis ryšys vykdomas vedant impulsus išilgai aferentinių nervų skaidulų iš akių, odos ir raumenų receptorių į smegenis. Toks impulsas suteikia galimybę sekti rankos judesius. Dėl šios priežasties nervų sistema gali atlikti judesių korekciją, kad pasiektų norimą veiksmo rezultatą.

Grįžtamojo ryšio (atvirkštinės aferentacijos) pagalba uždaroma reguliavimo grandinė, jos elementai sujungiami į uždarą grandinę – elementų sistemą. Tik esant uždaram valdymo kontūrui, galima įgyvendinti stabilų homeostazės parametrų ir adaptacinių reakcijų reguliavimą.

Atsiliepimai skirstomi į neigiamus ir teigiamus. Kūne didžioji dauguma atsiliepimų yra neigiami. Tai reiškia, kad veikiama jų kanalais gaunamos informacijos, reguliavimo sistema grąžina nukrypusį parametrą į pradinę (normalią) reikšmę. Taigi, norint išlaikyti reguliuojamo rodiklio lygio stabilumą, būtinas neigiamas grįžtamasis ryšys. Priešingai, teigiamas grįžtamasis ryšys prisideda prie kontroliuojamo parametro vertės keitimo, perkėlimo į jį naujas lygis. Taigi, prasidėjus intensyviam raumenų krūviui, impulsai iš skeleto raumenų receptorių prisideda prie arterinio kraujospūdžio padidėjimo.

Neurohumoralinių reguliavimo mechanizmų veikimas organizme ne visada yra nukreiptas tik į homeostatinių konstantų palaikymą nepakitusio, griežtai stabilaus lygio. Daugeliu atvejų organizmui gyvybiškai svarbu, kad reguliavimo sistemos pertvarkytų savo darbą ir pakeistų homeostatinės konstantos reikšmę, pakeistų taip vadinamą kontroliuojamo parametro „nustatymo tašką“.

Nustatyti tašką(Anglų) nustatytas taškas). Tai yra kontroliuojamo parametro lygis, kuriame reguliavimo sistema siekia išlaikyti šio parametro reikšmę.

Homeostatinio reguliavimo nustatymo taško pokyčių buvimo ir krypties supratimas padeda nustatyti patologinių procesų organizme priežastį, numatyti jų vystymąsi ir rasti tinkamą gydymo ir profilaktikos būdą.

Apsvarstykite tai naudodamiesi kūno temperatūros reakcijų vertinimo pavyzdžiu. Net kai žmogus sveikas, šerdies temperatūra dieną svyruoja tarp 36 °C ir 37 °C, o vakare arčiau 37 °C, naktį ir anksti ryte - iki 36 °C. °C Tai rodo, kad yra cirkadinis termoreguliacijos nustatyto taško vertės kitimo ritmas. Tačiau kai kurių žmogaus ligų kūno šerdies temperatūros nustatymo taško pokyčiai pasireiškia ypač aiškiai. Pavyzdžiui, vystantis infekcinėms ligoms, nervų sistemos termoreguliacijos centrai gauna signalą apie bakterijų toksinų atsiradimą organizme ir pertvarko savo darbą taip, kad padidėtų kūno temperatūros lygis. Tokia organizmo reakcija į infekcijos įvedimą vystosi filogenetiškai. Tai naudinga, nes esant aukštesnei temperatūrai imuninė sistema veikia aktyviau, o sąlygos infekcijai vystytis pablogėja. Štai kodėl karščiuojant ne visada būtina skirti karščiavimą mažinančių vaistų. Tačiau kadangi labai aukšta kūno šerdies temperatūra (daugiau nei 39 °C, ypač vaikams) gali būti pavojinga organizmui (pirmiausia dėl nervų sistemos pažeidimo), gydytojas turi priimti individualų sprendimą kiekvienu atveju. individualus atvejis. Jei esant 38,5–39 °C kūno temperatūrai atsiranda tokių požymių kaip raumenų drebulys, šaltkrėtis, kai žmogus apsigauna antklode, siekia sušilti, tai akivaizdu, kad termoreguliacijos mechanizmai ir toliau mobilizuoja visus šilumos gamyba ir šilumos taupymo būdai organizme. Tai reiškia, kad nustatytas taškas dar nepasiektas ir artimiausiu metu kūno temperatūra kils, pasieks pavojingas ribas. Bet jei esant tokiai pačiai temperatūrai, pacientas gausiai prakaituoja, išnyksta raumenų drebulys ir jis atsidaro, tada aišku, kad nustatytas taškas jau pasiektas ir termoreguliacijos mechanizmai neleis toliau didėti temperatūrai. Esant tokiai situacijai, gydytojas tam tikrą laiką kai kuriais atvejais gali susilaikyti nuo karščiavimą mažinančių vaistų skyrimo.

Reguliavimo sistemų lygiai. Yra šie lygiai:

tarpląstelinis (pavyzdžiui, biocheminių reakcijų grandinių, sujungtų į biocheminius ciklus, savireguliacija);

ląstelinis – tarpląstelinių procesų reguliavimas naudojant biologinį veikliosios medžiagos(autokrinija) ir metabolitai;

audinys (parakrinija, kūrybiniai ryšiai, ląstelių sąveikos reguliavimas: adhezija, integracija į audinį, dalijimosi ir funkcinio aktyvumo sinchronizavimas);

organas – savireguliacija atskiri kūnai, jų veikimas kaip visuma. Toks reguliavimas vyksta tiek dėl humoralinių mechanizmų (parakrinijos, kūrybinių ryšių), tiek dėl nervinių ląstelių, kurių kūnai yra intraorganiniuose autonominiuose ganglijose. Šie neuronai sąveikauja sudarydami intraorganinius refleksinius lankus. Tuo pačiu per juos realizuojasi ir centrinės nervų sistemos reguliavimo įtaka vidaus organams;

organizmo homeostazės reguliavimas, organizmo vientisumas, reguliuojančių funkcinių sistemų, užtikrinančių atitinkamas elgesio reakcijas, formavimas, organizmo prisitaikymas prie aplinkos sąlygų pokyčių.

Taigi, organizme yra daugybė reguliavimo sistemų lygių. Paprasčiausios kūno sistemos sujungiamos į sudėtingesnes, galinčias atlikti naujas funkcijas. Šiuo atveju paprastos sistemos, kaip taisyklė, paklūsta valdymo signalams iš sudėtingesnių sistemų. Šis pavaldumas vadinamas reguliavimo sistemų hierarchija.

Šių reglamentų įgyvendinimo mechanizmai bus išsamiau aptarti toliau.

Vienybė ir skiriamieji bruožai nervinis ir humoralinis reguliavimas. Fiziologinių funkcijų reguliavimo mechanizmai tradiciškai skirstomi į nervinius ir humoralinius.

nors iš tikrųjų jie sudaro vientisą reguliavimo sistemą, užtikrinančią homeostazės palaikymą ir adaptacinę organizmo veiklą. Šie mechanizmai turi daugybę ryšių tiek nervų centrų veikimo lygmenyje, tiek perduodant signalo informaciją efektorinėms struktūroms. Pakanka pasakyti, kad įgyvendinant paprasčiausią refleksą, kaip elementarų nervų reguliavimo mechanizmą, signalų perdavimas iš vienos ląstelės į kitą vyksta per humoralinius veiksnius – neurotransmiterius. Jutimo receptorių jautrumas dirgiklių veikimui ir neuronų funkcinė būklė kinta veikiant hormonams, neuromediatoriams, daugeliui kitų biologiškai aktyvių medžiagų, taip pat paprasčiausių metabolitų ir mineralinių jonų (K + Na + CaCI -). . Savo ruožtu nervų sistema gali suaktyvinti arba koreguoti humoralinį reguliavimą. Humoralinį reguliavimą organizme kontroliuoja nervų sistema.

Nervinio ir humoralinio reguliavimo organizme ypatumai. Humoraliniai mechanizmai yra filogenetiškai senesni, jie yra net vienaląsčiuose gyvūnuose ir įgauna didelę įvairovę daugialąsčiuose organizmuose, o ypač žmonėms.

Nerviniai reguliavimo mechanizmai filogenetiškai susiformavo vėliau ir palaipsniui formuojasi žmogaus ontogenezėje. Toks reguliavimas įmanomas tik daugialąstėse struktūrose, kuriose yra nervinių ląstelių, kurios susijungia į nervų grandines ir sudaro refleksinius lankus.

Humoralinis reguliavimas vykdomas signalų molekulių pasiskirstymu kūno skysčiuose pagal principą „visi, viskas, visi“ arba „radijo ryšio“ principą.

Nervų reguliavimas vykdomas pagal principą „laiškas su adresu“, arba „telegrafo ryšys“.Iš nervų centrų signalai perduodami į griežtai apibrėžtas struktūras, pavyzdžiui, į tiksliai apibrėžtas raumenų skaidulas ar jų grupes konkrečiame raumenyje. . Tik tokiu atveju galimi kryptingi, koordinuoti žmogaus judesiai.

Humoralinis reguliavimas, kaip taisyklė, vyksta lėčiau nei nervų reguliavimas. Signalo greitis (veiksmo potencialas) greitose nervinėse skaidulose siekia 120 m/s, o signalo molekulės perdavimo greitis

kula su kraujotaka arterijose maždaug 200 kartų, o kapiliaruose - tūkstantį kartų mažiau.

Nervinio impulso patekimas į efektorinį organą beveik akimirksniu sukelia fiziologinį poveikį (pavyzdžiui, griaučių raumenų susitraukimą). Į daugelį hormoninių signalų reaguojama lėčiau. Pavyzdžiui, atsakas į skydliaukės hormonų ir antinksčių žievės veikimą pasireiškia po dešimčių minučių ir net valandų.

Humoraliniai mechanizmai yra itin svarbūs reguliuojant medžiagų apykaitos procesus, ląstelių dalijimosi greitį, audinių augimą ir specializaciją, brendimą, prisitaikymą prie besikeičiančių aplinkos sąlygų.

Sveiko organizmo nervų sistema įtakoja visą humoralinį reguliavimą ir ją koreguoja. Tačiau nervų sistema turi savo specifines funkcijas. Jis reguliuoja gyvybinius procesus, reikalaujančius greitos reakcijos, užtikrina signalų, ateinančių iš jutimo organų, odos ir vidaus organų jutimo receptorių, suvokimą. Reguliuoja griaučių raumenų tonusą ir susitraukimus, kurie užtikrina laikysenos palaikymą ir kūno judėjimą erdvėje. Nervų sistema užtikrina tokių psichinių funkcijų, kaip jutimas, emocijos, motyvacija, atmintis, mąstymas, sąmonė, pasireiškimą, reguliuoja elgesio reakcijas, kuriomis siekiama naudingo adaptacinio rezultato.

Nepaisant funkcinės vienybės ir daugybės nervų ir humoralinių reguliavimų organizme sąsajų, dėl patogumo tiriant šių taisyklių įgyvendinimo mechanizmus, mes juos apsvarstysime atskirai.

Humoralinio reguliavimo organizme mechanizmų apibūdinimas. Humoralinis reguliavimas vyksta dėl signalų perdavimo naudojant biologiškai aktyvias medžiagas per skystą organizmo terpę. Biologiškai aktyvios organizmo medžiagos yra: hormonai, neurotransmiteriai, prostaglandinai, citokinai, augimo faktoriai, endotelis, azoto oksidas ir daugybė kitų medžiagų. Norint atlikti savo signalinę funkciją, pakanka labai mažo šių medžiagų kiekio. Pavyzdžiui, hormonai atlieka savo reguliavimo vaidmenį, kai jų koncentracija kraujyje yra 10 -7 -10 0 mol/l.

Humoralinis reguliavimas skirstomas į endokrininę ir vietinę.

Endokrininis reguliavimas atliekami dėl endokrininių liaukų (endokrininių liaukų), kurios yra specializuoti organai, išskiriantys hormonus, funkcionavimo. Hormonai- biologiškai aktyvios medžiagos, kurias gamina endokrininės liaukos, pernešamos per kraują ir turinčios specifinį reguliuojantį poveikį ląstelių ir audinių gyvybinei veiklai. Išskirtinis endokrininės sistemos reguliavimo bruožas yra tas, kad endokrininės liaukos išskiria hormonus į kraują ir tokiu būdu šios medžiagos patenka į beveik visus organus ir audinius. Tačiau atsakas į hormono veikimą gali būti tik iš tų ląstelių (taikinių) ant membranų, kurių citozolyje ar branduolyje yra atitinkamo hormono receptoriai.

Išskirtinis bruožas vietinis humoralinis reguliavimas yra tai, kad ląstelės gaminamos biologiškai aktyvios medžiagos nepatenka į kraują, o veikia jas gaminančią ląstelę ir jos artimiausią aplinką, difuzijos dėka pasklinda per tarpląstelinį skystį. Toks reguliavimas skirstomas į medžiagų apykaitos reguliavimą ląstelėje dėl metabolitų, autokrinijas, parakrinijas, jukstakrinijas, sąveikas per tarpląstelinius kontaktus.

Metabolizmo reguliavimas ląstelėje dėl metabolitų. Metabolitai yra galutiniai ir tarpiniai medžiagų apykaitos procesų produktai ląstelėje. Metabolitų dalyvavimas reguliuojant ląstelių procesus yra dėl to, kad metabolizme yra funkciškai susijusių biocheminių reakcijų - biocheminių ciklų - grandinių. Būdinga tai, kad jau tokiuose biocheminiuose cikluose yra pagrindiniai biologinio reguliavimo požymiai, uždaros valdymo kilpos buvimas ir neigiamas grįžtamasis ryšys, užtikrinantis šios kilpos uždarymą. Pavyzdžiui, tokių reakcijų grandinės naudojamos fermentų ir medžiagų, dalyvaujančių formuojant adenozino trifosfatą (ATP), sintezei. ATP yra medžiaga, kurioje kaupiama energija, kurią ląstelės lengvai panaudoja įvairiems gyvybės procesams: judėjimui, organinių medžiagų sintezei, augimui, medžiagų transportavimui per ląstelių membranas.

autokrininis mechanizmas. Taikant tokio tipo reguliavimą, ląstelėje susintetinta signalo molekulė išleidžiama per

Receptorius r t Endokrininė

O? m ooo

Augocrinia Paracrinia Yuxtacrinia t

Ryžiai. 2.2. Humoralinio reguliavimo organizme rūšys

ląstelės membrana patenka į tarpląstelinį skystį ir jungiasi prie receptorių išoriniame membranos paviršiuje (2.2 pav.). Taigi ląstelė reaguoja į joje susintetintą signalinę molekulę – ligandą. Ligando prijungimas prie membranoje esančio receptoriaus sukelia šio receptoriaus aktyvavimą ir ląstelėje sukelia visą kaskadą biocheminių reakcijų, kurios keičia jos gyvybinę veiklą. Autokrininį reguliavimą dažnai naudoja imuninės ir nervų sistemos ląstelės. Šis autoreguliacijos kelias yra būtinas norint palaikyti stabilų tam tikrų hormonų sekrecijos lygį. Pavyzdžiui, užkertant kelią pernelyg dideliam kasos P-ląstelių insulino sekrecijai, svarbus yra jų išskiriamo hormono slopinamasis poveikis šių ląstelių veiklai.

parakrininis mechanizmas. Ją vykdo ląstelei išskiriant signalines molekules, kurios patenka į tarpląstelinį skystį ir veikia gretimų ląstelių gyvybinę veiklą (2.2 pav.). Šio tipo reguliavimo išskirtinis bruožas yra tas, kad perduodant signalą yra ligando molekulės difuzijos etapas per tarpląstelinį skystį iš vienos ląstelės į kitas kaimynines ląsteles. Taigi insuliną išskiriančios kasos ląstelės veikia šios liaukos ląsteles, kurios išskiria kitą hormoną – gliukagoną. Augimo faktoriai ir interleukinai veikia ląstelių dalijimąsi, prostaglandinai – lygiųjų raumenų tonusą, Ca 2+ mobilizaciją.Šis signalizavimo būdas svarbus reguliuojant audinių augimą embriono vystymosi metu, gyjantis žaizdoms, augant pažeistoms nervinėms skaiduloms ir perduodant sužadinimą. sinapsėse.

Naujausi tyrimai parodė, kad kai kurios ląstelės (ypač nervinės) turi nuolat gauti specifinius signalus, kad išlaikytų savo gyvybinę veiklą.

L1 iš gretimų ląstelių. Tarp šių specifinių signalų augimo faktoriai (NGF) yra ypač svarbūs. Ilgą laiką nesant šių signalinių molekulių poveikio, nervinės ląstelės pradeda savęs naikinimo programą. Šis ląstelių mirties mechanizmas vadinamas apoptozė.

Parakrininis reguliavimas dažnai naudojamas kartu su autokrininiu reguliavimu. Pavyzdžiui, perduodant sužadinimą sinapsėse, nervinio galūnėlio išskiriamos signalinės molekulės jungiasi ne tik prie kaimyninės ląstelės receptorių (ant postsinapsinės membranos), bet ir prie tos pačios nervo galūnės membranos receptorių ( y., presinapsinė membrana).

Juxtacrine mechanizmas. Jis atliekamas perduodant signalines molekules tiesiai iš vienos ląstelės išorinio membranos paviršiaus į kitos ląstelės membraną. Tai įvyksta esant tiesioginiam dviejų ląstelių membranų kontaktui (pritvirtinimui, lipniam sujungimui). Toks prisirišimas įvyksta, pavyzdžiui, kai leukocitai ir trombocitai sąveikauja su kraujo kapiliarų endoteliu toje vietoje, kur vyksta uždegiminis procesas. Ant ląstelių kapiliarus dengiančių membranų uždegimo vietoje atsiranda signalinės molekulės, kurios jungiasi prie tam tikrų leukocitų tipų receptorių. Dėl šio ryšio suaktyvėja leukocitų prisitvirtinimas prie kraujagyslės paviršiaus. Po to gali sekti visas kompleksas biologinių reakcijų, kurios užtikrina leukocitų perėjimą iš kapiliaro į audinį ir uždegiminės reakcijos slopinimą jais.

Sąveika per tarpląstelinius kontaktus. Atliekama per tarpmembranines jungtis (įdėti diskus, jungtis). Visų pirma, signalinių molekulių ir kai kurių metabolitų perdavimas per tarpines jungtis – ryšius – yra labai dažnas. Formuojantis ryšiams specialios ląstelės membranos baltymų molekulės (jungtys) sujungiamos į 6 dalis taip, kad suformuotų žiedą su pora viduje. Ant kaimyninės ląstelės membranos (tiksliai priešingoje) susidaro toks pat žiedo formos darinys su pora. Dvi centrinės poros susijungia ir sudaro kanalą, prasiskverbiantį į kaimyninių ląstelių membranas. Kanalo plotis yra pakankamas daugeliui biologiškai aktyvių medžiagų ir metabolitų. Ca 2+ jonai laisvai praeina per ryšį, būdami galingi tarpląstelinių procesų reguliatoriai.

Dėl didelio elektros laidumo jungtys prisideda prie vietinių srovių plitimo tarp kaimyninių ląstelių ir audinių funkcinės vienybės formavimo. Tokia sąveika ypač ryški širdies raumens ir lygiųjų raumenų ląstelėse. Tarpląstelinių kontaktų būklės pažeidimas sukelia širdies patologiją, pokyčius

kraujagyslių raumenų tonuso padidėjimas, gimdos susitraukimo silpnumas ir daugelio kitų reglamentų pokyčiai.

Ląstelių kontaktai, skirti sustiprinti fizinį ryšį tarp membranų, vadinami sandariomis jungtimis ir lipnia juosta. Tokie kontaktai gali būti apskrito diržo, einančio tarp elemento šoninių paviršių, pavidalu. Šių junginių sutankinimą ir stiprumo didėjimą užtikrina prie membranų paviršiaus prisijungus prie miozino, aktinino, tropomiozino, vinkulino ir kt.. Sandarieji junginiai prisideda prie ląstelių integravimosi į audinį, jų sukibimo ir audinių atsparumo. mechaniniam įtempimui. Jie taip pat dalyvauja formuojant barjerines formacijas organizme. Ypač ryškios jungtys tarp endotelio, išklojančio smegenų kraujagysles. Jie sumažina šių kraujagyslių pralaidumą kraujyje cirkuliuojančioms medžiagoms.

Ląstelinės ir tarpląstelinės membranos vaidina svarbų vaidmenį visame humoraliniame reguliavime, apimančiame specifines signalines molekules. Todėl norint suprasti humoralinio reguliavimo mechanizmą, būtina žinoti ląstelių membranų fiziologijos elementus.

Ryžiai. 2.3. Ląstelės membranos sandaros schema

Baltymų nešiklis

(antrinis aktyvus

transportas)

Membraninis baltymas

Baltymų PKC

dvigubas fosfolipidų sluoksnis

Antigenai

Ekstraląstelinis paviršius

Intraląstelinė aplinka

Ląstelių membranų struktūros ir savybių ypatumai. Visoms ląstelių membranoms būdingas vienas sandaros principas (2.3 pav.). Jų pagrindą sudaro du lipidų sluoksniai (riebalų molekulės, kurių dauguma yra fosfolipidai, tačiau yra ir cholesterolio bei glikolipidų). Membraninės lipidų molekulės turi galvutę (vietą, kuri pritraukia vandenį ir siekia su juo sąveikauti, vadinama vadovu

profilis) ir uodega, kuri yra hidrofobinė (atstumia vandens molekules, vengia jų artumo). Dėl šio lipidų molekulių galvos ir uodegos savybių skirtumo, patekusios į vandens paviršių, jos išsirikiuoja į eiles: galva su galva, uodega su uodega ir sudaro dvigubą sluoksnį, kuriame hidrofilinės galvutės. nukreipti į vandenį, o hidrofobinės uodegos viena prieš kitą. Uodegos yra šio dvigubo sluoksnio viduje. Lipidinio sluoksnio buvimas sudaro uždarą erdvę, izoliuoja citoplazmą nuo supančios vandens aplinkos ir sukuria kliūtis vandeniui ir jame tirpioms medžiagoms praeiti per ląstelės membraną. Tokio lipidinio dvigubo sluoksnio storis yra apie 5 nm.

Membranoje taip pat yra baltymų. Jų molekulės pagal tūrį ir masę yra 40-50 kartų didesnės už membraninių lipidų molekules. Dėl baltymų membranos storis siekia -10 nm. Nepaisant to, kad bendroji baltymų ir lipidų masė daugumoje membranų yra beveik vienoda, baltymų molekulių skaičius membranoje yra dešimt kartų mažesnis nei lipidų molekulių. Paprastai baltymų molekulės yra išsklaidytos. Jie tarsi ištirpę membranoje, gali joje judėti ir keisti savo padėtį. Dėl šios priežasties membranos struktūra buvo vadinama skysta mozaika. Lipidų molekulės taip pat gali judėti išilgai membranos ir netgi peršokti iš vieno lipidų sluoksnio į kitą. Vadinasi, membrana turi takumo požymių ir tuo pat metu turi savybę savaime susijungti, gali atsigauti po pažeidimų dėl lipidų molekulių savybės išsirikiuoti į dvigubą lipidų sluoksnį.

Baltymų molekulės gali prasiskverbti per visą membraną taip, kad jų galinės dalys išsikištų už skersinių ribų. Tokie baltymai vadinami transmembraninis arba integralas. Taip pat yra baltymų, kurie tik iš dalies panardinami į membraną arba yra ant jos paviršiaus.

Ląstelių membranos baltymai atlieka daugybę funkcijų. Kiekvienos funkcijos įgyvendinimui ląstelės genomas yra konkretaus baltymo sintezės veiksnys. Net ir gana paprastoje eritrocitų membranoje yra apie 100 skirtingų baltymų. Tarp svarbiausių membraninių baltymų funkcijų yra: 1) receptorius – sąveika su signalinėmis molekulėmis ir signalo perdavimas į ląstelę; 2) transportavimas – medžiagų pernešimas per membranas ir mainų tarp citozolio ir aplinkos užtikrinimas. Yra kelių tipų baltymų molekulės (translokazės), kurios užtikrina transmembraninį transportą. Tarp jų yra baltymų, kurie sudaro kanalus, kurie prasiskverbia pro membraną ir per juos vyksta tam tikrų medžiagų difuzija tarp citozolio ir tarpląstelinės erdvės. Tokie kanalai dažniausiai yra selektyvūs jonams; praleidžia tik vienos medžiagos jonus. Taip pat yra kanalų, kurių selektyvumas mažesnis, pavyzdžiui, jie praleidžia Na + ir K +, K + ir C1 ~ jonus. Taip pat yra nešančių baltymų, kurie užtikrina medžiagos pernešimą per membraną, keisdami jos padėtį šioje membranoje; 3) adhezyvas – baltymai kartu su angliavandeniais dalyvauja įgyvendinant adheziją (sulipina, sulipdo ląsteles imuninių reakcijų metu, sujungia ląsteles į sluoksnius ir audinius); 4) fermentiniai – kai kurie į membraną įterpti baltymai veikia kaip katalizatoriai biocheminėms reakcijoms, kurių eiga galima tik kontaktuojant su ląstelių membranomis; 5) mechaniniai – baltymai suteikia membranų tvirtumą ir elastingumą, jų ryšį su citoskeletu. Pavyzdžiui, eritrocituose šį vaidmenį atlieka spektrino baltymas, kuris tinklelio pavidalu yra pritvirtintas prie vidinio eritrocitų membranos paviršiaus ir turi ryšį su tarpląsteliniais baltymais, kurie sudaro citoskeletą. Tai suteikia eritrocitams elastingumo, gebėjimo keisti ir atkurti formą praeinant kraujo kapiliarais.

Angliavandeniai sudaro tik 2-10% membranos masės, jų kiekis skirtingos ląstelės keičiamas. Angliavandenių dėka atliekama tam tikra tarpląstelinė sąveika, jie dalyvauja ląstelėje atpažįstant svetimus antigenus ir kartu su baltymais sukuria savotišką savo ląstelės paviršiaus membranos antigeninę struktūrą. Pagal tokius antigenus ląstelės atpažįsta viena kitą, susijungia į audinį ir trumpam laikosi kartu, kad perduotų signalines molekules. Baltymų junginiai su cukrumi vadinami glikoproteinais. Jei angliavandeniai derinami su lipidais, tada tokios molekulės vadinamos glikolipidais.

Dėl į membraną įtrauktų medžiagų sąveikos ir santykinio jų išsidėstymo tvarkingumo ląstelės membrana įgyja nemažai savybių ir funkcijų, kurių negalima redukuoti į paprastą ją sudarančių medžiagų savybių sumą.

Ląstelių membranų funkcijos ir jų įgyvendinimo mechanizmai

Į pagrindinįląstelių membranų funkcijos priskiriamas membranos (barjeros), skiriančios citozolį, sukūrimui

^ paspaudus aplinka, Ir demarkacija Ir ląstelės forma; apie tarpląstelinių kontaktų užtikrinimą, kartu su panie membranos (sukibimas). Svarbus tarpląstelinis sukibimas ° Aš sujungiu to paties tipo ląsteles į audinį, formuoju gis- hematinis barjerai, imuninių reakcijų įgyvendinimas; Ir sąveika su jais, taip pat signalų perdavimas į ląstelę; 4) aprūpinimas membraniniais baltymais-fermentais biocheminių medžiagų katalizei reakcijos, einantis į beveik membraninį sluoksnį. Kai kurie iš šių baltymų taip pat veikia kaip receptoriai. Ligando prisijungimas prie stakimireceptoriaus suaktyvina jo fermentines savybes; 5) Membranos poliarizacijos užtikrinimas, skirtumo generavimas elektrinis potencialai tarp lauko Ir vidinis pusėje membranos; 6) ląstelės imuninio specifiškumo sukūrimas dėl antigenų buvimo membranos struktūroje. Antigenų vaidmenį, kaip taisyklė, atlieka virš membranos paviršiaus išsikišusios baltymų molekulių sekcijos ir su jomis susijusios angliavandenių molekulės. Imuninis specifiškumas yra svarbus, kai ląstelės susijungia į audinį ir sąveikauja su imuninės sistemos stebėjimo ląstelėmis organizme; 7) užtikrinti selektyvų medžiagų pralaidumą per membraną ir jų transportavimą tarp citozolio ir aplinkos (žr. toliau).

Aukščiau pateiktas ląstelių membranų funkcijų sąrašas rodo, kad jos įvairiapusiškai dalyvauja neurohumoralinio reguliavimo mechanizmuose organizme. Nežinant daugybės membraninių struktūrų teikiamų reiškinių ir procesų, neįmanoma suprasti ir sąmoningai atlikti tam tikrų diagnostinių procedūrų ir gydymo priemonių. Pavyzdžiui, norint teisingai pritaikyti daugelį vaistinių medžiagų reikia žinoti, kiek kiekvienas iš jų prasiskverbia iš kraujo į audinių skystį ir į citozolį.

difuzinis ir aš ir medžiagų pernešimas per ląsteles membranos. Medžiagų perėjimas per ląstelių membranas vyksta dėl skirtingų difuzijos tipų arba aktyvių

transporto.

paprasta difuzija atliekama dėl tam tikros medžiagos koncentracijos gradientų, elektros krūvio ar osmosinio slėgio tarp ląstelės membranos šonų. Pavyzdžiui, vidutinis natrio jonų kiekis kraujo plazmoje yra 140 mM / l, o eritrocituose - maždaug 12 kartų mažiau. Šis koncentracijos skirtumas (gradientas) sukuria varomąją jėgą, užtikrinančią natrio perėjimą iš plazmos į raudonuosius kraujo kūnelius. Tačiau tokio perėjimo greitis yra mažas, nes membrana turi labai mažą pralaidumą Na + jonams, šios membranos pralaidumas kaliui yra daug didesnis. Ląstelių metabolizmo energija nėra eikvojama paprastos difuzijos procesams. Paprastosios difuzijos greičio padidėjimas yra tiesiogiai proporcingas medžiagos koncentracijos gradientui tarp membranos kraštų.

Palengvinta difuzija, kaip ir paprastas, jis vadovaujasi koncentracijos gradientu, tačiau nuo paprasto skiriasi tuo, kad tam tikros nešiklio molekulės būtinai dalyvauja pereinant medžiagai per membraną. Šios molekulės prasiskverbia pro membraną (gali sudaryti kanalus) arba bent jau yra su ja susijusios. Gabenama medžiaga turi susisiekti su vežėju. Po to transporteris pakeičia savo lokalizaciją membranoje arba jos konformaciją taip, kad medžiaga tiekiama į kitą membranos pusę. Jei medžiagai pereinant per membraną būtinas nešiklio dalyvavimas, tada vietoj termino dažnai vartojamas terminas „difuzija“. medžiagos pernešimas per membraną.

Esant palengvintai difuzijai (priešingai nei paprastam), jei padidėja medžiagos transmembraninės koncentracijos gradientas, tada jos prasiskverbimo per membraną greitis didėja tik tol, kol dalyvauja visi membranos nešikliai. Toliau didėjant tokiam gradientui, transporto greitis išliks nepakitęs; tai vadinama prisotinimo reiškinys. Medžiagų transportavimo palengvintos difuzijos būdu pavyzdžiai: gliukozės pernešimas iš kraujo į smegenis, aminorūgščių ir gliukozės reabsorbcija iš pirminio šlapimo į kraują inkstų kanalėliuose.

mainų difuzija - medžiagų transportavimas, kurio metu gali keistis tos pačios medžiagos molekulės, esančios priešingose ​​membranos pusėse. Medžiagos koncentracija kiekvienoje membranos pusėje išlieka nepakitusi.

Keitimosi difuzijos pokytis – vienos medžiagos molekulės pakeitimas viena ar keliomis kitos medžiagos molekulėmis. Pavyzdžiui, kraujagyslių ir bronchų lygiųjų raumenų skaidulose vienas iš Ca 2+ jonų pašalinimo iš ląstelės būdų yra jų pakeitimas ekstraląsteliniais Na + jonais Trims įeinantiems natrio jonams iš ląstelės pašalinamas vienas kalcio jonas. ląstelė. Sukuriamas tarpusavyje susijęs natrio ir kalcio judėjimas per membraną priešingomis kryptimis (šis transportavimo būdas vadinamas antiportas). Taigi ląstelė išsilaisvina nuo Ca 2+ pertekliaus, ir tai yra būtina sąlyga lygiųjų raumenų skaidulų atsipalaidavimui. Žinios apie jonų pernešimo per membranas mechanizmus ir šiam transportavimui įtakos turinčius būdus yra būtina sąlyga ne tik norint suprasti gyvybinių funkcijų reguliavimo mechanizmus, bet ir teisingai parinkti vaistus, skirtus daugeliui ligų (hipertenzijai) gydyti. , bronchinė astma, širdies aritmijos, vandens druskos metabolizmas ir pan.).

aktyvus transportas skiriasi nuo pasyviojo tuo, kad prieštarauja medžiagos koncentracijos gradientams, naudojant ATP energiją, kuri susidaro dėl ląstelių metabolizmo. Aktyvaus transporto dėka galima įveikti ne tik koncentracijos, bet ir elektrinio gradiento jėgas. Pavyzdžiui, aktyviai pernešant Na + iš ląstelės, įveikiamas ne tik koncentracijos gradientas (išorėje Na + kiekis yra 10-15 kartų didesnis), bet ir elektrinio krūvio varža (išorėje – ląstelės membrana). didžiojoje daugumoje ląstelių yra teigiamai įkrautas, ir tai sukuria neutralizaciją teigiamai įkrauto Na + išsiskyrimui iš ląstelės).

Aktyvų Na + transportavimą užtikrina baltymas Na +, nuo K + priklausoma ATPazė. Biochemijoje prie baltymo pavadinimo pridedama galūnė „aza“, jei jis turi fermentinių savybių. Taigi, pavadinimas nuo Na + , K + priklausoma ATPazė reiškia, kad ši medžiaga yra baltymas, skaidantis adenozino trifosforo rūgštį tik esant privalomai sąveikai su Na + ir K + jonais, natrio jonais ir dviejų kalio jonų pernešimu į ląstelė.

Taip pat yra baltymų, kurie aktyviai perneša vandenilio, kalcio ir chloro jonus. Skeleto raumenų skaidulose nuo Ca 2+ priklausoma ATPazė yra įmontuota į sarkoplazminio tinklo membranas, kurios formuoja tarpląstelinius konteinerius (cisterną, išilginius vamzdelius), kuriuose kaupiasi Ca 2+ Kalcio siurblys dėl ATP skilimo energijos perneša. Ca 2+ jonai iš sarkoplazmos patenka į tinklinio audinio cisternas ir gali jose sukurti Ca + koncentraciją, artėjančią prie 1 (G 3 M, t. y. 10 000 kartų didesnę nei pluošto sarkoplazmoje.

antrinis aktyvusis transportas pasižymi tuo, kad medžiaga pernešama per membraną dėl kitos medžiagos, kuriai yra aktyvus transportavimo mechanizmas, koncentracijos gradiento. Dažniausiai antrinis aktyvus pernešimas vyksta naudojant natrio gradientą, t.y. Na + eina per membraną link mažesnės koncentracijos ir traukia su savimi kitą medžiagą. Šiuo atveju dažniausiai naudojamas specifinis baltymas nešiklis, įmontuotas į membraną.

Pavyzdžiui, amino rūgščių ir gliukozės pernešimas iš pirminio šlapimo į kraują, atliekamas pradinėje inkstų kanalėlių dalyje, vyksta dėl to, kad kanalėlių membrana transportuoja baltymą. epitelis jungiasi su aminorūgštimi ir natrio jonu, ir tik tada pakeičia savo padėtį membranoje taip, kad aminorūgštis ir natrį perneštų į citoplazmą. Kad būtų toks transportas, būtina, kad natrio koncentracija ląstelės išorėje būtų daug didesnė nei viduje.

Norint suprasti humoralinio reguliavimo mechanizmus organizme, būtina žinoti ne tik ląstelių membranų sandarą ir pralaidumą įvairioms medžiagoms, bet ir sudėtingesnių darinių, esančių tarp kraujo ir įvairių organų audinių, struktūrą bei pralaidumą.

Histohematinių barjerų (HGB) fiziologija. Histohematiniai barjerai yra morfologinių, fiziologinių ir fizikinių ir cheminių mechanizmų derinys, kuris veikia kaip visuma ir reguliuoja kraujo ir organų sąveiką. Kuriant kūno ir atskirų organų homeostazę dalyvauja histohematiniai barjerai. Dėl HGB buvimo kiekvienas organas gyvena savo ypatingoje aplinkoje, kuri pagal atskirų sudedamųjų dalių sudėtį gali labai skirtis nuo kraujo plazmos. Ypač galingi barjerai egzistuoja tarp kraujo ir smegenų, lytinių liaukų kraujo ir audinių, akies kraujo ir kameros drėgmės. Tiesioginis sąlytis su krauju turi barjerinį sluoksnį, kurį sudaro kraujo kapiliarų endotelis, tada ateina bazinė membrana su spericitais (vidurinis sluoksnis), o po to - papildomos organų ir audinių ląstelės (išorinis sluoksnis). Histohematiniai barjerai, keičiantys jų pralaidumą įvairioms medžiagoms, gali apriboti arba palengvinti jų patekimą į organą. Daugeliui toksiškų medžiagų jie yra nepralaidūs. Tai yra jų apsauginė funkcija.

Kraujo ir smegenų barjeras (BBB) ​​- tai visuma morfologinių struktūrų, fiziologinių ir fizikinių ir cheminių mechanizmų, kurie veikia kaip visuma ir reguliuoja kraujo ir smegenų audinio sąveiką. BBB morfologinis pagrindas yra smegenų kapiliarų endotelis ir bazinė membrana, intersticiniai elementai ir glikokaliksas, neuroglijos, kurių savotiškos ląstelės (astrocitai) savo kojomis dengia visą kapiliaro paviršių. Barjeriniai mechanizmai taip pat apima kapiliarų sienelių endotelio transportavimo sistemas, įskaitant pino- ir egzocitozę, endoplazminį tinklą, kanalų formavimąsi, fermentų sistemas, kurios modifikuoja arba naikina gaunamas medžiagas, taip pat baltymus, kurie veikia kaip nešikliai. Smegenų kapiliarų endotelio membranų struktūroje, taip pat daugelyje kitų organų, buvo rasta akvaporino baltymų, kurie sukuria kanalus, kurie selektyviai praleidžia vandens molekules.

Smegenų kapiliarai skiriasi nuo kitų organų kapiliarų tuo, kad endotelio ląstelės sudaro ištisinę sienelę. Sąlyčio taškuose išoriniai endotelio ląstelių sluoksniai susilieja, sudarydami vadinamąsias sandarias jungtis.

Tarp BBB funkcijų yra apsauginė ir reguliuojanti. Jis apsaugo smegenis nuo pašalinių ir toksiškų medžiagų poveikio, dalyvauja medžiagų pernešime tarp kraujo ir smegenų ir taip sukuria smegenų tarpląstelinio skysčio ir smegenų skysčio homeostazę.

Hematoencefalinis barjeras yra selektyviai pralaidus įvairioms medžiagoms. Kai kurios biologiškai aktyvios medžiagos (pavyzdžiui, katecholaminai) praktiškai nepraeina pro šį barjerą. Išimtis yra tik maži barjero plotai pasienyje su hipofize, epifize ir kai kuriomis pagumburio sritimis, kur BBB pralaidumas visoms medžiagoms yra didelis. Šiose vietose buvo aptikti tarpai arba kanalai, prasiskverbiantys į endotelį, per kuriuos medžiagos iš kraujo prasiskverbia į smegenų audinio ekstraląstelinį skystį arba į pačius neuronus.

Didelis BBB pralaidumas šiose srityse leidžia biologiškai aktyvioms medžiagoms pasiekti tuos pagumburio ir liaukų ląstelių neuronus, ant kurių užsidaro neuroendokrininių organizmo sistemų reguliavimo grandinė.

Būdingas BBB veikimo bruožas yra medžiagų pralaidumo reguliavimas, atitinkantis vyraujančias sąlygas. Reguliavimą lemia: 1) atvirų kapiliarų srities pokyčiai, 2) kraujo tėkmės greičio pokyčiai, 3) ląstelių membranų ir tarpląstelinės medžiagos būklės pokyčiai, ląstelių fermentų sistemų aktyvumas, pinotas ir egzocitozė.

Manoma, kad BBB, nors ir sukuria didelę kliūtį medžiagoms prasiskverbti iš kraujo į smegenis, tuo pačiu gerai perduoda šias medžiagas priešinga kryptimi iš smegenų į kraują.

BBB pralaidumas įvairioms medžiagoms labai skiriasi. Riebaluose tirpios medžiagos, kaip taisyklė, lengviau įsiskverbia į BBB nei vandenyje tirpios medžiagos. Palyginti lengvai prasiskverbia deguonis, anglies dioksidas, nikotinas, etilo alkoholis, heroinas, riebaluose tirpūs antibiotikai (chloramfenikolis ir kt.).

Lipiduose netirpi gliukozė ir kai kurios nepakeičiamos aminorūgštys negali patekti į smegenis paprastos difuzijos būdu. Juos atpažįsta ir gabena specialūs vežėjai. Transporto sistema yra tokia specifinė, kad išskiria D- ir L-gliukozės stereoizomerus.D-gliukozė transportuojama, o L-gliukozė ne. Šį transportą užtikrina į membraną įmontuoti baltymai-nešikliai. Transportas nejautrus insulinui, tačiau jį slopina citocholazinas B.

Panašiai pernešamos ir didelės neutralios aminorūgštys (pvz., fenilalaninas).

Taip pat yra aktyvus transportas. Pavyzdžiui, dėl aktyvaus pernešimo prieš koncentracijos gradientus Na + K + jonai pernešami aminorūgštis glicinas, kuris veikia kaip slopinamasis tarpininkas.

Pateiktos medžiagos apibūdina biologiškai svarbių medžiagų prasiskverbimo per biologinius barjerus būdus. Jie yra būtini norint suprasti humoralą davinius organizme.

Kontroliniai klausimai ir užduotys

Kokios yra pagrindinės sąlygos palaikyti gyvybinę organizmo veiklą?

Kokia yra organizmo sąveika su išorine aplinka? Apibrėžkite prisitaikymo prie egzistencijos aplinkos sampratą.

Kokia yra kūno ir jo komponentų vidinė aplinka?

Kas yra homeostazė ir homeostatinės konstantos?

Įvardykite standžiųjų ir plastinių homeostatinių konstantų svyravimo ribas. Apibrėžkite jų cirkadinio ritmo sąvoką.

Išvardykite svarbiausias homeostatinio reguliavimo teorijos sąvokas.

7 Apibrėžkite dirginimą ir dirgiklius. Kaip klasifikuojami dirgikliai?

Kuo „receptoriaus“ sąvoka skiriasi molekuliniu biologiniu ir morfofunkciniu požiūriu?

Apibrėžkite ligandų sąvoką.

Kas yra fiziologinis reguliavimas ir uždaro ciklo reguliavimas? Kokie jo komponentai?

Įvardykite grįžtamojo ryšio tipus ir vaidmenį.

Pateikite homeostatinio reguliavimo nustatyto taško sąvokos apibrėžimą.

Kokie yra reguliavimo sistemų lygiai?

Kokia yra nervų ir humoralinio reguliavimo organizme vienybė ir skiriamieji bruožai?

Kokie yra humoralinio reguliavimo tipai? Pateikite jiems aprašymą.

Kokia yra ląstelių membranų struktūra ir savybės?

17 Kokias funkcijas atlieka ląstelių membranos?

Kas yra medžiagų difuzija ir pernešimas per ląstelių membranas?

Pateikite aktyvaus membraninio transportavimo aprašymą ir pavyzdžius.

Apibrėžkite histohematinių barjerų sąvoką.

Kas yra kraujo ir smegenų barjeras ir koks jo vaidmuo? t;

STRUKTŪRA, FUNKCIJOS

Žmogus turi nuolat reguliuoti fiziologiniai procesai atsižvelgdami į savo poreikius ir aplinkos pokyčius. Nuolatiniam fiziologinių procesų reguliavimui įgyvendinti naudojami du mechanizmai: humoralinis ir nervinis.

Neurohumoralinio valdymo modelis pagrįstas dviejų sluoksnių neuroninio tinklo principu. Formalių neuronų vaidmenį pirmame mūsų modelio sluoksnyje atlieka receptoriai. Antrasis sluoksnis susideda iš vieno formalaus neurono – širdies centro. Jo įvesties signalai yra receptorių išvesties signalai. Neurohumoralinio faktoriaus išvesties vertė perduodama išilgai antrojo sluoksnio formalaus neurono vienintelio aksono.

Vyriški lytiniai hormonai reguliuoja kūno augimą ir vystymąsi, antrinių lytinių požymių atsiradimą – ūsų augimą, būdingo kitų kūno dalių plaukuotumo atsiradimą, balso grubėjimą, kūno sudėjimo pokyčius.

Moteriški lytiniai hormonai reguliuoja antrinių moterų lytinių požymių raidą – aukštą balsą, suapvalėjusias kūno formas, pieno liaukų vystymąsi, kontroliuoja lytinius ciklus, nėštumo ir gimdymo eigą. Abiejų tipų hormonus gamina tiek vyrai, tiek moterys.

organizmas

Ląstelių, audinių ir organų funkcijų reguliavimas, tarpusavio ryšys, t.y. organizmo vientisumą, o organizmo ir išorinės aplinkos vienovę vykdo nervų sistema ir humoralinis kelias. Kitaip tariant, turime du funkcijų reguliavimo mechanizmus – nervinį ir humoralinį.

Nervų reguliavimą vykdo nervų sistema, smegenys ir nugaros smegenys per nervus, kurie aprūpina visus mūsų kūno organus. Organizmą nuolat veikia tam tikri dirgikliai. Į visus šiuos dirgiklius organizmas reaguoja tam tikra veikla arba, kaip įprasta kurti, organizmo funkcijos prisitaiko prie nuolat kintančių aplinkos sąlygų. Taigi oro temperatūros mažėjimą lydi ne tik kraujagyslių susiaurėjimas, bet ir medžiagų apykaitos padidėjimas ląstelėse ir audiniuose, taigi ir šilumos gamybos padidėjimas. Dėl to nusistovi tam tikra pusiausvyra tarp šilumos perdavimo ir šilumos susidarymo, nevyksta organizmo hipotermija, palaikoma kūno temperatūros pastovumas. Maistinis burnos juostelių skonio pumpurų sudirginimas sukelia seilių ir kitų virškinimo sulčių išsiskyrimą. kurių įtakoje vyksta maisto virškinimas. Dėl to į ląsteles ir audinius patenka reikalingos medžiagos, susidaro tam tikra pusiausvyra tarp disimiliacijos ir asimiliacijos. Pagal šį principą vyksta kitų organizmo funkcijų reguliavimas.

Nervų reguliavimas yra refleksinio pobūdžio. Receptoriais suvokiami įvairūs dirgikliai. Gautas sužadinimas iš receptorių per jutimo nervus perduodamas į centrinę nervų sistemą, o iš ten per motorinius nervus į organus, kurie atlieka tam tikrą veiklą. Tokios organizmo reakcijos į dirgiklius atliekamos per centrinę nervų sistemą. paskambino refleksai. Kelias, kuriuo reflekso metu perduodamas sužadinimas, vadinamas refleksinis lankas. Refleksai yra įvairūs. I.P. Pavlovas visus refleksus suskirstė į besąlyginis ir sąlyginis. Besąlyginiai refleksai yra įgimti refleksai, kurie yra paveldimi. Tokių refleksų pavyzdys yra vazomotoriniai refleksai (kraujagyslių susiaurėjimas arba išsiplėtimas, reaguojant į odos dirginimą šaltyje ar karštyje), seilėtekis (seilės, kai maistas dirgina skonio receptorius) ir daugelis kitų.

Sąlyginiai refleksai yra įgyti refleksai, jie vystomi per visą gyvūno ar žmogaus gyvenimą. Šie refleksai atsiranda

tik tam tikromis sąlygomis ir gali išnykti. Sąlyginių refleksų pavyzdys – seilių išsiskyrimas pamačius maistą, užuodus maistą ir net apie jį kalbant žmoguje.

Humorinis reguliavimas (Humoras – skystis) vyksta per kraują ir kitus skysčius bei sudedamąsias dalis vidinė aplinka organizmas, įvairios cheminės medžiagos, kurios gaminamos pačiame organizme arba ateina iš išorinės aplinkos. Tokių medžiagų pavyzdžiai yra endokrininių liaukų išskiriami hormonai ir vitaminai, kurie į organizmą patenka su maistu. Cheminės medžiagos krauju pernešamos po visą kūną ir veikia įvairias funkcijas, ypač medžiagų apykaitą ląstelėse ir audiniuose. Be to, kiekviena medžiaga veikia tam tikrą procesą, vykstantį tam tikrame organe.

nervingas ir humoralinis mechanizmas s funkcijų reguliavimas yra tarpusavyje susiję. Taigi nervų sistema daro reguliuojamąją įtaką organams ne tik tiesiogiai per nervus, bet ir per endokrinines liaukas, keisdama hormonų susidarymo šiuose organuose ir patekimo į kraują intensyvumą.

Savo ruožtu daugelis hormonų ir kitų medžiagų veikia nervų sistemą.

Gyvame organizme nervinis ir humoralinis įvairių funkcijų reguliavimas vykdomas savireguliacijos principu, t.y. automatiškai. Pagal šį reguliavimo principą tam tikrame lygyje palaikomas kraujospūdis, kraujo sudėties ir fizikinių bei cheminių savybių pastovumas, kūno temperatūra. griežtai koordinuotai kinta medžiagų apykaita, fizinio darbo metu širdies, kvėpavimo ir kitų organų sistemų veikla ir kt.

Dėl to išlaikomos tam tikros santykinai pastovios sąlygos, kuriose vyksta organizmo ląstelių ir audinių veikla, arba, kitaip tariant, išlaikomas vidinės aplinkos pastovumas.

Reikia pažymėti, kad žmogaus nervų sistema atlieka pagrindinį vaidmenį reguliuojant gyvybinę organizmo veiklą.

Taigi žmogaus kūnas yra vientisa, vientisa, kompleksinė, savireguliuojanti ir besivystanti biologinė sistema, turinti tam tikras rezervines galimybes. Kuriame

žinoti, kad gebėjimas dirbti fizinį darbą gali padidėti daug kartų, bet iki tam tikros ribos. Tuo tarpu protinė veikla iš tikrųjų neturi jokių apribojimų vystytis.

Sisteminga raumenų veikla leidžia tobulėti fiziologines funkcijas mobilizuoti organizmo atsargas, apie kurių egzistavimą daugelis net nežino. Reikėtų pažymėti, kad yra atvirkštinis procesas funkcionalumą kūno ir pagreitėjęs senėjimas sumažėjus fiziniam aktyvumui.

Fizinių pratimų metu gerinamas didesnis nervinis aktyvumas, gerėja centrinės nervų sistemos funkcijos. neuromuskulinis. širdies ir kraujagyslių, kvėpavimo, šalinimo ir kitų sistemų, medžiagų apykaitos ir energijos, taip pat jų neurohumoralinio reguliavimo sistema.

Žmogaus organizmas, naudodamasis vidinių procesų savireguliacijos savybėmis veikiant išoriniam poveikiui, realizuoja svarbiausią savybę – prisitaikymą prie besikeičiančių išorinių sąlygų, kuri yra lemiamas veiksnys lavinant fizines savybes ir motorinius įgūdžius treniruočių metu.

Leiskite mums išsamiau apsvarstyti fiziologinių pokyčių pobūdį mokymo procese.

Fizinis aktyvumas sukelia įvairius medžiagų apykaitos pokyčius, kurių pobūdis priklauso nuo darbo trukmės, galios ir dalyvaujančių raumenų skaičiaus. Mankštos metu vyrauja kataboliniai procesai, energijos substratų mobilizacija ir panaudojimas, kaupiasi tarpiniai medžiagų apykaitos produktai. Poilsio periodui būdingas anabolinių procesų vyravimas, rezervo kaupimas maistinių medžiagų sustiprinta baltymų sintezė.

Atkūrimo greitis priklauso nuo eksploatacijos metu atsirandančių pokyčių dydžio, tai yra, nuo apkrovos dydžio.

Poilsio laikotarpiu pašalinami medžiagų apykaitos pokyčiai, įvykę raumenų veiklos metu. Jei fizinės veiklos metu vyrauja kataboliniai procesai, energijos substratų mobilizacija ir panaudojimas, kaupiasi tarpiniai medžiagų apykaitos produktai, tai poilsio periodui būdingas anabolinių procesų vyravimas, maistinių medžiagų rezervo kaupimas, suaktyvėjusi baltymų sintezė.

Podarbiniu laikotarpiu didėja aerobinės oksidacijos intensyvumas, padidėja deguonies suvartojimas, t.y. deguonies skola pašalinama. Oksidacijos substratas – raumenų veiklos metu susidarantys tarpiniai medžiagų apykaitos produktai, pieno rūgštis, ketoniniai kūnai, keto rūgštys. Angliavandenių atsargos fizinio darbo metu, kaip taisyklė, gerokai sumažėja, todėl riebalų rūgštys tampa pagrindiniu oksidacijos substratu. Dėl padidėjusio lipidų vartojimo atsigavimo laikotarpiu sumažėja kvėpavimo koeficientas.

Atsigavimo periodui būdinga suaktyvėjusi baltymų biosintezė, kuri fizinio darbo metu slopinama, taip pat didėja galutinių baltymų apykaitos produktų (karbamido ir kt.) susidarymas ir išsiskyrimas iš organizmo.

Atsigavimo greitis priklauso nuo eksploatacijos metu atsirandančių pokyčių dydžio, t.y. apie apkrovos dydį, kuris schematiškai parodytas fig. 1

1 pav. Išlaidų ir šaltinių susigrąžinimo procesų schema

energija karinio intensyvumo raumenų veiklos metu

Pokyčiai, atsirandantys veikiant mažo ir vidutinio intensyvumo apkrovoms, atsistato lėčiau nei po padidinto ir ekstremalaus intensyvumo apkrovų, o tai paaiškinama gilesniais pokyčiais darbo laikotarpiu. Po padidinto intensyvumo krūvių, stebimo medžiagų apykaitos greičio, medžiagos ne tik pasiekia pradinį lygį, bet ir jį viršija. Šis padidėjimas virš pradinio lygio vadinamas super atsigavimas (super kompensacija). Jis registruojamas tik tada, kai apkrova viršija tam tikrą vertę, t.y. kai atsirandantys medžiagų apykaitos pokyčiai veikia ląstelės genetinį aparatą. Per didelio atsigavimo sunkumas ir jo trukmė tiesiogiai priklauso nuo apkrovos intensyvumo.

Pervargimo reiškinys yra svarbus (organo) prisitaikymo prie kintančių funkcionavimo sąlygų mechanizmas ir svarbus norint suprasti sporto treniruočių biocheminius pagrindus. Pažymėtina, kad kaip bendras biologinis modelis apima ne tik energetinės medžiagos kaupimą, bet ir baltymų sintezę, kuri visų pirma pasireiškia skeleto raumenų, širdies raumens darbinės hipertrofijos forma. . Po intensyvaus krūvio suaktyvėja daugybės fermentų sintezė (fermentų indukcija), padidėja kreatino fosfato, mioglobino koncentracija, įvyksta nemažai kitų pakitimų.

Nustatyta, kad aktyvi raumenų veikla skatina širdies ir kraujagyslių, kvėpavimo ir kitų organizmo sistemų aktyvumą. Bet kurioje žmogaus veikloje visi kūno organai ir sistemos veikia kartu, glaudžiai vieningai. Šis ryšys vykdomas nervų sistemos ir humoralinio (skysčių) reguliavimo pagalba.

Nervų sistema reguliuoja organizmo veiklą bioelektriniais impulsais. Pagrindiniai nerviniai procesai yra sužadinimas ir slopinimas, vykstantys nervinėse ląstelėse. Sužadinimas- nervinių ląstelių aktyvi būsena, kai perduoda dumblą, jos pačios nukreipia nervinius impulsus į kitas ląsteles: nervines, raumenines, liaukas ir kt. Stabdymas- nervinių ląstelių būsena, kai jų veikla nukreipta į atsigavimą.Pavyzdžiui, miegas – tai nervų sistemos būsena, kai slopinama didžioji dauguma centrinės nervų sistemos nervinių ląstelių.

Humoralinis reguliavimas vyksta per kraują, naudojant specialias chemines medžiagas (hormonus), kurias išskiria endokrininės liaukos, koncentracijos santykis CO2 ir O2 per kitus mechanizmus. Pavyzdžiui, priešstartinėje būsenoje, kai tikimasi intensyvaus fizinio krūvio, endokrininės liaukos (antinksčiai) į kraują išskiria specialų hormoną adrenaliną, kuris padeda stiprinti širdies ir kraujagyslių sistemos veiklą.

Humorinis ir nervinis reguliavimas vykdomas vieningai. Pagrindinis vaidmuo skiriamas centrinei nervų sistemai, smegenims, kurios yra tarsi centrinė būstinė, kontroliuojanti gyvybinę organizmo veiklą.

2.10.1. Refleksinė prigimtis ir motorinės veiklos refleksiniai mechanizmai

Nervų sistema veikia reflekso principu. Paveldimi refleksai, būdingi nervų sistemai nuo gimimo, jos sandaroje, jungtyse tarp nervinių ląstelių, vadinami besąlyginiais refleksais. Jungiasi ilgomis grandinėmis besąlyginiai refleksai yra instinktyvaus elgesio pagrindas. Žmonių ir aukštesniųjų gyvūnų elgesys grindžiamas sąlyginiais refleksais, kurie išsivysto gyvenimo procese besąlyginių refleksų pagrindu.

Žmogaus sportinė ir darbinė veikla, įskaitant motorinių įgūdžių įvaldymą, vykdoma pagal sąlyginių refleksų ir dinaminių stereotipų santykio su besąlyginiais refleksais principą.

Norint atlikti aiškius kryptingus judesius, būtina nuolat gauti signalus į centrinę nervų sistemą apie raumenų funkcinę būklę, apie jų susitraukimo, įtempimo ir atsipalaidavimo laipsnį, apie kūno laikyseną, apie sąnarių padėtį. ir lenkimo kampas juose.

Visa ši informacija perduodama iš sensorinių sistemų receptorių ir ypač iš motorinės sensorinės sistemos receptorių, iš vadinamųjų proprioreceptorių, kurie yra raumenų audinyje, fascijoje, sąnarių maišeliuose ir sausgyslėse.

Iš šių receptorių grįžtamojo ryšio principu ir refleksiniu mechanizmu CNS gauna visą informaciją apie tam tikro motorinio veiksmo atlikimą ir apie jo palyginimą su tam tikra programa.

Kiekvienas, net ir paprasčiausias judesys, reikalauja nuolatinės korekcijos, kurią suteikia informacija, ateinanti iš proprioreceptorių ir kitų jutimo sistemų. Kartojant motorinį veiksmą, impulsai iš receptorių pasiekia centrinėje nervų sistemoje esančius motorinius centrus, kurie atitinkamai keičia savo impulsus, einančius į raumenis, kad pagerintų mokomąjį judesį.

Dėl tokio sudėtingo refleksinio mechanizmo pagerėja motorinė veikla.

Motorinių įgūdžių ugdymas

Motoriniai įgūdžiai yra motorinių veiksmų forma, sukurta pagal mechanizmą sąlyginis refleksas kaip tinkamų sistemingų pratimų rezultatas.

Motorinių įgūdžių formavimo procesas nuosekliai eina per tris fazes: apibendrinimą, susikaupimą, automatizavimą.

Apibendrinimo fazė Jam būdingas sužadinimo proceso išsiplėtimas ir sustiprėjimas, dėl to į darbą įtraukiamos papildomos raumenų grupės, o dirbančių raumenų įtampa pasirodo esanti neprotingai didelė. Šioje fazėje judesiai yra suvaržyti, neekonomiški, prastai koordinuoti ir netikslūs.

Keičiasi apibendrinimo fazė koncentracijos fazė, kai per didelis sužadinimas dėl diferencijuoto slopinimo koncentruojasi dešiniosiose smegenų srityse. Dingsta per didelis judesių intensyvumas, jie tampa tikslūs, ekonomiški, atliekami laisvai, be įtampos, stabiliai.

IN automatizavimo fazėįgūdis išgryninamas ir įtvirtinamas, atskirų judesių atlikimas tampa tarsi automatinis, nereikia aktyvios sąmonės kontrolės, kurią galima perjungti į aplinką, sprendimo paieškas ir pan. Automatizuotas įgūdis išsiskiria dideliu tikslumu ir stabilumu atliekant visus jo sudedamuosius judesius.

Įgūdžių automatizavimas leidžia vienu metu atlikti kelis motorinius veiksmus.

Formuojant motoriką dalyvauja įvairūs analizatoriai: motorinis (proprioreceptinis), vestibulinis, klausos, regos, lytėjimo.

2.10.3 Aerobiniai, anaerobiniai procesai

Kad raumenų darbas tęstųsi, būtina, kad ATP resintezės greitis atitiktų jo suvartojimą. Yra trys pakartotinės sintezės būdai (darbo metu suvartoto ATP papildymas):

· aerobinis (kvėpavimo takų fosforilinimas);

· anaerobiniai mechanizmai;

· kreatino fosfatas ir anaerobinė glikolizė.

Praktiškai bet kuriame darbe (atliekant fizinius pratimus) energijos tiekimas vyksta dėl visų trijų ATP resintezės mechanizmų veikimo. Atsižvelgiant į šiuos skirtumus, visų rūšių fiziniai pratimai (fizinis darbas) buvo suskirstyti į du tipus. Vienas iš jų – aerobinis darbas (atlikimas) apima pratimus, atliekamus daugiausia dėl aerobinių energijos tiekimo mechanizmų: ATP resintezė vykdoma kvėpavimo fosforilinimo būdu, oksiduojant įvairius substratus, dalyvaujant deguoniui, patenkančiam į raumenų ląstelę. Antrasis darbo tipas – anaerobinis darbas (produktyvumas), šiam darbui priskiriami pratimai, kurių atlikimas kritiškai priklauso nuo anaerobinių ATP resintezės raumenyse mechanizmų. Kartais išskiriamas mišrus darbo tipas (aerobinis-anaerobinis), kai svariai prisideda tiek aerobiniai, tiek anaerobiniai energijos tiekimo mechanizmai.

BENDROSIOS HUMORALINĖS REGLAMENTAVIMO CHARAKTERISTIKOS

Humoralinis reguliavimas- tai savotiškas biologinis reguliavimas, kurio metu informacija perduodama naudojant biologiškai aktyvias chemines medžiagas, kurios per kūną pernešamos krauju ar limfa, taip pat difuzijos būdu tarpląsteliniame skystyje.

Humoralinio ir nervinio reguliavimo skirtumai:

1 Humoraliniame reguliavime informacijos nešėjas yra cheminė medžiaga, nerviniame – nervinis impulsas. 2 Humoralinio reguliavimo perkėlimas atliekamas kraujo, limfos tekėjimu, difuzijos būdu: nervinis - nervų laidininkų pagalba.

3 Humoralinis signalas sklinda lėčiau (kraujo tėkmės greitis kapiliaruose 0,03 cm/s) nei nervinis (nervų perdavimo greitis 120 m/s).

4 Humoralinis signalas neturi tokio tikslaus adresato (jis veikia principu „visi, visi, visi, kas atsiliepia“), kaip nervinis signalas (pavyzdžiui, nervinis impulsas perduodamas į piršto raumenį). Tačiau šis skirtumas nėra reikšmingas, nes ląstelės turi skirtingą jautrumą cheminėms medžiagoms. Todėl cheminės medžiagos veikia griežtai apibrėžtas ląsteles, būtent tas, kurios gali suvokti šią informaciją. didelis jautrumasį humoralinį faktorių vadinami tikslinės ląstelės.

5 Humorinis reguliavimas naudojamas norint pateikti atsakymus, kurių nereikia didelis greitis ir atlikimo tikslumas.

6 Humoralinis reguliavimas, kaip ir nervinis reguliavimas, vykdomas uždara reguliavimo grandine, kurioje visi jos elementai yra tarpusavyje sujungti (6.1 pav.). Humoralinio reguliavimo grandinėje nėra (kaip nepriklausomos struktūros) sekimo įrenginio (SP), nes jo funkcijas atlieka endokrininės ląstelės membranos receptoriai.

7 Į kraują ar limfą patekę humoraliniai veiksniai difunduoja į tarpląstelinį skystį, todėl jų veikimas gali plisti į šalia esančias organų ląsteles, tai yra jų įtaka lokali. Jie taip pat gali turėti tolimą poveikį, per atstumą išplisti į tikslines ląsteles.

Tarp biologiškai aktyvių medžiagų pagrindinį vaidmenį reguliuojant atlieka hormonai. Vietinis reguliavimas gali būti vykdomas ir dėl metabolitų, susidarančių visuose organizmo audiniuose, ypač jų intensyvios veiklos metu.

Hormonai skirstomi į tikrus ir audinius (6.2 pav.), tikri hormonai gamina endokrininės liaukos ir specializuotos ląstelės. Tikrieji hormonai sąveikauja su ląstelėmis, kurios vadinamos „taikiniais“, ir taip veikia organizmo funkcijas.

audinių hormonai gaminamas nespecializuotų ląstelių skirtingos rūšies. Jie dalyvauja vietiniame vidaus organų funkcijų reguliavime.

Signalizacija, kurią hormonai perduoda tikslinėms ląstelėms, gali būti vykdoma trimis būdais:

1 Tikri hormonai veikia per atstumą (tolimas) kadangi endokrininės liaukos arba endokrininės ląstelės išskiria į kraują hormonus, kuriuos jie perneša į tikslines ląsteles, todėl tokia signalizacijos sistema

RYŽIAI. 6.1.

RYŽIAI. 6.2.

paskambino endokrininė signalizacija (pavyzdžiui, skydliaukės hormonai, adenohipofizė, antinksčiai ir daugelis kitų).

2 Audinių hormonai per intersticinį skystį gali veikti netoliese esančias tikslines ląsteles. – Tai sistema parakrininis signalizavimas (pavyzdžiui, audinių hormonas histaminas, kurį išskiria skrandžio gleivinės enterochromafininės ląstelės, veikia skrandžio liaukų parietalines ląsteles).

3 Kai kurie hormonai gali reguliuoti tų ląstelių, kurios juos gamina, veiklą – tai yra sistema augrokrininė signalizacija (pavyzdžiui, hormonas insulinas reguliuoja jo gamybą kasos salelių beta ląstelėse).

Pagal cheminę struktūrą hormonai skirstomi į tris grupes:

1 Baltymai ir polipeptidai (pagumburio, hipofizės, kasos ir kt. hormonai)– Tai pati gausiausia hormonų grupė: jie tirpsta vandenyje ir plazmoje cirkuliuoja laisvi; sintetinamas endokrininėse ląstelėse ir saugomas sekrecinėse granulėse citoplazmoje; patekti į kraują egzocitozės būdu, koncentracija kraujyje yra 10-12-10-10 mol / l;

Amino rūgštyse ir jų dariniuose. Jie apima;

Antinksčių žievės hormonai - katecholaminai (adrenalinas, norepinefrinas), kurie yra vandenyje tirpūs ir aminorūgšties tirozino dariniai; išskiriamas ir saugomas citoplazmoje sekrecinėse granulėse; kraujyje cirkuliuoja laisvoje būsenoje: adrenalino koncentracija plazmoje – 2 10-10 mol/l. norepinefrinas - 13 10-10 mol / l;

Skydliaukės hormonai - tiroksinas, trijodtironinas; jie tirpūs riebaluose. Tai vienintelės organizmo medžiagos, kuriose yra jodo ir kurias gamina folikulinės ląstelės; išskiriami į kraują paprastos difuzijos būdu: dauguma jų krauju pernešami į surišta būsena su transportuojančiu baltymu – tiroksiną surišančiu globulinu; skydliaukės hormonų koncentracija plazmoje – 10-6 mol/l.

3 Steroidiniai hormonai (antinksčių žievės ir lytinių liaukų hormonai) yra cholesterolio dariniai ir tirpūs riebaluose; turi didelį lipidų tirpumą ir lengvai difunduoja per ląstelių membranas. Plazmoje jie cirkuliuoja surištoje būsenoje su transportiniais baltymais – steroidus surišančiais globulinais; koncentracija plazmoje -10-9 mol/l.

Latentinis hormonų laikotarpis- intervalas tarp paleidžiančio dirgiklio ir atsako, apimančio hormonus - gali trukti nuo kelių sekundžių, minučių, valandų ar dienų. Taigi, pieno liaukų sekrecija gali įvykti per kelias sekundes po hormono oksitocino įvedimo; metabolinės reakcijos į tiroksiną stebimos po 3 dienų.

inaktyvavimas Hormonai daugiausia atsiranda kepenyse ir inkstuose per fermentinius mechanizmus, tokius kaip hidrolizė, oksidacija, hidroksilinimas, dekarboksilinimas ir kt. Kai kurie hormonai iš organizmo išsiskiria su šlapimu ar išmatomis nežymiai (

At fiziologinis reguliavimas kūno funkcijos atliekamos optimaliu lygiu normaliam darbui, palaiko homeostatines sąlygas su medžiagų apykaitos procesais. Jos tikslas – užtikrinti, kad organizmas visada būtų prisitaikęs prie besikeičiančių aplinkos sąlygų.

Žmogaus kūne reguliavimo veiklą atspindi šie mechanizmai:

• nervų reguliavimas;

Nervinio ir humoralinio reguliavimo darbas yra bendras, jie yra glaudžiai susiję vienas su kitu. Cheminiai junginiai, reguliuojantys kūną, veikia neuronus, visiškai pakeičiant jų būklę. Atitinkamose liaukose išskiriami hormoniniai junginiai taip pat veikia NS. O liaukų, gaminančių hormonus, funkcijas kontroliuoja NS, kurios reikšmė, palaikant reguliavimo funkciją organizmui, yra didžiulė. Humoralinis faktorius yra neurohumoralinio reguliavimo dalis.

Reguliavimo pavyzdžiai

Reguliavimo aiškumas parodys pavyzdį, kaip kinta kraujo osmosinis slėgis, kai žmogus yra ištroškęs. Šio tipo slėgis padidėja dėl drėgmės trūkumo organizme. Tai veda prie osmosinių receptorių dirginimo. Susidaręs jaudulys nerviniais keliais perduodamas į centrinę nervų sistemą. Iš jo į hipofizę patenka daug impulsų, atsiranda stimuliacija, kai į kraują išsiskiria antidiurezinis hipofizės hormonas. Kraujyje hormonas prasiskverbia į lenktus inkstų kanalus, todėl padidėja drėgmės reabsorbcija iš glomerulų ultrafiltrato (pirminio šlapimo) į kraują. Dėl to sumažėja su vandeniu išskiriamo šlapimo kiekis, atsistato nuo normalių nukrypusių nuo normų nukrypęs organizmo osmosinis slėgis.

Esant per dideliam gliukozės kiekiui kraujyje, nervų sistema stimuliuoja endokrininio organo, gaminančio insulino hormoną, vidinės sekrecijos srities funkcijas. Jau kraujotakoje padidėjo insulino hormono suvartojimas, nereikalinga gliukozė dėl jos įtakos patenka į kepenis, raumenis glikogeno pavidalu. sustiprintas fizinis darbas skatina gliukozės suvartojimo didėjimą, sumažėja jos kiekis kraujyje, stiprėja antinksčių funkcijos. Adrenalino hormonas yra atsakingas už glikogeno pavertimą gliukoze. Taigi, nervinis reguliavimas, veikiantis intrasekrecines liaukas, stimuliuoja arba slopina svarbių aktyvių biologinių junginių funkcijas.

Humorinis gyvybinių organizmo funkcijų reguliavimas, priešingai nei nervinis, perduodant informaciją naudoja skirtingą skystą organizmo aplinką. Signalas perduodamas naudojant cheminius junginius:

• hormoninis;
• tarpininkas;
• elektrolitas ir daugelis kitų.

Humoralinis reguliavimas, kaip ir nervų reguliavimas, turi tam tikrų skirtumų.

• konkretaus adreso nėra. Biomedžiagų srautas tiekiamas į skirtingas organizmo ląsteles;
• informacija pateikiama mažu greičiu, kuris prilygsta bioaktyvių terpių srauto greičiui: nuo 0,5-0,6 iki 4,5-5 m/s;
• veiksmas ilgas.

Žmogaus organizmo gyvybinių funkcijų nervinis reguliavimas vyksta centrinės nervų sistemos ir PNS pagalba. Signalas perduodamas naudojant daugybę impulsų.

Šis reglamentas pasižymi savo skirtumais.

• yra konkretus adresas signalo pristatymui į konkretų organą, audinį;
• informacija perduodama dideliu greičiu. Impulso greitis ─ iki 115-119 m/s;
• trumpalaikis veiksmas.

Humoralinis reguliavimas

Humoralinis mechanizmas yra senovinė sąveikos forma, kuri išsivystė laikui bėgant.Žmogus turi keletą skirtingi variantaišio mechanizmo įgyvendinimą. Nespecifinis reguliavimo variantas yra vietinis.

Vietinis ląstelių reguliavimas atliekamas trimis metodais, kurių pagrindas yra signalų perdavimas junginiais vieno organo ar audinio ribose, naudojant:

• kūrybinis korinis bendravimas;
• paprasti metabolitų tipai;
• aktyvūs biologiniai junginiai.

Kūrybinio ryšio dėka vyksta tarpląstelinis informacijos apsikeitimas, reikalingas kryptingai koreguojant tarpląstelinę baltymų molekulių sintezę su kitais procesais, skirtais ląstelių transformacijai į audinius, diferenciacijai, vystymuisi su augimu ir dėl to audinyje esančių ląstelių, kaip vientisos daugialąstės sistemos, funkcijų atlikimas.

Metabolitas yra medžiagų apykaitos procesų produktas, jis gali veikti autokriniškai, tai yra pakeisti ląstelių veiklą, per kurią jis išsiskiria, arba parakriniškai, tai yra pakeisti ląstelės darbą, kai ląstelė yra prie to paties ribos. audinio, pasiekdamas jį per tarpląstelinį skystį. Pavyzdžiui, fizinio darbo metu kaupiantis pieno rūgščiai, plečiasi kraujagyslės, atnešančios kraują į raumenis, padidėja raumenų prisotinimas deguonimi, tačiau mažėja raumenų susitraukimo jėga. Taip veikia humoralinis reguliavimas.

Hormonai, esantys audiniuose, taip pat yra biologiškai aktyvūs junginiai - ląstelių metabolizmo produktai, tačiau turi sudėtingesnę cheminę struktūrą. Jie pateikiami:

• biogeniniai aminai;
• kininiai;
• angiotenzinų;
• prostaglandinai;
• endotelis ir kiti junginiai.

Šie junginiai keičia šias biofizines ląstelių savybes:

• membranos pralaidumas;
• energijos apykaitos procesų nustatymas;
• membranos potencialas;
• fermentinės reakcijos.

Jie taip pat prisideda prie antrinių mediatorių susidarymo ir keičia audinių aprūpinimą krauju.

BAS (biologiškai aktyvios medžiagos) reguliuoja ląsteles specialių ląstelių-membranų receptorių pagalba. Biologiškai aktyvios medžiagos taip pat moduliuoja reguliacinį poveikį, nes keičia ląstelių jautrumą nerviniam ir hormoniniam poveikiui, keisdamos ląstelių receptorių skaičių ir jų panašumą į įvairias informaciją nešančias molekules.

BAS, susidarę skirtinguose audiniuose, veikia autokriniškai ir parakriniškai, tačiau gali prasiskverbti į kraują ir veikti sistemiškai. Dalis jų (kininai) susidaro iš kraujo plazmoje esančių pirmtakų, todėl šios medžiagos, veikdamos lokaliai, netgi sukelia plačiai išplitusį poveikį, panašų į hormoninį.

Fiziologinis kūno funkcijų koregavimas atliekamas gerai koordinuotai NS ir humoralinės sistemos sąveikai. Nervų reguliavimas ir humoralinis reguliavimas sujungia kūno funkcijas, kad veiktų visapusiškai, o žmogaus kūnas veikia kaip visuma.

Žmogaus kūno sąveika su aplinkos sąlygomis vykdoma aktyvios NS pagalba, kurios veikimą lemia refleksai.

Kiekvienas organizmas, nesvarbu, ar vienaląstis, ar daugialąstis, yra vienas darinys. Visi jo organai yra glaudžiai susiję vienas su kitu ir yra valdomi bendro, tikslaus, gerai koordinuoto mechanizmo. Kuo aukščiau organizmas išsivystęs, tuo jis sudėtingesnis ir smulkesnis, tuo svarbesnė jam nervų sistema. Tačiau organizme vyksta ir vadinamasis humoralinis atskirų organų bei fiziologinių sistemų darbo reguliavimas ir koordinavimas. Tai atliekama naudojant specialias labai aktyvias chemines medžiagas, kurios organizmo gyvavimo metu kaupiasi kraujyje ir audiniuose.

Ląstelės, audiniai, organai į aplinkinių audinių skystį išskiria savo metabolizmo produktus, vadinamuosius metabolitus. Daugeliu atvejų tai yra paprasčiausi cheminiai junginiai, nuoseklių vidinių virsmų, vykstančių gyvojoje medžiagoje, galutiniai produktai. Vaizdžiai tariant, tai yra „gamybos atliekos“. Tačiau dažnai tokios atliekos pasižymi nepaprastu aktyvumu ir gali sukelti visą naujų fiziologinių procesų grandinę, naujų cheminių junginių ir specifinių medžiagų susidarymą.

Tarp sudėtingesnių medžiagų apykaitos produktų yra hormonai, kuriuos į kraują išskiria endokrininės liaukos (antinksčiai, hipofizė, skydliaukė, lytinės liaukos ir kt.), ir tarpininkai – nervinio sužadinimo perdavėjai. Tai yra galingos cheminės medžiagos, dažniausiai gana sudėtingos sudėties, dalyvaujančios daugumoje gyvybės procesų. Jie turi didžiausią įtaką įvairiems organizmo veiklos aspektams: veikia protinę veiklą, pablogina ar gerina nuotaiką, skatina fizinę ir protinę veiklą, skatina seksualinį aktyvumą. Meilė, pastojimas, vaisiaus vystymasis, augimas, brendimas, instinktai, emocijos, sveikata, ligos praeina mūsų gyvenime po endokrininės sistemos ženklu.

Gydymui naudojami endokrininių liaukų ekstraktai ir chemiškai gryni hormonų preparatai, dirbtinai gauti laboratorijoje. įvairių ligų. Vaistinėse parduodamas insulinas, kortizonas, tiroksinas, lytiniai hormonai. Išgryninti ir sintetiniai hormoniniai preparatai žmonėms duoda didelę naudą. Vidinės sekrecijos organų fiziologijos, farmakologijos ir patologijos doktrina pastaraisiais metais tapo viena svarbiausių šiuolaikinės biologijos šakų.

Tačiau gyvame organizme endokrininių liaukų ląstelės į kraują išskiria ne chemiškai gryną hormoną, o medžiagų kompleksus, kuriuose yra sudėtingų medžiagų apykaitos produktų (baltymų, lipidų, angliavandenių), glaudžiai susijusių su veikliąja medžiaga ir sustiprinančių arba susilpninančių jo veikimą. .

Visos šios nespecifinės medžiagos aktyviai dalyvauja harmoningai reguliuojant gyvybines organizmo funkcijas. Patekę į kraują, limfą, audinių skystį, jie atlieka svarbų vaidmenį humoraliniame fiziologinių procesų reguliavime per skystas terpes.

Humoralinis reguliavimas yra glaudžiai susijęs su nerviniu ir kartu su juo sudaro vieną neurohumoralinį organizmo reguliavimo adaptacijų mechanizmą. Nerviniai ir humoraliniai veiksniai yra taip glaudžiai susipynę vienas su kitu, kad nepriimtinas bet koks jų priešinimasis, taip pat nepriimtina organizme vykstančių funkcijų reguliavimo ir koordinavimo procesų skaidymas į autonominius joninius, vegetatyvinius, gyvūninius komponentus. Visos šios reguliavimo rūšys yra taip glaudžiai susijusios viena su kita, kad vieno iš jų pažeidimas, kaip taisyklė, dezorganizuoja kitus.

Ankstyvosiose evoliucijos stadijose, kai nėra nervų sistemos, ryšys tarp atskirų ląstelių ir net organų vyksta humoraliniu būdu. Tačiau vystantis nervų aparatui, jis tobulėja aukštesniuose lygmenyse fiziologinis vystymasis humoralinė sistema vis labiau pavaldi nervų sistemai.

Nervinio ir humoralinio reguliavimo ypatumai

Fiziologinių funkcijų reguliavimo mechanizmai tradiciškai skirstomi į nervinius ir humoralinius, nors iš tikrųjų jie sudaro vientisą reguliavimo sistemą, palaikančią homeostazę ir adaptacinę organizmo veiklą. Šie mechanizmai turi daugybę ryšių tiek nervų centrų veikimo lygmenyje, tiek perduodant signalo informaciją efektorinėms struktūroms. Pakanka pasakyti, kad įgyvendinant paprasčiausią refleksą, kaip elementarų nervų reguliavimo mechanizmą, signalų perdavimas iš vienos ląstelės į kitą vyksta per humoralinius veiksnius – neurotransmiterius. Jutimo receptorių jautrumas dirgiklių veikimui ir neuronų funkcinė būklė kinta veikiant hormonams, neuromediatoriams, daugeliui kitų biologiškai aktyvių medžiagų, taip pat paprasčiausių metabolitų ir mineralinių jonų (K + , Na + , Ca). -+ , C1~). Savo ruožtu nervų sistema gali suaktyvinti arba koreguoti humoralinį reguliavimą. Humoralinį reguliavimą organizme kontroliuoja nervų sistema.

Humoraliniai mechanizmai yra filogenetiškai senesni, jie yra net vienaląsčiuose gyvūnuose ir įgauna didelę įvairovę daugialąsčiuose organizmuose, o ypač žmonėms.

Nerviniai reguliavimo mechanizmai susiformavo filogenetiškai ir palaipsniui formuojasi žmogaus ontogenezėje. Toks reguliavimas įmanomas tik daugialąstėse struktūrose, kuriose yra nervinių ląstelių, kurios susijungia į nervų grandines ir sudaro refleksinius lankus.

Humoralinis reguliavimas vykdomas skleidžiant signalines molekules kūno skysčiuose pagal principą „visi, visi, visi“ arba „radijo ryšio“ principu.

Nervų reguliavimas atliekamas pagal principą „laiškas su adresu“, arba „telegrafo ryšys“. Signalai perduodami iš nervų centrų į griežtai apibrėžtas struktūras, pavyzdžiui, į tiksliai apibrėžtas raumenų skaidulas ar jų grupes konkrečiame raumenyje. Tik tokiu atveju galimi kryptingi, koordinuoti žmogaus judesiai.

Humoralinis reguliavimas, kaip taisyklė, vyksta lėčiau nei nervų reguliavimas. Signalo greitis (veikimo potencialas) greitose nervinėse skaidulose siekia 120 m/s, tuo tarpu signalinės molekulės pernešimo greitis kraujo tekėjimu arterijose yra maždaug 200 kartų, o kapiliaruose – tūkstančius kartų mažesnis.

Nervinio impulso patekimas į efektorinį organą beveik akimirksniu sukelia fiziologinį poveikį (pavyzdžiui, griaučių raumenų susitraukimą). Į daugelį hormoninių signalų reaguojama lėčiau. Pavyzdžiui, atsakas į skydliaukės hormonų ir antinksčių žievės veikimą pasireiškia po dešimčių minučių ir net valandų.

Humoraliniai mechanizmai yra itin svarbūs reguliuojant medžiagų apykaitos procesus, ląstelių dalijimosi greitį, audinių augimą ir specializaciją, brendimą, prisitaikymą prie besikeičiančių aplinkos sąlygų.

Sveiko organizmo nervų sistema įtakoja visą humoralinį reguliavimą ir ją koreguoja. Tačiau nervų sistema turi savo specifines funkcijas. Jis reguliuoja gyvybinius procesus, reikalaujančius greitos reakcijos, užtikrina signalų, ateinančių iš jutimo organų, odos ir vidaus organų jutimo receptorių, suvokimą. Reguliuoja griaučių raumenų tonusą ir susitraukimus, kurie užtikrina laikysenos palaikymą ir kūno judėjimą erdvėje. Nervų sistema užtikrina tokių psichinių funkcijų, kaip jutimas, emocijos, motyvacija, atmintis, mąstymas, sąmonė, pasireiškimą, reguliuoja elgesio reakcijas, kuriomis siekiama naudingo adaptacinio rezultato.

Humoralinis reguliavimas skirstomas į endokrininę ir vietinę. Endokrininis reguliavimas atliekamas dėl endokrininių liaukų (endokrininių liaukų), kurios yra specializuoti organai, išskiriantys hormonus, funkcionavimo.

Išskirtinis lokalaus humoralinio reguliavimo bruožas yra tas, kad ląstelės gaminamos biologiškai aktyvios medžiagos nepatenka į kraują, o veikia jas gaminančią ląstelę ir jos artimiausią aplinką, difuzijos dėka pasklinda per tarpląstelinį skystį. Toks reguliavimas skirstomas į medžiagų apykaitos reguliavimą ląstelėje dėl metabolitų, autokrinijas, parakrinijas, jukstakrinijas, sąveikas per tarpląstelinius kontaktus. Ląstelinės ir tarpląstelinės membranos vaidina svarbų vaidmenį visame humoraliniame reguliavime, apimančiame specifines signalines molekules.

1. Bendrosios hormonų savybės Hormonai – tai biologiškai aktyvios medžiagos, kurios nedideliais kiekiais sintetinamos specializuotose endokrininės sistemos ląstelėse ir per cirkuliuojančius skysčius (pavyzdžiui, kraują) patenka į tikslines ląsteles, kur atlieka reguliuojamąjį poveikį.
Hormonai, kaip ir kitos signalinės molekulės, turi tam tikrų bendrų savybių.
1) iš juos gaminančių ląstelių išsiskiria į tarpląstelinę erdvę;
2) nėra elementų struktūriniai komponentai ir nenaudojami kaip energijos šaltinis;
3) geba specifiškai sąveikauti su ląstelėmis, turinčiomis tam tikro hormono receptorius;
4) turi labai didelį biologinį aktyvumą – efektyviai veikia ląsteles esant labai mažoms koncentracijoms (apie 10 -6 -10 -11 mol/l).

2. Hormonų veikimo mechanizmai Hormonai veikia tikslines ląsteles.
Tikslinės ląstelės yra ląstelės, kurios specifiškai sąveikauja su hormonais, naudodamos specialius receptorių baltymus. Šie receptorių baltymai yra ant išorinės ląstelės membranos arba citoplazmoje, arba ant branduolinės membranos ir kitų ląstelės organelių.
Biocheminiai signalo perdavimo iš hormono į tikslinę ląstelę mechanizmai.
Bet kuris receptorių baltymas susideda iš mažiausiai dviejų domenų (regionų), kurie atlieka dvi funkcijas:
1) hormonų atpažinimas;
2) priimto signalo transformavimas ir perdavimas į ląstelę.
Kaip receptorių baltymas atpažįsta hormono molekulę, su kuria jis gali sąveikauti?
Viename iš receptoriaus baltymo domenų yra regionas, papildantis tam tikrą signalinės molekulės dalį. Receptoriaus surišimo su signaline molekule procesas yra panašus į fermento substrato komplekso susidarymo procesą ir gali būti nustatomas pagal giminingumo konstantos reikšmę.
Dauguma receptorių nėra gerai suprantami, nes juos išskirti ir išvalyti yra labai sunku, o kiekvieno tipo receptorių kiekis ląstelėse yra labai mažas. Tačiau žinoma, kad hormonai sąveikauja su savo receptoriais fizikiniu ir cheminiu būdu. Tarp hormono molekulės ir receptoriaus susidaro elektrostatinė ir hidrofobinė sąveika. Receptoriui prisijungus prie hormono, vyksta baltymo receptoriaus konformaciniai pokyčiai ir suaktyvėja signalinės molekulės kompleksas su receptoriaus baltymu. Aktyvioje būsenoje jis gali sukelti specifines tarpląstelines reakcijas, reaguodamas į gautą signalą. Jeigu sutrinka receptorių baltymų sintezė ar gebėjimas jungtis prie signalinių molekulių, atsiranda ligos – endokrininiai sutrikimai. Yra trys tokių ligų tipai.
1. Susijęs su nepakankama receptorių baltymų sinteze.
2. Susijęs su receptorių struktūros pokyčiais – genetiniais defektais.
3. Susijęs su receptorių baltymų blokavimu antikūnais.

Hormonų veikimo mechanizmai tikslinėms ląstelėms Priklausomai nuo hormono struktūros, yra dviejų tipų sąveika. Jei hormono molekulė yra lipofilinė (pavyzdžiui, steroidiniai hormonai), ji gali prasiskverbti į tikslinių ląstelių išorinės membranos lipidų sluoksnį. Jei molekulė yra didelė arba polinė, tada jos prasiskverbimas į ląstelę yra neįmanomas. Todėl lipofilinių hormonų receptoriai yra tikslinių ląstelių viduje, o hidrofilinių – išorinėje membranoje.
Hidrofilinių molekulių atveju veikia intraląstelinis signalo perdavimo mechanizmas, kad gautų ląstelių atsaką į hormoninį signalą. Tai atsitinka dalyvaujant medžiagoms, kurios vadinamos antraisiais tarpininkais. Hormonų molekulės yra labai įvairios formos, tačiau „antrųjų pasiuntinių“ – ne.
Signalo perdavimo patikimumas užtikrina labai didelį hormono afinitetą jo receptoriaus baltymui.
Kokie tarpininkai yra susiję su humoralinių signalų perdavimu ląstelėse?
Tai cikliniai nukleotidai (cAMP ir cGMP), inozitolio trifosfatas, kalcį surišantis baltymas – kalmodulinas, kalcio jonai, fermentai, dalyvaujantys ciklinių nukleotidų sintezėje, taip pat proteinkinazės – baltymų fosforilinimo fermentai. Visos šios medžiagos dalyvauja reguliuojant atskirų fermentų sistemų aktyvumą tikslinėse ląstelėse.
Išsamiau panagrinėkime hormonų veikimo mechanizmus ir tarpląsteliniai mediatoriai. Yra du pagrindiniai būdai perduoti signalą į tikslines ląsteles iš signalinių molekulių membraninis mechanizmas veiksmai:
1) adenilato ciklazės (arba guanilatciklazės) sistemos;
2) fosfoinozitido mechanizmas.
adenilato ciklazės sistema.
Pagrindiniai komponentai: membranos baltymų receptorius, G-baltymas, adenilato ciklazės fermentas, guanozintrifosfatas, proteinkinazės.
Be to, ATP reikalingas normaliam adenilato ciklazės sistemos funkcionavimui.
Receptoriaus baltymas G-baltymas, šalia kurio yra GTP ir fermentas (adenilato ciklazė), yra įmontuoti į ląstelės membraną.
Iki hormono veikimo momento šie komponentai yra disocijuoti, o susidarius signalinės molekulės kompleksui su receptoriaus baltymu, atsiranda G baltymo konformacijos pakitimų. Dėl to vienas iš G baltymo subvienetų įgyja galimybę jungtis prie GTP.
G-baltymo-GTP kompleksas aktyvina adenilato ciklazę. Adenilato ciklazė pradeda aktyviai konvertuoti ATP molekules į cAMP.
cAMP turi galimybę aktyvuoti specialius fermentus – baltymų kinazes, kurios katalizuoja įvairių baltymų fosforilinimo reakcijas dalyvaujant ATP. Tuo pačiu metu fosforo rūgšties liekanos yra įtrauktos į baltymų molekulių sudėtį. Pagrindinis šio fosforilinimo proceso rezultatas – pasikeitęs fosforilinto baltymo aktyvumas. Skirtingų tipų ląstelėse baltymai, turintys skirtingą funkcinę veiklą, yra fosforilinami dėl adenilato ciklazės sistemos aktyvavimo. Pavyzdžiui, tai gali būti fermentai, branduoliniai baltymai, membraniniai baltymai. Dėl fosforilinimo reakcijos baltymai gali tapti funkciškai aktyvūs arba neaktyvūs.
Tokie procesai lems biocheminių procesų greičio pokyčius tikslinėje ląstelėje.
Adenilato ciklazės sistemos aktyvacija trunka labai trumpai, nes G-baltymas, prisijungęs prie adenilato ciklazės, pradeda rodyti GTPazės aktyvumą. Po GTP hidrolizės G-baltymas atkuria savo konformaciją ir nustoja aktyvuoti adenilato ciklazę. Dėl to cAMP susidarymo reakcija sustoja.
Be adenilato ciklazės sistemos dalyvių, kai kurios tikslinės ląstelės turi receptorių baltymus, susietus su G baltymais, kurie slopina adenilato ciklazę. Tuo pačiu metu GTP-G baltymų kompleksas slopina adenilato ciklazę.
Sustojus cAMP formavimuisi, fosforilinimo reakcijos ląstelėje nesibaigia iš karto: tol, kol egzistuos cAMP molekulės, tol tęsis proteinkinazės aktyvacijos procesas. Siekiant sustabdyti cAMP veikimą, ląstelėse yra specialus fermentas – fosfodiesterazė, kuri katalizuoja 3,5"-ciklo-AMP hidrolizės reakciją į AMP.
Kai kurios medžiagos, slopinančios fosfodiesterazę (pavyzdžiui, alkaloidai kofeinas, teofilinas), padeda palaikyti ir padidinti ciklo-AMP koncentraciją ląstelėje. Veikiant šioms medžiagoms organizme, pailgėja adenilato ciklazės sistemos aktyvavimo trukmė, t.y., padidėja hormono veikimas.
Be adenilato ciklazės arba guanilato ciklazės sistemų, taip pat yra informacijos perdavimo mechanizmas tikslinės ląstelės viduje, dalyvaujant kalcio jonams ir inozitolio trifosfatui.
Inozitolio trifosfatas yra medžiaga, kuri yra sudėtingo lipido - inozitolio fosfatido - darinys. Jis susidaro dėl specialaus fermento - fosfolipazės "C", kuris aktyvuojamas dėl konformacinių pokyčių membranos receptoriaus baltymo intraceluliniame domene, veikimo rezultatas.
Šis fermentas hidrolizuoja fosfatidilinozitolio-4,5-bisfosfato molekulėje esantį fosfoesterio ryšį, todėl susidaro diacilglicerolis ir inozitolio trifosfatas.
Yra žinoma, kad dėl diacilglicerolio ir inozitolio trifosfato susidarymo padidėja jo koncentracija. jonizuotas kalcis ląstelės viduje. Tai lemia daugelio nuo kalcio priklausomų baltymų aktyvavimą ląstelėje, įskaitant įvairių baltymų kinazių aktyvavimą. Ir čia, kaip ir adenilato ciklazės sistemos aktyvavimo atveju, vienas iš signalo perdavimo ląstelės viduje etapų yra baltymų fosforilinimas, dėl kurio atsiranda fiziologinė ląstelės reakcija į hormono veikimą.
Fosfoinozitido signalizacijos mechanizme tikslinėje ląstelėje dalyvauja specialus kalcį surišantis baltymas kalmodulinas. Tai mažos molekulinės masės baltymas (17 kDa), 30% sudarytas iš neigiamai įkrautų aminorūgščių (Glu, Asp) ir todėl galintis aktyviai surišti Ca +2. Viena kalmodulino molekulė turi 4 kalcio surišimo vietas. Po sąveikos su Ca +2 įvyksta konformaciniai kalmodulino molekulės pokyčiai ir kompleksas „Ca +2 -kalmodulinas“ tampa pajėgus reguliuoti (allosteriškai slopinti arba aktyvuoti) daugelio fermentų – adenilato ciklazės, fosfodiesterazės, Ca +2, Mg + – aktyvumą. 2 -ATPazė ir įvairios proteinkinazės.
Skirtingose ​​ląstelėse, kai kompleksas "Ca + 2 -kalmodulinas" yra veikiamas to paties fermento izofermentų (pavyzdžiui, skirtingų tipų adenilato ciklazės), kai kuriais atvejais pastebimas aktyvavimas, o kitais - cAMP susidarymo slopinimas. reakcija. Toks skirtingas poveikis atsiranda todėl, kad izofermentų allosteriniuose centruose gali būti skirtingų aminorūgščių radikalų ir jų atsakas į Ca + 2 -kalmodulino komplekso veikimą bus skirtingas.
Taigi, „antrųjų pasiuntinių“ vaidmuo perduodant signalus iš hormonų tikslinėse ląstelėse gali būti:
1) cikliniai nukleotidai (c-AMP ir c-GMP);
2) Ca jonai;
3) kompleksas "Sa-kalmodulinas";
4) diacilglicerolis;
5) inozitolio trifosfatas.
Informacijos perdavimo iš hormonų tikslinių ląstelių viduje mechanizmai, naudojant aukščiau nurodytus tarpininkus, turi bendrų bruožų:
1) vienas iš signalo perdavimo etapų yra baltymų fosforilinimas;
2) aktyvacijos nutraukimas įvyksta dėl specialių mechanizmų, inicijuotų pačių procesų dalyvių – yra neigiamo grįžtamojo ryšio mechanizmai.
Hormonai yra pagrindiniai humoraliniai fiziologinių organizmo funkcijų reguliatoriai, kurių savybės, biosintezės procesai ir veikimo mechanizmai dabar gerai žinomi.
Savybės, kuriomis hormonai skiriasi nuo kitų signalinių molekulių, yra šios.
1. Hormonų sintezė vyksta specialios ląstelės endokrininė sistema. Hormonų sintezė yra pagrindinė endokrininių ląstelių funkcija.
2. Hormonai išskiriami į kraują, dažniau į veną, kartais į limfą. Kitos signalizuojančios molekulės gali pasiekti tikslines ląsteles, jos neišskiriamos į cirkuliuojančius skysčius.
3. Telekrininis efektas (arba nuotolinis veikimas) – hormonai veikia tikslines ląsteles dideliu atstumu nuo sintezės vietos.
Hormonai yra labai specifinės medžiagos tikslinių ląstelių atžvilgiu ir turi labai didelį biologinį aktyvumą.
3. Hormonų cheminė sandara Hormonų struktūra skiriasi. Šiuo metu yra aprašyta ir išskirta apie 160 skirtingų hormonų daugialąsčiai organizmai. Pagal cheminę struktūrą hormonai gali būti suskirstyti į tris klases:
1) baltyminiai-peptidiniai hormonai;
2) aminorūgščių dariniai;
3) steroidiniai hormonai.
Pirmajai klasei priskiriami pagumburio ir hipofizės hormonai (šiose liaukose sintetinami peptidai ir kai kurie baltymai), taip pat kasos ir prieskydinių liaukų hormonai bei vienas iš skydliaukės hormonų.
Antrajai klasei priskiriami aminai, kurie sintetinami antinksčių šerdyje ir epifizėje, taip pat jodo turintys skydliaukės hormonai.
Trečioji klasė – steroidiniai hormonai, kurie sintetinami antinksčių žievėje ir lytinėse liaukose. Pagal anglies atomų skaičių steroidai skiriasi vienas nuo kito:
C 21 - antinksčių žievės hormonai ir progesteronas;
C 19 – vyriški lytiniai hormonai – androgenai ir testosteronas;
Nuo 18 – moteriški lytiniai hormonai – estrogenai.
Visiems steroidams būdinga sterano šerdies buvimas.
4. Endokrininės sistemos veikimo mechanizmai Endokrininė sistema – endokrininių liaukų ir kai kurių specializuotų endokrininių ląstelių rinkinys audiniuose, kurių endokrininė funkcija nėra vienintelė (pavyzdžiui, kasa atlieka ne tik endokrinines, bet ir egzokrinines funkcijas). Bet kuris hormonas yra vienas iš jo dalyvių ir kontroliuoja tam tikras medžiagų apykaitos reakcijas. Tuo pačiu metu endokrininėje sistemoje yra reguliavimo lygiai – kai kurios liaukos turi galimybę kontroliuoti kitas.

Bendra endokrininių funkcijų įgyvendinimo organizme schema Ši schema apima aukščiausius endokrininės sistemos – pagumburio ir hipofizės – reguliavimo lygius, kurie gamina hormonus, kurie patys veikia kitų endokrininių ląstelių hormonų sintezės ir sekrecijos procesus.
Ta pati schema rodo, kad hormonų sintezės ir sekrecijos greitis taip pat gali keistis veikiant hormonams iš kitų liaukų arba dėl nehormoninių metabolitų stimuliacijos.
Taip pat matome neigiamų atsiliepimų buvimą (-) – sintezės ir (ar) sekrecijos slopinimą pašalinus pirminį veiksnį, sukėlusį hormonų gamybos pagreitį.
Dėl to hormono kiekis kraujyje palaikomas tam tikrame lygyje, kuris priklauso nuo funkcinės organizmo būklės.
Be to, organizmas dažniausiai kraujyje sukuria nedidelį atskirų hormonų rezervą (to diagramoje nematyti). Tokio rezervo egzistavimas yra įmanomas, nes daugelis hormonų kraujyje yra tokioje būsenoje, kuri yra susijusi su specialiais transportavimo baltymais. Pavyzdžiui, tiroksinas yra susijęs su tiroksiną surišančiu globulinu, o gliukokortikosteroidai – su baltymu transkortinu. Dvi tokių hormonų formos – susijusios su transportiniais baltymais ir laisvos – kraujyje yra dinaminės pusiausvyros būsenoje.
Tai reiškia, kad sunaikinus laisvąsias tokių hormonų formas, surišta forma išsiskirs ir hormono koncentracija kraujyje išliks gana pastovi. Taigi, hormono kompleksas su transportuojančiu baltymu gali būti laikomas šio hormono rezervu organizme.

Poveikis, kuris stebimas tikslinėse ląstelėse veikiant hormonams Labai svarbu, kad hormonai nesukeltų naujų metabolinių reakcijų tikslinėje ląstelėje. Jie sudaro tik kompleksą su receptoriaus baltymu. Dėl hormoninio signalo perdavimo tikslinėje ląstelėje, ląstelių reakcijos įjungiamos arba išjungiamos, suteikdamos ląstelių atsaką.
Tokiu atveju tikslinėje ląstelėje galima pastebėti šiuos pagrindinius efektus:
1) atskirų baltymų (įskaitant fermentinius baltymus) biosintezės greičio pokytis;
2) jau esamų fermentų aktyvumo pokytis (pavyzdžiui, dėl fosforilinimo - kaip jau buvo parodyta naudojant adenilato ciklazės sistemą kaip pavyzdį);
3) membranų pralaidumo pasikeitimas tikslinėse ląstelėse atskiroms medžiagoms ar jonams (pavyzdžiui, Ca +2).
Apie hormonų atpažinimo mechanizmus jau buvo pasakyta – hormonas sąveikauja su tiksline ląstele tik esant specialiam receptorių baltymui. Hormono prisijungimas prie receptoriaus priklauso nuo fizikinių ir cheminių terpės parametrų – nuo ​​pH ir įvairių jonų koncentracijos.
Ypač svarbus yra receptorių baltymų molekulių skaičius išorinėje membranoje arba tikslinės ląstelės viduje. Ji kinta priklausomai nuo fiziologinės organizmo būklės, sergant ligomis ar nuo narkotikų poveikio. O tai reiškia, kad skirtingomis sąlygomis tikslinės ląstelės reakcija į hormono veikimą bus skirtinga.
Skirtingi hormonai turi skirtingas fizikines ir chemines savybes ir nuo to priklauso tam tikrų hormonų receptorių vieta. Įprasta atskirti du hormonų sąveikos su tikslinėmis ląstelėmis mechanizmus:
1) membraninis mechanizmas – kai hormonas jungiasi prie receptorių, esančių tikslinės ląstelės išorinės membranos paviršiuje;
2) intraląstelinis mechanizmas – kai hormono receptorius yra ląstelės viduje, t.y. citoplazmoje arba ant tarpląstelinių membranų.
Hormonai su membraniniu veikimo mechanizmu:
1) visi baltyminiai ir peptidiniai hormonai, taip pat aminai (adrenalinas, norepinefrinas).
Tarpląstelinis veikimo mechanizmas yra toks:
1) steroidiniai hormonai ir aminorūgščių dariniai – tiroksinas ir trijodtironinas.
Hormoninio signalo perdavimas į ląstelių struktūras vyksta pagal vieną iš mechanizmų. Pavyzdžiui, per adenilato ciklazės sistemą arba dalyvaujant Ca +2 ir fosfoinozitidams. Tai pasakytina apie visus hormonus, turinčius membraninį veikimo mechanizmą. Bet steroidiniams hormonams, turintiems tarpląstelinį veikimo mechanizmą, kurie paprastai reguliuoja baltymų biosintezės greitį ir turi receptorių tikslinės ląstelės branduolio paviršiuje, papildomų pasiuntinių ląstelėje nereikia.

Steroidų baltymų receptorių struktūros ypatumai Labiausiai ištirtas antinksčių žievės hormonų – gliukokortikosteroidų (GCS) – receptorius. Šis baltymas turi tris funkcines sritis:
1 - prisijungimui prie hormono (C-galas);
2 - prijungimui prie DNR (centrinis);
3 - antigeninė vieta, tuo pačiu metu galinti moduliuoti promotoriaus funkciją transkripcijos procese (N-galas).
Kiekvienos tokio receptoriaus vietos funkcijos yra aiškios iš jų pavadinimų, akivaizdu, kad tokia steroidų receptoriaus struktūra leidžia jiems daryti įtaką transkripcijos greičiui ląstelėje. Tai patvirtina faktas, kad veikiant steroidiniams hormonams, ląstelėje selektyviai stimuliuojama (arba slopinama) tam tikrų baltymų biosintezė. Šiuo atveju stebimas mRNR susidarymo pagreitis (arba lėtėjimas). Dėl to kinta tam tikrų baltymų (dažnai fermentų) susintetintų molekulių skaičius, kinta medžiagų apykaitos procesų greitis.

5. Hormonų biosintezė ir sekrecija skirtinga struktūra Baltymų-peptidų hormonai. Baltymų ir peptidinių hormonų susidarymo procese endokrininių liaukų ląstelėse susidaro polipeptidas, kuris neturi hormoninio aktyvumo. Tačiau tokia molekulė savo sudėtyje turi fragmentą (-ius), kuriame (e) yra šio hormono aminorūgščių seka. Tokia baltymo molekulė vadinama pre-prohormonu ir turi (dažniausiai N-gale) struktūrą, vadinamą lydere arba signaline seka (pre-). Šią struktūrą vaizduoja hidrofobiniai radikalai ir ji reikalinga šios molekulės perėjimui iš ribosomų per membranų lipidinius sluoksnius į endoplazminio tinklo (ER) cisternas. Tuo pačiu metu, kai molekulė praeina per membraną, dėl ribotos proteolizės lyderio (pre-) seka nutrūksta ir ER viduje atsiranda prohormonas. Tada per EPR sistemą prohormonas pernešamas į Golgi kompleksą ir čia baigiasi hormono brendimas. Vėlgi, dėl hidrolizės, veikiant specifinėms proteinazėms, likęs (N-galinis) fragmentas (pro-site) yra atskiriamas. Susidariusi specifinio biologinio aktyvumo hormono molekulė patenka į sekrecines pūsleles ir kaupiasi iki išskyrimo momento.
Sintezuojant hormonus iš sudėtingų glikoproteinų baltymų (pavyzdžiui, folikulus stimuliuojančių (FSH) arba skydliaukę stimuliuojančių (TSH) hipofizės hormonų), brendimo procese į struktūrą įtraukiamas angliavandenių komponentas. hormono.
Taip pat gali atsirasti ekstraribosomų sintezė. Taip sintetinamas tripeptidas tiroliberinas (pagumburio hormonas).
Hormonai yra aminorūgščių dariniai. Iš tirozino sintetinami antinksčių šerdies hormonai adrenalinas ir norepinefrinas, taip pat jodo turintys skydliaukės hormonai. Adrenalino ir norepinefrino sintezės metu tirozinas hidroksilinamas, dekarboksilinamas ir metilinamas, dalyvaujant aktyviajai aminorūgšties metionino formai.
Skydliaukė sintezuoja jodo turinčius hormonus trijodtironiną ir tiroksiną (tetrajodtironiną). Sintezės metu vyksta tirozino fenolio grupės jodavimas. Ypač įdomus yra jodo metabolizmas skydliaukėje. Glikoproteino tiroglobulino (TG) molekulės molekulinė masė yra didesnė nei 650 kDa. Tuo pačiu metu TG molekulės sudėtyje apie 10% masės yra angliavandeniai ir iki 1% - jodas. Tai priklauso nuo jodo kiekio maiste. TG polipeptide yra 115 tirozino liekanų, kurios yra joduotos jodu, oksiduotu specialiu fermentu – tiroperoksidaze. Ši reakcija vadinama jodo organizavimu ir atsiranda skydliaukės folikuluose. Dėl to iš tirozino likučių susidaro mono- ir dijodtirozinas. Iš jų maždaug 30 % likučių dėl kondensacijos gali virsti tri- ir tetrajodtironinais. Kondensacija ir jodavimas vyksta dalyvaujant tam pačiam fermentui - tiroperoksidazei. Tolesnis skydliaukės hormonų brendimas vyksta liaukų ląstelėse – TG absorbuojamas ląstelėse endocitozės būdu ir lizosomai susiliejus su absorbuotu TG baltymu susidaro antrinė lizosoma.
Proteolitiniai lizosomų fermentai užtikrina TG hidrolizę ir T 3 bei T 4 susidarymą, kurie patenka į tarpląstelinę erdvę. O mono- ir dijodtirozinas dejodinami naudojant specialų dejodinazės fermentą ir jodą galima reorganizuoti. Skydliaukės hormonų sintezei būdingas sekrecijos slopinimo mechanizmas pagal neigiamo grįžtamojo ryšio tipą (T 3 ir T 4 slopina TSH išsiskyrimą).

Steroidiniai hormonai Steroidiniai hormonai sintetinami iš cholesterolio (27 anglies atomai), o cholesterolis – iš acetil-CoA.
Cholesterolis virsta steroidiniais hormonais dėl šių reakcijų:
1) šoninio radikalo pašalinimas;
2) papildomų šoninių radikalų susidarymas dėl hidroksilinimo reakcijos, naudojant specialius monooksigenazių (hidroksilazių) fermentus - dažniausiai 11, 17 ir 21 padėtyse (kartais 18-oje). Pirmajame steroidinių hormonų sintezės etape pirmiausia susidaro pirmtakai (pregnenolonas ir progesteronas), o vėliau kiti hormonai (kortizolis, aldosteronas, lytiniai hormonai). Aldosteronas, mineralokortikoidai gali susidaryti iš kortikosteroidų.

Hormonų sekrecija Reguliuojama centrinės nervų sistemos. Sintetinti hormonai kaupiasi sekrecinėse granulėse. Veikiant nerviniams impulsams arba kitų endokrininių liaukų (tropinių hormonų) signalams, dėl egzocitozės vyksta degranuliacija ir hormonas patenka į kraują.
Reguliavimo mechanizmai kaip visuma buvo pateikti endokrininės funkcijos įgyvendinimo mechanizmo schemoje.

6. Hormonų transportavimas Hormonų pernešimą lemia jų tirpumas. Hidrofilinio pobūdžio hormonai (pavyzdžiui, baltyminiai-peptidiniai hormonai) paprastai pernešami kraujyje laisva forma. Steroidiniai hormonai, jodo turintys skydliaukės hormonai transportuojami kompleksų su kraujo plazmos baltymais pavidalu. Tai gali būti specifiniai transportiniai baltymai (transportuojantys mažos molekulinės masės globulinus, tiroksiną surišančius baltymus; transportuojantys kortikosteroidų baltymą transkortiną) ir nespecifinį transportą (albuminai).
Jau buvo pasakyta, kad hormonų koncentracija kraujyje yra labai maža. Ir ji gali keistis priklausomai nuo fiziologinės organizmo būklės. Sumažėjus atskirų hormonų kiekiui, išsivysto būklė, apibūdinama kaip atitinkamos liaukos hipofunkcija. Ir atvirkščiai, hormono kiekio padidėjimas yra hiperfunkcija.
Hormonų koncentracijos pastovumą kraujyje užtikrina ir hormonų katabolizmo procesai.
7. Hormonų katabolizmas Baltyminiai-peptidiniai hormonai vyksta proteolizėje, suskaidomi iki atskirų aminorūgščių. Šios aminorūgštys toliau dalyvauja deamininimo, dekarboksilinimo, transamininimo reakcijose ir suyra iki galutinių produktų: NH 3, CO 2 ir H 2 O.
Hormonai oksiduojasi ir toliau oksiduojasi iki CO 2 ir H 2 O. Steroidiniai hormonai skaidosi skirtingai. Organizme nėra fermentų sistemų, kurios užtikrintų jų skaidymą.
Iš esmės modifikuojami šoniniai radikalai. Įvedamos papildomos hidroksilo grupės. Hormonai tampa hidrofiliškesni. Susidaro molekulės, kurios yra sterano struktūra, kurioje keto grupė yra 17-oje padėtyje. Šioje formoje steroidinių lytinių hormonų katabolizmo produktai išsiskiria su šlapimu ir vadinami 17-ketosteroidais. Jų kiekio šlapime ir kraujyje nustatymas parodo lytinių hormonų kiekį organizme.

55. Endokrininės liaukos, arba endokrininiai organai, vadinami liaukomis, kurios neturi šalinimo latakų. Jie gamina specialias medžiagas – hormonus, kurie patenka tiesiai į kraują.

Hormonai- įvairių organinių medžiagų cheminė prigimtis: peptidai ir baltymai (baltymų hormonai apima insuliną, somatotropiną, prolaktiną ir kt.), aminorūgščių dariniai (adrenalinas, norepinefrinas, tiroksinas, trijodtironinas), steroidai (lytinių liaukų ir antinksčių žievės hormonai). Hormonai pasižymi dideliu biologiniu aktyvumu (todėl jie gaminami itin mažomis dozėmis), veikimo specifiškumu, tolimojo poveikio, t.y. veikia organus ir audinius, esančius toli nuo hormonų susidarymo vietos. Patekę į kraują, jie pernešami po visą kūną ir atlieka humoralinį organų ir audinių funkcijų reguliavimą, keičia jų veiklą, skatina arba slopina jų darbą. Hormonų veikimas pagrįstas tam tikrų fermentų katalizinės funkcijos stimuliavimu arba slopinimu, taip pat poveikiu jų biosintezei aktyvuojant arba slopinant atitinkamus genus.

Endokrininių liaukų veikla vaidina didelį vaidmenį reguliuojant ilgalaikius procesus: medžiagų apykaitą, augimą, protinį, fizinį ir seksualinį vystymąsi, organizmo prisitaikymą prie kintančių išorinės ir vidinės aplinkos sąlygų, užtikrinant svarbiausio pastovumą. fiziologiniai rodikliai(homeostazė), taip pat organizmo atsakas į stresą. Sutrikus endokrininių liaukų veiklai, susergama endokrininėmis vadinamomis ligomis. Pažeidimai gali būti susiję su padidėjusiu (palyginti su norma) liaukos veikla - hiperfunkcija, kai susidaro ir į kraują patenka padidėjęs hormono kiekis arba sumažėjus liaukos veiklai, hipofunkcija po to seka priešingas rezultatas.

Intrasekrecinė svarbiausių endokrininių liaukų veikla. Svarbiausios endokrininės liaukos yra skydliaukė, antinksčiai, kasa, lytiniai organai, hipofizė. Pagumburis (pagumburio diencefalo sritis) taip pat atlieka endokrininę funkciją. Kasa ir lytinės liaukos yra mišrios sekrecijos liaukos, nes, be hormonų, jos gamina paslaptis, kurios patenka per šalinimo kanalus, tai yra, atlieka ir išorinių sekrecijos liaukų funkcijas.

Skydliaukė(svoris 16-23 g) yra trachėjos šonuose tiesiai žemiau skydliaukės kremzlės gerklų. Skydliaukės hormonuose (tiroksino ir trijodtironino) yra jodo, kurio suvartojimas su vandeniu ir maistu yra būtina normalios jos veiklos sąlyga.

Skydliaukės hormonai reguliuoja medžiagų apykaitą, stiprina oksidacinius procesus ląstelėse ir glikogeno skaidymą kepenyse, veikia audinių augimą, vystymąsi ir diferenciaciją bei nervų sistemos veiklą. Su liaukos hiperfunkcija išsivysto Greivso liga. Pagrindiniai jos požymiai yra: liaukos audinio išplitimas (gūžys), išsprogusios akys, greitas širdies plakimas, padidėjęs nervų sistemos jaudrumas, suaktyvėjusi medžiagų apykaita, svorio kritimas. Suaugusiojo liaukos sutrikimas sukelia miksedemos (gleivinės edemos) vystymąsi, pasireiškiančią medžiagų apykaitos ir kūno temperatūros sumažėjimu, kūno svorio padidėjimu, veido patinimu ir patinimu, psichikos sutrikimu. Liaukos hipofunkcija vaikystėje sukelia augimo sulėtėjimą ir nykštukiškumo vystymąsi, taip pat staigų protinio vystymosi atsilikimą (kretinizmą).

antinksčių liaukos(svoris 12 g) - suporuotos liaukos, esančios greta viršutinių inkstų polių. Kaip ir inkstai, antinksčiai turi du sluoksnius: išorinį – žievės sluoksnį ir vidinį – medulį, kurie yra nepriklausomi sekrecijos organai, gaminantys skirtingus hormonus, turinčius skirtingą veikimo būdą. Žievės sluoksnio ląstelės sintezuoja hormonus, kurie reguliuoja mineralų, angliavandenių, baltymų ir riebalų apykaitą. Taigi, jiems dalyvaujant, reguliuojamas natrio ir kalio kiekis kraujyje, palaikoma tam tikra gliukozės koncentracija kraujyje, padidėja glikogeno susidarymas ir nusėdimas kepenyse ir raumenyse. Paskutinės dvi antinksčių funkcijos atliekamos kartu su kasos hormonais.

Esant hipofunkcijai antinksčių žievės sluoksnio, bronzos ar Adisono liga, išsivysto liga. Jos požymiai: bronzinis odos atspalvis, raumenų silpnumas, nuovargis, sumažėjęs imunitetas. Antinksčių šerdis gamina hormonus adrenaliną ir norepinefriną. Jie išsiskiria stipriomis emocijomis – pykčiu, baime, skausmu, pavojumi. Šių hormonų patekimas į kraują sukelia širdies plakimą, kraujagyslių susiaurėjimą (išskyrus širdies ir smegenų kraujagysles), padidina kraujospūdį, padidina glikogeno skaidymą kepenų ir raumenų ląstelėse iki gliukozės, slopina žarnyno motoriką. , bronchų raumenų atsipalaidavimas, padidėjęs tinklainės, klausos ir vestibulinio aparato receptorių jaudrumas. Dėl to, veikiant ekstremaliems dirgikliams, pertvarkomos organizmo funkcijos, o organizmo jėgos mobilizuojamos atlaikyti stresines situacijas.

Kasa turi specialių salelių ląstelių, gaminančių hormonus insuliną ir gliukagoną, kurie reguliuoja angliavandenių apykaitą organizme. Taigi insulinas padidina ląstelių gliukozės suvartojimą, skatina gliukozės pavertimą glikogenu, taip sumažindamas cukraus kiekį kraujyje. Dėl insulino veikimo gliukozės kiekis kraujyje palaikomas pastoviame lygyje, palankus gyvybiniams procesams. Esant nepakankamai insulino gamybai, padidėja gliukozės kiekis kraujyje, o tai lemia cukrinio diabeto vystymąsi. Cukrus, kurio organizmas nepanaudoja, išsiskiria su šlapimu. Pacientai geria daug vandens, numeta svorio. Šiai ligai gydyti reikalingas insulinas. Kitas kasos hormonas – gliukagonas – yra insulino antagonistas ir turi priešingą poveikį, t.y. sustiprina glikogeno skaidymąsi į gliukozę, padidindamas jo kiekį kraujyje.

Svarbiausia žmogaus endokrininės sistemos liauka yra hipofizė, arba apatinis smegenų priedas (svoris 0,5 g). Jis gamina hormonus, kurie stimuliuoja kitų endokrininių liaukų funkcijas. Hipofizėje yra trys skiltys: priekinė, vidurinė ir užpakalinė, ir kiekviena iš jų gamina skirtingus hormonus. Taigi priekinėje hipofizėje gaminami hormonai, kurie skatina skydliaukės hormonų (tirotropino), antinksčių (kortikotropino), lytinių liaukų (gonadotropino), taip pat augimo hormono (somatotropino) sintezę ir sekreciją.

Esant nepakankamai vaiko augimo hormono sekrecijai, stabdomas augimas ir išsivysto hipofizės nykštukiškumo liga (suaugusio žmogaus ūgis neviršija 130 cm). Su hormono pertekliumi, atvirkščiai, išsivysto gigantizmas. Suaugusiam žmogui padidėjusi somatotropino sekrecija sukelia akromegalijos ligą, kurios metu auga tam tikros kūno dalys – liežuvis, nosis, rankos. Užpakalinės hipofizės hormonai padidina vandens reabsorbciją inkstų kanalėliuose, sumažina šlapinimąsi (antidiurezinis hormonas), padidina lygiųjų gimdos raumenų susitraukimus (oksitocinas).

lytinių liaukų- sėklidės, arba sėklidės, vyrams ir kiaušidės moterims - priklauso mišrios sekrecijos liaukoms. Sėklidės gamina androgenus, o kiaušidės – estrogenus. Jie skatina reprodukcinių organų vystymąsi, lytinių ląstelių brendimą ir antrinių lytinių požymių, t.y. skeleto struktūrinių ypatybių, raumenų vystymąsi, plaukų augimo linijos ir poodinių riebalų pasiskirstymą, gerklų struktūrą, balso tembrą ir kt. moterys. Lytinių hormonų poveikis formavimosi procesams ypač akivaizdus gyvūnams, kai pašalinamos lytinės liaukos (kastracinas) arba persodinamos. Egzokrininė kiaušidžių ir sėklidžių funkcija yra atitinkamai kiaušialąsčių ir spermatozoidų susidarymas ir išskyrimas per lytinius kanalus.

Pagumburis. Endokrininės liaukos, kurios kartu sudaro endokrininę sistemą, veikia glaudžiai sąveikaujant viena su kita ir tarpusavyje susijusios su nervų sistema. Visa informacija iš išorinės ir vidinės žmogaus kūno aplinkos patenka į atitinkamas smegenų žievės ir kitų smegenų dalių zonas, kur yra apdorojama ir analizuojama. Iš jų informaciniai signalai perduodami į pagumburį – tarpinės liaukos pagumburio zoną ir, reaguodama į juos, gamina reguliuojančius hormonus, kurie patenka į hipofizę ir per ją daro savo reguliuojamąjį poveikį endokrininių liaukų veiklai. Taigi pagumburis atlieka koordinavimo ir reguliavimo funkcijas žmogaus endokrininės sistemos veikloje.

Žmogaus organizme veikia kelios reguliavimo sistemos, užtikrinančios normalią organizmo veiklą. Šios sistemos visų pirma apima vidinės ir išorinės sekrecijos liaukas.

Pakankamai lengva sugadinti pusiausvyrą organizme. Ekspertai rekomenduoja vengti veiksnių, kurie provokuoja disbalansą.

Išorinės sekrecijos (egzokrininės) liaukos išskiria įvairias medžiagas į vidinę kūno aplinką ir ant kūno paviršiaus. Jie formuoja individualų ir specifinį kvapą. Be to, išorinės sekrecijos liaukos apsaugo nuo kenksmingų mikroorganizmų įsiskverbimo į organizmą. Jų išskyros (slaptos) turi mikoztazinį ir baktericidinį poveikį.

Išorinės sekrecijos liaukos (seilių, ašarų, prakaito, pieno, lytinių organų) dalyvauja reguliuojant intraspecifinius ir tarprūšinius santykius. Taip yra daugiausia dėl to, kad jų išskyros turi metabolinio ar informacinio poveikio aplinkiniams išoriniams organizmams funkciją.

Burnoje yra mažos ir didelės išorinės sekrecijos seilių liaukos. Jų latakai atsiveria į burnos ertmę. Mažos liaukos išsidėsčiusios pogleivinėje arba tirštesnėse gleivėse. Pagal vietą išskiriami liežuviniai, gomuriniai, krūminiai, labialiniai. Priklausomai nuo išskyros pobūdžio, jie skirstomi į gleivinius, serozinius ir mišrius. Netoli jų yra vidinės sekrecijos skydliaukė. Jis kaupia ir išskiria jodo turinčius hormonus.

Pagrindinės seilių liaukos yra suporuoti organai, esantys už burnos ertmės ribų. Tai apima poliežuvinį, submandibulinį ir paausinį.

Iškrovų mišinys seilių liaukos vadinamas seilėmis. Per šį laikotarpį vyksta sekrecijos procesai hormoninis koregavimas kūno (būdami dvylikos - keturiolikos metų) intensyviausiai.

Pieno liaukos (pagal kilmę) yra modifikuotos odos prakaito liaukos ir klojasi šeštą–septintą savaitę. Iš pradžių jie atrodo kaip du epidermio antspaudai. Vėliau iš jų pradeda formuotis „pieno taškai“.

Prieš brendimo pradžią mergaičių pieno liaukos ilsisi. Išsišakojimas vyksta abiem lytims. Prasidėjus brandai, prasideda staigūs pieno liaukų vystymosi greičio pokyčiai. Berniukams jų vystymosi greitis sulėtėja, o paskui visai sustoja. Mergaičių vystymasis spartėja. Iki pirmųjų menstruacijų pradžios susidaro pabaigos skyriai. Tačiau reikia pažymėti, kad moterų pieno liaukos vystosi iki nėštumo. Galutinis jo susidarymas vyksta laktacijos metu.

Masyviausia žmogaus virškinimo liauka yra kepenys. Jo svoris (suaugusio žmogaus) yra nuo vieno iki pusantro kilogramo. Be to, kad kepenys dalyvauja angliavandenių, vitaminų, baltymų ir riebalų apykaitoje, jos atlieka apsaugines, tulžį formuojančias ir kitas funkcijas. Intrauterinio vystymosi metu šis organas taip pat yra hematopoetinis.

prakaito liaukos oda gamina prakaitą. Jie dalyvauja termoreguliacijos procese, formuoja individualų kvapą. Šios liaukos yra paprasti vamzdeliai su užlenktais galais. Kiekviena prakaito liauka turi galinę dalį (kūną), prakaito lataką. Pastarasis kartais atsidaro į išorę.

Prakaito liaukos skiriasi funkcine reikšme ir morfologinėmis savybėmis, taip pat išsivystymu. Jie yra įsikūrę poodinis audinys(jungiamasis). Vidutiniškai žmogus turi nuo dviejų iki trijų su puse milijono prakaito liaukų. Jų morfologinis vystymasis baigiasi maždaug per septynerius metus.

Riebalinės liaukos pasiekia piką brendimo metu. Beveik visi jie yra susiję su plaukais. Tose vietose, kur nėra plaukų linijos, riebalinės liaukos guli pačios. Jų sekretas – taukai – tarnauja kaip plaukų ir odos lubrikantas. Vidutiniškai per dieną išsiskiria apie dvidešimt gramų riebalų.

58 Užkrūčio liauka(užkrūčio liauka arba, kaip šis organas buvo vadinamas, užkrūčio liauka, užkrūčio liauka) yra kaip kaulų čiulpai, centrinė institucija imunogenezė. Kamieninės ląstelės, kurios su kraujo tekėjimu iš kaulų čiulpų prasiskverbia į užkrūčio liauką, perėjusios eilę tarpinių stadijų, virsta T-limfocitais, atsakingais už reakcijas. ląstelinis imunitetas. Vėliau T-limfocitai patenka į kraują, palieka užkrūčio liauką ir užpildo nuo užkrūčio liaukos priklausančias imunogenezės periferinių organų zonas. Užkrūčio liaukos retikuloepiteliocitai išskiria biologiškai aktyvias medžiagas, vadinamas užkrūčio liaukos (humoraliniu) faktoriumi. Šios medžiagos veikia T limfocitų funkcijas.

Užkrūčio liauka susideda iš dviejų asimetrinių skilčių: kairiosios (lobus dexter) ir kairiosios (lobus sinister). Abi dalys gali būti sujungtos arba glaudžiai prigludusios viena prie kitos vidurio lygyje. Kiekvienos skilties apatinė dalis yra išplėsta, o viršutinė - susiaurinama. Dažnai viršutinės dalys išsikiša į kaklą dvišakės šakutės pavidalu (taigi ir pavadinimas „užkrūčio liauka“). Kairė skiltis užkrūčio liauka yra maždaug perpus ilgesnė nei dešinioji. Maksimalaus vystymosi laikotarpiu (10–15 metų) užkrūčio liaukos svoris vidutiniškai siekia 37,5 g, o ilgis – 7,5–16,0 cm.

Užkrūčio liaukos (užkrūčio liaukos) topografija

Užkrūčio liauka yra viršutinės tarpuplaučio priekinėje dalyje, tarp dešinės ir kairės tarpuplaučio pleuros. Užkrūčio liaukos padėtis atitinka viršutinį tarppleuros lauką, kai pleuros ribos projektuojamos į priekinę krūtinės ląstos sienelę. Viršutinė užkrūčio liaukos dalis dažnai tęsiasi į apatines prieštrachėjinės tarpfascialinės erdvės dalis ir yra už krūtinkaulio ir krūtinkaulio skydliaukės raumenų. Užkrūčio liaukos priekinis paviršius yra išgaubtas, greta užpakalinio rankinio paviršiaus ir krūtinkaulio kūno (iki IV šonkaulio kremzlės lygio). Už užkrūčio liaukos yra viršutinė perikardo dalis, dengianti pradinių aortos ir plaučių kamieno dalių priekį, aortos lanką su jo šakomis dideli laivai, kairioji brachiocefalinė ir viršutinė tuščioji vena.

Užkrūčio liaukos (užkrūčio liaukos) struktūra

Užkrūčio liauka turi gležną ploną jungiamojo audinio kapsulę (capsula thymi), iš kurios organo viduje, į jo žievės substanciją, išsiskiria tarpskilvelinės pertvaros (septa corticales), padalijančios užkrūčio liaukos medžiagą į lobules (lobuli thymi). Užkrūčio liaukos parenchima susideda iš tamsesnės žievės (cortex thymi) ir šviesesnės smegenų (medulla thymi), užimančios centrinę skiltelių dalį.

Užkrūčio liaukos stromai atstovauja tinklinis audinys ir žvaigždžių formos daugiasluoksnės epitelio ląstelės – užkrūčio liaukos epitelioretikulocitai.

Užkrūčio liaukos limfocitai (timocitai) išsidėstę tinklinių ląstelių ir tinklinių skaidulų, taip pat epitelioretikulocitų suformuoto tinklo kilpose.

Smegenyse yra tankūs užkrūčio liaukos kūnai (corpuscula thymici, Hassall's little body), sudaryti iš koncentriškai išsidėsčiusių, stipriai suplotų epitelio ląstelių.

Fiziologinių funkcijų reguliavimo mechanizmai tradiciškai skirstomi į nervinius ir humoralinius, nors iš tikrųjų jie sudaro vientisą reguliavimo sistemą, palaikančią homeostazę ir adaptacinę organizmo veiklą. Šie mechanizmai turi daugybę ryšių tiek nervų centrų veikimo lygmenyje, tiek perduodant signalo informaciją efektorinėms struktūroms. Pakanka pasakyti, kad įgyvendinant paprasčiausią refleksą, kaip elementarų nervų reguliavimo mechanizmą, signalų perdavimas iš vienos ląstelės į kitą vyksta per humoralinius veiksnius – neurotransmiterius. Jutimo receptorių jautrumas dirgiklių veikimui ir neuronų funkcinė būklė kinta veikiant hormonams, neuromediatoriams, daugeliui kitų biologiškai aktyvių medžiagų, taip pat paprasčiausių metabolitų ir mineralinių jonų (K+, Na+, Ca-+). , C1~). Savo ruožtu nervų sistema gali suaktyvinti arba koreguoti humoralinį reguliavimą. Humoralinį reguliavimą organizme kontroliuoja nervų sistema.

Humoraliniai mechanizmai yra filogenetiškai senesni, jie yra net vienaląsčiuose gyvūnuose ir įgauna didelę įvairovę daugialąsčiuose organizmuose, o ypač žmonėms.

Nerviniai reguliavimo mechanizmai susiformavo filogenetiškai ir palaipsniui formuojasi žmogaus ontogenezėje. Toks reguliavimas įmanomas tik daugialąstėse struktūrose, kuriose yra nervinių ląstelių, kurios susijungia į nervų grandines ir sudaro refleksinius lankus.

Humoralinis reguliavimas vykdomas skleidžiant signalines molekules kūno skysčiuose pagal principą „visi, visi, visi“ arba „radijo ryšio“ principu.

Nervų reguliavimas atliekamas pagal principą „laiškas su adresu“, arba „telegrafo ryšys“. Signalai perduodami iš nervų centrų į griežtai apibrėžtas struktūras, pavyzdžiui, į tiksliai apibrėžtas raumenų skaidulas ar jų grupes konkrečiame raumenyje. Tik tokiu atveju galimi kryptingi, koordinuoti žmogaus judesiai.

Humoralinis reguliavimas, kaip taisyklė, vyksta lėčiau nei nervų reguliavimas. Signalo greitis (veikimo potencialas) greitose nervinėse skaidulose siekia 120 m/s, tuo tarpu signalinės molekulės pernešimo greitis kraujo tekėjimu arterijose yra maždaug 200 kartų, o kapiliaruose – tūkstančius kartų mažesnis.

Nervinio impulso patekimas į efektorinį organą beveik akimirksniu sukelia fiziologinį poveikį (pavyzdžiui, griaučių raumenų susitraukimą). Į daugelį hormoninių signalų reaguojama lėčiau. Pavyzdžiui, atsakas į skydliaukės hormonų ir antinksčių žievės veikimą pasireiškia po dešimčių minučių ir net valandų.

Humoraliniai mechanizmai yra itin svarbūs reguliuojant medžiagų apykaitos procesus, ląstelių dalijimosi greitį, audinių augimą ir specializaciją, brendimą, prisitaikymą prie besikeičiančių aplinkos sąlygų.

Sveiko organizmo nervų sistema įtakoja visą humoralinį reguliavimą ir ją koreguoja. Tačiau nervų sistema turi savo specifines funkcijas. Jis reguliuoja gyvybinius procesus, reikalaujančius greitos reakcijos, užtikrina signalų, ateinančių iš jutimo organų, odos ir vidaus organų jutimo receptorių, suvokimą. Reguliuoja griaučių raumenų tonusą ir susitraukimus, kurie užtikrina laikysenos palaikymą ir kūno judėjimą erdvėje. Nervų sistema užtikrina tokių psichinių funkcijų, kaip jutimas, emocijos, motyvacija, atmintis, mąstymas, sąmonė, pasireiškimą, reguliuoja elgesio reakcijas, kuriomis siekiama naudingo adaptacinio rezultato.

Humoralinis reguliavimas skirstomas į endokrininę ir vietinę. Endokrininis reguliavimas atliekamas dėl endokrininių liaukų (endokrininių liaukų), kurios yra specializuoti organai, išskiriantys hormonus, funkcionavimo.

Išskirtinis lokalaus humoralinio reguliavimo bruožas yra tas, kad ląstelės gaminamos biologiškai aktyvios medžiagos nepatenka į kraują, o veikia jas gaminančią ląstelę ir jos artimiausią aplinką, difuzijos dėka pasklinda per tarpląstelinį skystį. Toks reguliavimas skirstomas į medžiagų apykaitos reguliavimą ląstelėje dėl metabolitų, autokrinijas, parakrinijas, jukstakrinijas, sąveikas per tarpląstelinius kontaktus. Ląstelinės ir tarpląstelinės membranos vaidina svarbų vaidmenį visame humoraliniame reguliavime, apimančiame specifines signalines molekules.

Susijusi informacija:

Svetainės paieška:

(Iš lotyniško žodžio humoras - „skystis“) yra vykdomas dėl medžiagų, išsiskiriančių į vidinę kūno aplinką (limfą, kraują, audinių skystį). Tai senesnė, lyginant su nervine, reguliavimo sistema.

Humoralinio reguliavimo pavyzdžiai:

• adrenalinas (hormonas)
• histaminas (audinių hormonas)
• anglies dioksido viduje didelė koncentracija(susidaro dirbant aktyvų fizinį darbą)

• sukelia vietinį kapiliarų išsiplėtimą, į šią vietą priteka daugiau kraujo
• sužadina pailgųjų smegenų kvėpavimo centrą, sustiprėja kvėpavimas

Nervinio ir humoralinio reguliavimo palyginimas

• Pagal darbo greitį: nervinis reguliavimas vyksta daug greičiau: medžiagos juda kartu su krauju (veiksmas įvyksta po 30 sekundžių), nerviniai impulsai praeina beveik akimirksniu (dešimtosiomis sekundės dalimis).
• Pagal darbo trukmę: humoralinis reguliavimas gali veikti daug ilgiau (kol medžiaga yra kraujyje), nervinis impulsas veikia trumpai.
• Kalbant apie poveikį: humoralinis reguliavimas veikia didesniu mastu, tk.

  Humoralinis reguliavimas

  cheminės medžiagos krauju pernešamos po visą organizmą, nervinė reguliacija veikia tiksliai – vieną organą ar organo dalį.

Taigi greitam ir tiksliam reguliavimui naudinga naudoti nervinį reguliavimą, o ilgalaikiam ir didelio masto reguliavimui – humoralinį.

Santykiai nervinis ir humoralinis reguliavimas: cheminės medžiagos veikia visus organus, įskaitant nervų sistemą; nervai eina į visus organus, įskaitant endokrinines liaukas.

koordinacija nervinį ir humoralinį reguliavimą vykdo pagumburio-hipofizės sistema, todėl galima kalbėti apie vieną neuro-humoralinį organizmo funkcijų reguliavimą.

Pagrindinė dalis. Pagumburio-hipofizės sistema yra aukščiausias neuro-humoralinio reguliavimo centras

Įvadas.

Pagumburio-hipofizės sistema yra aukščiausias kūno neuro-humoralinio reguliavimo centras. Visų pirma, pagumburio neuronai turi unikalių savybių – išskiria hormonus reaguojant į PD ir generuoja PD (panašiai kaip PD, kai vyksta sužadinimas ir plinta) reaguojant į hormonų sekreciją, tai yra, jie turi ir sekrecinių, ir nervinių ląstelių savybių. Tai lemia nervų sistemos ryšį su endokrinine sistema.

Iš morfologijos ir praktinių fiziologijos pratimų kurso puikiai žinome hipofizės ir pagumburio išsidėstymą, taip pat glaudų jų tarpusavio ryšį. Todėl mes nesigilinsime į šios struktūros anatominę struktūrą ir pereisime tiesiai prie funkcinės struktūros.

Pagrindinė dalis

Pagrindinė vidinės sekrecijos liauka yra hipofizė – liaukų liauka, humoralinio reguliavimo organizme laidininkas. Hipofizė yra padalinta į 3 anatomines ir funkcines dalis:

1. Priekinė skiltis arba adenohipofizė – daugiausia susideda iš sekrecinių ląstelių, išskiriančių tropinius hormonus. Šių ląstelių darbą reguliuoja pagumburio darbas.

2. Užpakalinė skiltis arba neurohipofizė – susideda iš pagumburio ir kraujagyslių nervinių ląstelių aksonų.

3. Šias skilteles skiria tarpinė hipofizės skiltis, kuri pas žmones yra sumažinta, bet vis dėlto galinti gaminti hormoną intermediną (melanocitus stimuliuojantį hormoną). Šis hormonas žmogaus organizme išsiskiria reaguodamas į intensyvų tinklainės šviesos stimuliavimą ir suaktyvina juodojo pigmento sluoksnio ląsteles akyje, apsaugodamas tinklainę nuo pažeidimų.

Visą hipofizę reguliuoja pagumburis. Adenohipofizė yra pavaldi tropinių hormonų, kuriuos išskiria hipofizė, darbui – vienoje nomenklatūroje išskiriantys ir slopinantys faktoriai, kitoje – liberinai ir statinai. Liberinai arba atpalaiduojantys faktoriai – stimuliuoja, o statinai arba slopinamieji faktoriai – slopina atitinkamo hormono gamybą adenohipofizėje. Šie hormonai patenka į priekinę hipofizę per vartų kraujagysles. Pagumburio srityje aplink šiuos kapiliarus susidaro nervinis tinklas, suformuotas iš nervinių ląstelių ataugų, kurios ant kapiliarų sudaro neurokapiliarines sinapses. Kraujo nutekėjimas iš šių kraujagyslių eina tiesiai į adenohipofizę, kartu nešdamas pagumburio hormonus. Neurohipofizė turi tiesioginį nervinį ryšį su pagumburio branduoliais, kurių nervinių ląstelių aksonais hormonai pernešami į užpakalinę hipofizės skiltį. Ten jie saugomi išplėstiniuose aksono galuose, o iš ten patenka į kraują, kai AP generuoja atitinkami pagumburio neuronai.

Kalbant apie užpakalinės hipofizės darbo reguliavimą, reikia pasakyti, kad jos išskiriami hormonai gaminami pagumburio supraoptiniuose ir paraventrikuliniuose branduoliuose, o aksoniniu transportu transportavimo granulėse yra pernešami į neurohipofizę.

Taip pat svarbu pažymėti, kad hipofizės priklausomybė nuo pagumburio įrodoma persodinus hipofizę į kaklą. Tokiu atveju jis nustoja išskirti tropinius hormonus.

Dabar pakalbėkime apie hipofizės išskiriamus hormonus.

neurohipofizė gamina tik 2 hormonus oksitociną ir ADH (antidiurezinį hormoną) arba vazopresiną (geriau nei ADH, nes šis pavadinimas geriau atspindi hormono veikimą). Abu hormonai sintetinami tiek supraoptiniame, tiek paraventrikuliniame branduoliuose, tačiau kiekvienas neuronas sintetina tik vieną hormoną.

ADG- organas taikinys yra inkstai (labai didelėmis koncentracijomis jis veikia kraujagysles, didina kraujospūdį ir mažina jį kepenų vartų sistemoje; svarbus dideliam kraujo netekimui), išsiskiria ADH, surinkimo kanalai. inkstų tampa pralaidūs vandeniui, o tai padidina reabsorbciją, o nesant - reabsorbcija yra minimali ir praktiškai nėra. Alkoholis mažina ADH gamybą, todėl sustiprėja diurezė, netenkama vandens, iš čia atsiranda vadinamasis pagirių sindromas (arba paprastiems žmonėms – sausuma). Taip pat galima teigti, kad hiperosmoliariškumo sąlygomis (kai druskų koncentracija kraujyje didelė) skatinama ADH gamyba, o tai užtikrina minimalų vandens netekimą (susidaro koncentruotas šlapimas). Ir atvirkščiai, hipoosmoliarumo sąlygomis ADH padidina diurezę (susidaro praskiestas šlapimas). Todėl galime pasakyti apie osmo- ir baroreceptorių, kurie kontroliuoja osmosinį slėgį ir kraujospūdį (arter.slėgį), buvimą. Osmoreceptoriai tikriausiai yra pačiame pagumburyje, neurohipofizėje ir kepenų vartų kraujagyslėse. Baroreceptoriai randami miego arterijoje ir aortos svogūnėlyje, taip pat krūtinės ląstos sritis ir prieširdyje, kur spaudimas minimalus. Reguliuokite kraujospūdį horizontalioje ir vertikalioje padėtyje.

Patologija. Pažeidus ADH sekreciją, išsivysto cukrinis diabetas - gausus šlapinimasis, o šlapimas nėra saldaus skonio. Anksčiau jie tikrai paragaudavo šlapimo ir nustatydavo diagnozę: jei saldu, tai cukrinis diabetas, o jei ne – cukrinis diabetas.

Oksitocinas- tiksliniai organai - pieno liaukos miometriumas ir mioepitelis.

1. Pieno liaukos mioepitelis: po gimdymo pienas pradeda išskirti per 24 val. Čiulpimo metu stipriai dirginami krūties speneliai. Dirginimas patenka į smegenis, kur skatinamas oksitocino išsiskyrimas, kuris paveikia pieno liaukos mioepitelį. Tai raumenų epitelis, esantis paralveoliškai ir susitraukimo metu išspaudžia pieną iš pieno liaukos. Žindymas kūdikio akivaizdoje sustoja lėčiau nei jam nesant.

2. Miometriumas: dirginant gimdos kaklelį ir makštį, skatinama oksitocino gamyba, dėl ko miometriumas susitraukia, stumdamas vaisius į gimdos kaklelį, iš kurio mechanoreceptorių dirginimas vėl patenka į smegenis ir skatina dar didesnę oksitocinas. Šis procesas ribose pereina į gimdymą.

Įdomus faktas yra tai, kad oksitocinas išsiskiria ir vyrams, tačiau jo vaidmuo nėra aiškus. Galbūt tai stimuliuoja raumenį, kuris ejakuliacijos metu pakelia sėklidę.

Adenohipofizė. Iš karto nurodykime patologinį adenohipofizės filogenezės momentą. Embriogenezės metu jis dedamas į pirminės burnos ertmės sritį, o pakaitalas perkeliamas į turkišką balną. Dėl to dalelės gali likti judėjimo kelyje. nervinis audinys, kuri per gyvenimą gali pradėti vystytis kaip ektoderma ir sukelti naviko procesus galvos srityje. Pati adenohipofizė yra liaukos epitelio kilmė (atspindi pavadinime).

Adenohipofizė išskiria 6 hormonai(atspindi lentelėje).

Glandotropiniai hormonai yra hormonai, kurių tiksliniai organai yra endokrininės liaukos. Šių hormonų išsiskyrimas skatina liaukų veiklą.

Gonadotropiniai hormonai- hormonai, skatinantys lytinių liaukų (lyties organų) darbą. FSH skatina kiaušidžių folikulų brendimą moterims ir spermatozoidų brendimą vyrams. O LH (liuteinas – pigmentas, priklausantis deguonies turinčių karotinoidų – ksantofilų grupei; ksantosas – geltonas) moterims sukelia ovuliaciją ir geltonkūnio susidarymą, o vyrams – testosterono sintezę intersticinėse Leydig ląstelėse.

Efektoriniai hormonai- paveikti visą organizmą kaip visumą arba jo sistemas. Prolaktinas laktacijos metu, tikėtina, kad yra kitų funkcijų, kurios žmonėms nežinomos.

sekrecija augimo hormonas sukelti šiuos veiksnius: hipoglikemiją nevalgius, tam tikros rūšies stresą, fizinį darbą. Hormonas išsiskiria gilaus miego metu, be to, hipofizė, nesant stimuliacijos, retkarčiais išskiria didelius šio hormono kiekius. Hormono augimas svyruoja netiesiogiai, sukeldamas kepenų hormonų susidarymą - somatomedinai. Jie veikia kaulų ir kremzlių audinius, prisideda prie neorganinių jonų absorbcijos. Pagrindinis yra somatomedinas C, skatina baltymų sintezę visose kūno ląstelėse. Hormonas tiesiogiai veikia medžiagų apykaitą, mobilizuodamas riebalų rūgštis iš riebalų atsargų, skatindamas papildomos energetinės medžiagos patekimą į kraują. Atkreipiu merginų dėmesį į tai, kad skatinama somatotropino gamyba fizinė veikla, o somatotropinas turi lipomobilizuojantį poveikį. Angliavandenių apykaitai GH turi 2 priešingus poveikius. Praėjus valandai po augimo hormono vartojimo, gliukozės koncentracija kraujyje staigiai sumažėja (panašus į insuliną somatomedino C veikimas), tačiau vėliau gliukozės koncentracija pradeda didėti dėl tiesioginio GH poveikio riebaliniam audiniui ir glikogeno. Tuo pačiu metu slopinamas ląstelių gliukozės pasisavinimas. Taigi atsiranda diabetogeninis poveikis. Hipofunkcija sukelia normalų nykštukumą, hiperfunkcinį gigantiškumą vaikams ir akromegaliją suaugusiems.

Hipofizės hormonų sekrecijos reguliavimas, kaip paaiškėjo, yra sudėtingesnis nei tikėtasi. Anksčiau buvo manoma, kad kiekvienas hormonas turi savo liberiną ir statiną.

Bet paaiškėjo, kad kai kurių hormonų paslaptį skatina tik liberinas, kitų dviejų – vien liberinas (žr. 17.2 lentelę).

Pagumburio hormonai sintetinami dėl AP atsiradimo ant branduolių neuronų. Stipriausi AP gaunami iš vidurinių smegenų ir limbinės sistemos, ypač hipokampo ir migdolinio kūno, per noradrenerginius, adrenerginius ir serotonerginius neuronus. Tai leidžia integruoti išorines ir vidines įtakas bei emocinę būseną su neuroendokrinine reguliacija.

Išvada

Belieka tik pasakyti, kad tokia sudėtinga sistema turėtų veikti kaip laikrodis. Ir menkiausias gedimas gali sukelti viso kūno sutrikimą. Ne veltui sakoma: „Visos ligos – nuo ​​nervų“.

Nuorodos

1. Red. Schmidt, Žmogaus fiziologija, 2 tomas, p.389

2. Kositsky, žmogaus fiziologija, p.183

mybiblioteka.su - 2015-2018 m. (0,097 sek.)

Humoraliniai organizmo fiziologinių funkcijų reguliavimo mechanizmai

Evoliucijos procese pirmieji susiformavo humoraliniai reguliavimo mechanizmai. Jie atsirado tada, kai atsirado kraujas ir kraujotaka. Humoralinis reguliavimas (iš lotynų k humoras- skystis), tai yra gyvybinių organizmo procesų koordinavimo mechanizmas, vykdomas per skystą terpę - kraują, limfą, intersticinį skystį ir ląstelės citoplazmą, naudojant biologiškai aktyvias medžiagas. Hormonai vaidina svarbų vaidmenį humoraliniame reguliavime. Labai išsivysčiusių gyvūnų ir žmonių humoralinis reguliavimas yra pavaldus nerviniam reguliavimui, kartu su juo jie sudaro vieną neurohumoralinio reguliavimo sistemą, užtikrinančią normalų organizmo funkcionavimą.

Kūno skysčiai yra:

- ekstravaskulinis (tarpląstelinis ir intersticinis skystis);

- intravaskulinis (kraujas ir limfa)

- specializuotas (cerebrospinalinis skystis - smegenų skilvelių skystis smegenų skilveliuose, sinovinis skystis - sąnarinių maišelių, skystos akies obuolio ir vidinės ausies terpės tepimas).

Hormonų kontroliuojami visi pagrindiniai gyvenimo procesai, visi individualaus vystymosi etapai, visų tipų ląstelių metabolizmas.

Humoraliniame reguliavime dalyvauja šios biologiškai aktyvios medžiagos:

- Vitaminai, aminorūgštys, elektrolitai ir kt., gaunami su maistu;

- endokrininių liaukų gaminami hormonai;

- susidaro CO2, aminų ir mediatorių apykaitos procese;

- audinių medžiagos - prostaglandinai, kininai, peptidai.

Hormonai. Svarbiausi specializuoti cheminiai reguliatoriai yra hormonai. Jie gaminami endokrininėse liaukose (endokrininės liaukos, iš graikų k. endo- viduje krino- paryškinti).

Endokrininės liaukos yra dviejų tipų:

- su mišria funkcija - vidine ir išorine sekrecija, šiai grupei priklauso lytinės liaukos (lytinės liaukos) ir kasa;

- atliekant tik vidinės sekrecijos organus, į šią grupę įeina hipofizė, kankorėžinė liauka, antinksčiai, skydliaukė ir prieskydinės liaukos.

Informacijos perdavimą ir organizmo veiklos reguliavimą atlieka centrinė nervų sistema hormonų pagalba. Centrinė nervų sistema savo įtaką endokrininėms liaukoms daro per pagumburį, kuriame yra reguliavimo centrai ir specialūs neuronai, gaminantys hormonų mediatorius – atpalaiduojančius hormonus, kurių pagalba vyksta pagrindinės. endokrininė liauka- hipofizė. Gauta optimali hormonų koncentracija kraujyje vadinama hormoninė būklė .

Hormonai gaminami sekrecinėse ląstelėse. Jie saugomi tarpląstelinių organelių granulėse, atskirtose nuo citoplazmos membrana. Pagal cheminę sandarą išskiriami baltyminiai (baltymų dariniai, polipeptidai), aminai (aminorūgščių dariniai) ir steroidiniai (cholesterolio dariniai) hormonai.

Pagal funkcinį pagrindą išskiriami hormonai:

- efektorius- tiesiogiai veikti tikslinius organus;

- atogrąžų- gaminami hipofizėje ir skatina efektorinių hormonų sintezę bei išsiskyrimą;

—išskiriantys hormonus (liberinai ir statinai), juos tiesiogiai išskiria pagumburio ląstelės ir reguliuoja tropinių hormonų sintezę ir sekreciją. Išskirdami hormonus, jie bendrauja tarp endokrininės ir centrinės nervų sistemos.

Visi hormonai turi šias savybes:

- griežtas veikimo specifiškumas (jis susijęs su labai specifinių receptorių, specialių baltymų, prie kurių jungiasi hormonai, buvimu tiksliniuose organuose);

- veikimo atokumas (taikiniai organai yra toli nuo hormonų susidarymo vietos)

Hormonų veikimo mechanizmas. Jis pagrįstas: fermentų katalizinio aktyvumo stimuliavimu arba slopinimu; ląstelių membranų pralaidumo pokyčiai. Yra trys mechanizmai: membraninis, membraninis tarpląstelinis, tarpląstelinis (citozolinis).

Membrana- užtikrina hormonų prisijungimą prie ląstelės membranos ir prisijungimo vietoje keičia jos pralaidumą gliukozei, aminorūgštims ir kai kuriems jonams. Pavyzdžiui, kasos hormonas insulinas padidina gliukozės transportavimą per kepenų ir raumenų ląstelių membranas, kur gliukagonas sintetinamas iš gliukozės (** pav.).

Membraninis-tarpląstelinis. Hormonai neprasiskverbia į ląstelę, bet veikia mainus per tarpląstelinius cheminius tarpininkus. Tokį poveikį turi baltyminiai-peptidiniai hormonai ir aminorūgščių dariniai. Cikliniai nukleotidai veikia kaip tarpląsteliniai cheminiai tarpininkai: ciklinis 3',5'-adenozino monofosfatas (cAMP) ir ciklinis 3',5'-guanozino monofosfatas (cGMP), taip pat prostaglandinai ir kalcio jonai (** pav.).

Hormonai veikia ciklinių nukleotidų susidarymą per fermentus adenilato ciklazę (cAMP) ir guanilatciklazę (cGMP). Adeilato ciklazė yra įmontuota į ląstelės membraną ir susideda iš 3 dalių: receptoriaus (R), konjuguojančios (N), katalizinės (C).

Receptoriaus dalis apima membraninių receptorių rinkinį, kurie yra išoriniame membranos paviršiuje. Katalizinė dalis yra fermentinis baltymas, t.y. pati adenilato ciklazė, kuri paverčia ATP į cAMP. Adenilato ciklazės veikimo mechanizmas yra toks. Hormonui prisijungus prie receptoriaus, susidaro hormonų-receptorių kompleksas, vėliau – N-baltymo-GTP (guanozintrifosfato) kompleksas, kuris aktyvuoja katalizinę adenilatciklazės dalį. Konjuguojančią dalį vaizduoja specialus N-baltymas, esantis membranos lipidiniame sluoksnyje. Adenilato ciklazės aktyvinimas lemia cAMP susidarymą ląstelės viduje iš ATP.

Veikiant cAMP ir cGMP, suaktyvėja baltymų kinazės, kurios ląstelės citoplazmoje yra neaktyvios (** pav.)

Savo ruožtu aktyvuotos proteinkinazės aktyvina viduląstelinius fermentus, kurie, veikdami DNR, dalyvauja genų transkripcijos procesuose ir reikalingų fermentų sintezėje.

Intraląstelinis (citozolinis) mechanizmas veikimas būdingas steroidiniams hormonams, kurių molekulinis dydis yra mažesnis nei baltymų hormonų. Savo ruožtu jie yra giminingi lipofilinėms medžiagoms pagal savo fizikines ir chemines savybes, kurios leidžia lengvai prasiskverbti pro plazminės membranos lipidinį sluoksnį.

Įsiskverbęs į ląstelę, steroidinis hormonas sąveikauja su specifiniu receptorių baltymu (R), esančiu citoplazmoje, sudarydamas hormonų-receptorių kompleksą (GRa). Šis ląstelės citoplazmoje esantis kompleksas aktyvuojamas ir per branduolinę membraną prasiskverbia į branduolio chromosomas, sąveikaudamas su jomis. Šiuo atveju vyksta genų aktyvacija, kartu susidaro RNR, dėl kurios padidėja atitinkamų fermentų sintezė. Šiuo atveju receptorių baltymas yra tarpininkas hormonui veikiant, tačiau šias savybes jis įgyja tik susijungęs su hormonu.

Kartu su tiesioginiu poveikiu audinių fermentų sistemoms, hormonų poveikis kūno struktūrai ir funkcijoms gali būti atliekamas sudėtingesniais būdais, dalyvaujant nervų sistemai.

Humorinis reguliavimas ir gyvenimo procesai

Šiuo atveju hormonai veikia interoreceptorius (chemoreceptorius), esančius kraujagyslių sienelėse. Chemoreceptorių dirginimas – tai refleksinės reakcijos, kuri keičia nervų centrų funkcinę būklę, pradžia.

Fiziologinis hormonų veikimas yra labai įvairus. Jie turi ryškų poveikį medžiagų apykaitai, audinių ir organų diferenciacijai, augimui ir vystymuisi. Hormonai dalyvauja daugelio organizmo funkcijų reguliavime ir integravime, pritaikant jį prie kintančių vidinės ir išorinės aplinkos sąlygų, palaiko homeostazę.

žmogaus biologija

Vadovėlis 8 klasei

Humoralinis reguliavimas

Žmogaus kūne nuolat vyksta įvairūs gyvybę palaikantys procesai. Taigi budrumo laikotarpiu visos organų sistemos funkcionuoja vienu metu: žmogus juda, kvėpuoja, kraujagyslėmis teka kraujas, skrandyje ir žarnyne vyksta virškinimo procesai, termoreguliacija ir kt. Žmogus suvokia visus pokyčius, vykstančius aplinką, reaguoja į juos. Visus šiuos procesus reguliuoja ir kontroliuoja endokrininio aparato nervų sistema ir liaukos.

Humoralinis reguliavimas (iš lot. "humor" - skystis) - kūno veiklos reguliavimo forma, būdinga visoms gyvoms būtybėms, atliekama naudojant biologiškai aktyvias medžiagas - hormonus (iš graikų "gormao" - sužadinti), kurias gamina specialios liaukos. Jos vadinamos endokrininėmis liaukomis arba endokrininėmis liaukomis (iš graikų „endon“ – viduje, „krineo“ – išskirti). Jų išskiriami hormonai patenka tiesiai į audinių skystį ir į kraują. Kraujas perneša šias medžiagas po visą kūną. Patekę į organus ir audinius, hormonai jiems daro tam tikrą poveikį, pavyzdžiui, veikia audinių augimą, širdies raumens susitraukimų ritmą, sukelia kraujagyslių spindžio susiaurėjimą ir kt.

Hormonai veikia griežtai apibrėžtas ląsteles, audinius ar organus. Jie yra labai aktyvūs, veikia net nedideliais kiekiais. Tačiau hormonai greitai sunaikinami, todėl esant poreikiui turi patekti į kraują ar audinių skystį.

Paprastai endokrininės liaukos yra mažos: nuo gramo frakcijų iki kelių gramų.

Svarbiausia endokrininė liauka yra hipofizė, esanti po smegenų pagrindu specialioje kaukolės įduboje – turkiškame balne ir plona koja sujungta su smegenimis. Hipofizė yra padalinta į tris skiltis: priekinę, vidurinę ir užpakalinę. Priekinėje ir vidurinėje skiltyse gaminasi hormonai, kurie, patekę į kraują, pasiekia kitas endokrinines liaukas ir kontroliuoja jų darbą. Du hormonai, gaminami diencephalono neuronuose, patenka į užpakalinę hipofizės skiltį išilgai kotelio. Vienas iš šių hormonų reguliuoja išsiskiriančio šlapimo tūrį, o antrasis sustiprina lygiųjų raumenų susitraukimą ir atlieka labai svarbų vaidmenį gimdymo procese.

Skydliaukė yra ant kaklo priešais gerklas. Jis gamina daugybę hormonų, kurie dalyvauja reguliuojant augimo procesus, audinių vystymąsi. Jie padidina medžiagų apykaitos intensyvumą, organų ir audinių deguonies suvartojimo lygį.

Prieskydinės liaukos yra užpakaliniame skydliaukės paviršiuje. Yra keturios šios liaukos, jos labai mažos, Bendras svoris jų tik 0,1-0,13 g.Šių liaukų hormonas reguliuoja kalcio ir fosforo druskų kiekį kraujyje, trūkstant šio hormono sutrinka kaulų ir dantų augimas, didėja nervų sistemos jaudrumas.

Suporuotos antinksčių liaukos yra, kaip rodo jų pavadinimas, virš inkstų. Jie išskiria keletą hormonų, kurie reguliuoja angliavandenių, riebalų apykaitą, veikia natrio ir kalio kiekį organizme, reguliuoja širdies ir kraujagyslių sistemos veiklą.

Antinksčių hormonų išsiskyrimas ypač svarbus tais atvejais, kai organizmas priverstas dirbti psichikos ir fizinė įtampa, t.y., esant stresui: šie hormonai padidina raumenų darbą, padidina gliukozės kiekį kraujyje (siekiant užtikrinti didesnį smegenų energijos suvartojimą), didina kraujotaką smegenyse ir kituose gyvybiškai svarbiuose organuose, didina sisteminį kraujospūdį, didina širdies veiklą.

Kai kurios liaukos mūsų organizme atlieka dvejopą funkciją, tai yra vienu metu veikia kaip vidinės ir išorinės – mišrios – sekrecijos liaukos. Tai, pavyzdžiui, lytinės liaukos ir kasa. Kasa išskiria virškinimo sultis, kurios patenka į dvylikapirštę žarną; tuo pačiu metu atskiros jo ląstelės veikia kaip endokrininės liaukos, gamindamos hormoną insuliną, kuris reguliuoja angliavandenių apykaitą organizme. Virškinimo metu angliavandeniai suskaidomi į gliukozę, kuri iš žarnyno pasisavinama į kraujagysles. Insulino gamybos sumažėjimas lemia tai, kad didžioji dalis gliukozės negali prasiskverbti iš kraujagyslių toliau į organų audinius. Dėl to įvairių audinių ląstelės lieka be svarbiausio energijos šaltinio – gliukozės, kuri ilgainiui iš organizmo pasišalina su šlapimu. Ši liga vadinama diabetu. Kas atsitinka, kai kasa gamina per daug insulino? Gliukozę labai greitai sunaudoja įvairūs audiniai, pirmiausia raumenys, ir cukraus kiekis kraujyje nukrenta iki pavojingo lygio. žemas lygis. Dėl to smegenims trūksta „kuro“, žmogus patenka į vadinamąjį insulino šoką ir praranda sąmonę. Tokiu atveju būtina greitai įvesti gliukozę į kraują.

Lytinės liaukos formuoja lytines ląsteles ir gamina hormonus, kurie reguliuoja organizmo augimą ir brendimą, antrinių lytinių požymių formavimąsi. Vyrams tai yra ūsų ir barzdos augimas, balso grubėjimas, kūno sudėjimo pasikeitimas, moterims - aukštas balsas, kūno formų apvalumas. Lytiniai hormonai lemia lytinių organų vystymąsi, lytinių ląstelių brendimą, moterims jie kontroliuoja lytinio ciklo fazes, nėštumo eigą.

Skydliaukės struktūra

Skydliaukė yra vienas iš svarbiausių vidaus sekrecijos organų. Skydliaukės aprašymą dar 1543 metais pateikė A. Vesalius, o pavadinimą ji gavo praėjus daugiau nei šimtmečiui – 1656 m.

Šiuolaikinės mokslinės idėjos apie skydliaukę pradėjo formuotis 19 amžiaus pabaigoje, kai šveicarų chirurgas T. Kocheris 1883 metais aprašė vaiko protinio atsilikimo (kretinizmo) požymius, kurie išsivystė pašalinus šį organą.

1896 metais A. Baumanas nustatė didelį jodo kiekį geležyje ir atkreipė tyrėjų dėmesį į tai, kad net senovės kinai sėkmingai gydė kretinizmą jūros kempinių pelenais, kuriuose yra daug jodo. Skydliaukė pirmą kartą buvo eksperimentiškai ištirta 1927 m. Po devynerių metų buvo suformuluota jos intrasekrecinės funkcijos samprata.

Dabar žinoma, kad skydliaukė susideda iš dviejų skilčių, sujungtų siaura sąsmauka. Otho yra didžiausia endokrininė liauka. Suaugusio žmogaus masė yra 25-60 g; jis yra gerklų priekyje ir šonuose. Liaukos audinį daugiausia sudaro daugybė ląstelių - tirocitų, kurie susijungia į folikulus (pūsleles). Kiekvienos tokios pūslelės ertmė užpildyta tirocitų veiklos produktu – koloidu. Iš išorės prie folikulų ribojasi kraujagyslės, iš kurių į ląsteles patenka pradinės medžiagos hormonų sintezei. Būtent koloidas leidžia organizmui kurį laiką išsiversti be jodo, kuris dažniausiai patenka su vandeniu, maistu ir įkvepiamu oru. Tačiau užsitęsus jodo trūkumui sutrinka hormonų gamyba.

Pagrindinis hormoninis produktas skydliaukės – tiroksino. Kitą hormoną, trijodtiraną, skydliaukė gamina tik nedideliais kiekiais. Jis susidaro daugiausia iš tiroksino, pašalinus iš jo vieną jodo atomą. Šis procesas vyksta daugelyje audinių (ypač kepenyse) ir atlieka svarbų vaidmenį palaikant hormonų pusiausvyrą organizme, nes trijodtironinas yra daug aktyvesnis nei tiroksinas.

Ligos, susijusios su sutrikusia skydliaukės veikla, gali pasireikšti ne tik pakitus pačiai liaukai, bet ir su jodo trūkumu organizme, taip pat priekinės hipofizės ligomis ir kt.

Vaikystėje sumažėjus skydliaukės funkcijoms (hipofunkcijai), vystosi kretinizmas, kuriam būdingas visų organizmo sistemų vystymosi slopinimas, žemas ūgis, silpnaprotystė. Suaugusiam žmogui, kuriam trūksta skydliaukės hormonų, atsiranda miksedema, kurios metu pastebima edema, demencija, susilpnėjęs imunitetas ir silpnumas. Ši liga gerai reaguoja į gydymą skydliaukės hormonų preparatais. Padidėjus skydliaukės hormonų gamybai, susergama Greivso liga, kurios metu staigiai padažnėja jaudrumas, medžiagų apykaita, širdies susitraukimų dažnis, atsiranda išsipūtusios akys (egzoftalmos) ir krenta svoris. Tose geografinėse vietovėse, kur vandenyje yra mažai jodo (dažniausiai randama kalnuose), gyventojai dažnai serga struma – liga, kai išskiriamas skydliaukės audinys auga, bet negali, nesant reikiamo jodo kiekio, susintetinti. pilnaverčių hormonų. Tokiose vietovėse turėtų būti padidintas gyventojų jodo suvartojimas, kurį galima užtikrinti, pavyzdžiui, naudojant valgomąją druską su privalomais nedideliais natrio jodido priedais.

Augimo hormonas

Pirmą kartą prielaidą, kad hipofizė išskiria specifinį augimo hormoną, 1921 m. padarė Amerikos mokslininkų grupė. Eksperimento metu jie sugebėjo paskatinti žiurkių augimą iki dvigubo normalaus dydžio, kasdien duodami hipofizės ekstrakto. IN gryna forma Augimo hormonas buvo išskirtas tik aštuntajame dešimtmetyje, iš pradžių iš jaučio hipofizės, o vėliau iš arklio ir žmogaus. Šis hormonas veikia ne vieną konkrečią liauką, o visą kūną.

Žmogaus ūgis yra kintama reikšmė: jis didėja iki 18-23 metų, išlieka nepakitęs iki maždaug 50 metų, o vėliau kas 10 metų sumažėja 1-2 cm.

Be to, augimo tempai skiriasi nuo žmogaus iki žmogaus. „Sąlyginio žmogaus“ (tokį terminą naudoja Pasaulio sveikatos organizacija, apibrėždama įvairius gyvenimo parametrus) vidutinis moterų ūgis yra 160 cm, o vyrų – 170 cm. Tačiau žemesnis nei 140 cm arba didesnis nei 195 cm žmogus jau laikomas labai žemu arba labai aukštu.

Vaikams trūkstant augimo hormono, išsivysto hipofizės nykštukiškumas, o esant pertekliui – hipofizės gigantizmas. Aukščiausias hipofizės milžinas, kurio ūgis buvo tiksliai išmatuotas, buvo amerikietis R. Wadlow (272 cm).

Jei suaugusiam žmogui pastebimas šio hormono perteklius, kai normalus augimas jau sustojo, susergama akromegalija, kurios metu auga nosis, lūpos, rankų ir kojų pirštai bei kai kurios kitos kūno dalys.

Pasitikrink savo žinias

1. Kokia yra organizme vykstančių procesų humoralinio reguliavimo esmė?
2. Kokios liaukos yra endokrininės liaukos?
3. Kokias funkcijas atlieka antinksčiai?
4. Išvardykite pagrindines hormonų savybes.
5. Kokia yra skydliaukės funkcija?
6. Kokias žinote mišraus sekreto liaukas?
7. Kur dingsta endokrininių liaukų išskiriami hormonai?
8. Kokia yra kasos funkcija?
9. Išvardykite prieskydinių liaukų funkcijas.

Pagalvok

Kas gali lemti organizmo išskiriamų hormonų trūkumą?

Proceso kryptis humoralinėje reguliacijoje

Endokrininės liaukos išskiria hormonus tiesiai į kraują – biolo! ic veikliosios medžiagos. Hormonai reguliuoja medžiagų apykaitą, augimą, organizmo vystymąsi ir jo organų veiklą.

Nervų ir humoro reguliavimas

Nervų reguliavimas atliekami elektros impulsų, einančių per nervines ląsteles, pagalba. Palyginti su humoraliniu

• eina greičiau
• tikslesnis
• reikalauja daug energijos
• evoliuciškai jaunesni.

Humoralinis reguliavimas gyvybiniai procesai (iš lotyniško žodžio humoras - „skystis“) vyksta dėl medžiagų, išsiskiriančių į vidinę organizmo aplinką (limfą, kraują, audinių skystį).

Humoralinis reguliavimas gali būti atliekamas naudojant:

• hormonai- biologiškai aktyvios (veikiančios labai mažą koncentraciją) medžiagos, kurias į kraują išskiria endokrininės liaukos;
• kitos medžiagos. Pavyzdžiui, anglies dioksidas

• sukelia vietinį kapiliarų išsiplėtimą, į šią vietą priteka daugiau kraujo;
• sužadina pailgųjų smegenų kvėpavimo centrą, sustiprėja kvėpavimas.

Visos kūno liaukos yra suskirstytos į 3 grupes

1) endokrininės liaukos ( endokrininės) neturi šalinimo latakų ir savo paslaptis išskiria tiesiai į kraują. Endokrininių liaukų paslaptys vadinamos hormonai, jie turi biologinį aktyvumą (veikia mikroskopine koncentracija). Pavyzdžiui: skydliaukė, hipofizė, antinksčiai.

2) Išorinės sekrecijos liaukos turi šalinimo latakus ir savo paslaptis išskiria NE į kraują, o į bet kurią ertmę ar ant kūno paviršiaus. Pavyzdžiui, kepenys, ašarų, seilių, prakaitas.

3) Mišrios sekrecijos liaukos atlieka tiek vidinę, tiek išorinę sekreciją. Pavyzdžiui

• kasa į kraują išskiria insuliną ir gliukagoną, o ne į kraują (dvylikapirštėje žarnoje) – kasos sultis;
• genitalijų liaukos išskiria lytinius hormonus į kraują, o ne į kraują – lytines ląsteles.

DAUGIAU INFORMACIJOS: Humorinis reguliavimas, Liaukų tipai, Hormonų tipai, jų veikimo laikas ir mechanizmai, Gliukozės koncentracijos kraujyje palaikymas
UŽDUOTYS 2 DALIS: Nervų ir humoro reguliavimas

Testai ir užduotys

Nustatyti atitikimą tarp organo (organų skyriaus), dalyvaujančio reguliuojant žmogaus organizmo gyvybę, ir sistemos, kuriai jis priklauso: 1) nervinės, 2) endokrininės.
A) tiltas
B) hipofizė
B) kasa
D) nugaros smegenys
D) smegenėlės

Nustatykite seką, kuria humoralinis kvėpavimo reguliavimas atliekamas atliekant raumenų darbą žmogaus kūne
1) anglies dioksido kaupimasis audiniuose ir kraujyje
2) kvėpavimo centro sužadinimas pailgosiose smegenyse
3) impulsų perdavimas tarpšonkauliniams raumenims ir diafragmai
4) oksidacinių procesų stiprinimas aktyvaus raumenų darbo metu
5) įkvėpimas ir oro patekimas į plaučius

Nustatykite atitiktį tarp žmogaus kvėpavimo metu vykstančio proceso ir jo reguliavimo būdo: 1) humoralinio, 2) nervinio.
A) nosiaryklės receptorių sužadinimas dulkių dalelėmis
B) sulėtėjęs kvėpavimas panardinus į šaltą vandenį
C) kvėpavimo ritmo pasikeitimas esant anglies dioksido pertekliui patalpoje
D) kvėpavimo nepakankamumas kosint
D) kvėpavimo ritmo pasikeitimas sumažėjus anglies dioksido kiekiui kraujyje

1. Nustatykite atitiktį tarp liaukos savybių ir tipo, kuriam ji priklauso: 1) vidinė sekrecija, 2) išorinė sekrecija. Parašykite skaičius 1 ir 2 teisinga tvarka.
A) turi šalinimo latakus
B) gamina hormonus
C) užtikrina visų gyvybiškai svarbių organizmo funkcijų reguliavimą
D) išskiria fermentus į skrandį
D) šalinimo latakai eina į kūno paviršių
E) pagamintos medžiagos patenka į kraują

2. Nustatyti atitiktį tarp liaukų charakteristikų ir jų tipo: 1) išorinė sekrecija, 2) vidinė sekrecija.

Humorinis organizmo reguliavimas

Parašykite skaičius 1 ir 2 teisinga tvarka.
A) gamina virškinimo fermentus
B) išsiskiria į kūno ertmę
B) išskiria chemiškai aktyvias medžiagas – hormonus
D) dalyvauti reguliuojant organizmo gyvybinius procesus
D) turi šalinimo latakus

Nustatykite liaukų ir jų tipų atitikimą: 1) išorinė sekrecija, 2) vidinė sekrecija. Parašykite skaičius 1 ir 2 teisinga tvarka.
A) epifizė
B) hipofizė
B) antinksčiai
D) seilėtekis
D) kepenys
E) kasos ląstelės, gaminančios tripsiną

Nustatykite atitiktį tarp širdies darbo reguliavimo pavyzdžio ir reguliavimo tipo: 1) humoralinio, 2) nervinio
A) padidėjęs širdies susitraukimų dažnis veikiant adrenalinui
B) širdies darbo pokyčiai veikiant kalio jonams
C) širdies ritmo pokyčiai veikiant autonominei sistemai
D) širdies veiklos susilpnėjimas veikiant parasimpatinės sistemos

Nustatykite atitiktį tarp žmogaus kūno liaukos ir jos tipo: 1) vidinė sekrecija, 2) išorinė sekrecija
A) pieno produktai
B) skydliaukė
B) kepenys
D) prakaitas
D) hipofizė
E) antinksčiai

1. Nustatyti atitiktį tarp žmogaus kūno funkcijų reguliavimo požymio ir jo tipo: 1) nervinis, 2) humoralinis. Parašykite skaičius 1 ir 2 teisinga tvarka.
A) krauju patenka į organus
B) didelis reakcijos greitis
B) yra senesnis
D) atliekama naudojant hormonus
D) yra susijęs su endokrininės sistemos veikla

2. Nustatyti atitiktį tarp organizmo funkcijų reguliavimo ypatybių ir tipų: 1) nervinio, 2) humoralinio. Užrašykite skaičius 1 ir 2 raides atitinkančia tvarka.
A) įsijungia lėtai ir trunka ilgai
B) signalas sklinda išilgai reflekso lanko struktūrų
B) atliekama veikiant hormonui
D) signalas sklinda su kraujotaka
D) greitai įsijungia ir veikia trumpai
E) evoliuciškai senesnis reguliavimas

Pasirinkite vieną, tinkamiausią variantą. Kurios iš šių liaukų išskiria savo produktus specialiais kanalais į kūno organų ertmes ir tiesiai į kraują
1) riebalinis
2) prakaitas
3) antinksčiai
4) seksualinis

Nustatykite atitikimą tarp žmogaus kūno liaukos ir tipo, kuriam ji priklauso: 1) vidinė sekrecija, 2) mišri sekrecija, 3) išorinė sekrecija.
A) kasa
B) skydliaukė
B) ašarų
D) riebalinis
D) seksualinis
E) antinksčiai

Pasirinkite tris parinktis. Kokiais atvejais atliekamas humoralinis reguliavimas?
1) anglies dioksido perteklius kraujyje
2) organizmo reakcija degant žaliam šviesoforo signalui
3) gliukozės perteklius kraujyje
4) kūno reakcija į kūno padėties erdvėje pasikeitimą
5) adrenalino išsiskyrimas streso metu

Nustatykite atitikimą tarp žmonių kvėpavimo reguliavimo pavyzdžių ir tipų: 1) refleksinio, 2) humoralinio. Užrašykite skaičius 1 ir 2 raides atitinkančia tvarka.
A) nustokite kvėpuoti įkvėpus, kai patenkate į šaltą vandenį
B) kvėpavimo gylio padidėjimas dėl padidėjusios anglies dvideginio koncentracijos kraujyje
C) kosulys, kai maistas patenka į gerklas
D) šiek tiek sulėtėjęs kvėpavimas dėl sumažėjusios anglies dioksido koncentracijos kraujyje
D) kvėpavimo intensyvumo pokytis priklausomai nuo emocinės būsenos
E) smegenų kraujagyslių spazmas dėl staigaus deguonies koncentracijos kraujyje padidėjimo

Pasirinkite tris endokrinines liaukas.
1) hipofizė
2) seksualinis
3) antinksčių liaukos
4) skydliaukė
5) skrandžio
6) pieninė

Pasirinkite tris parinktis. Humorinis poveikis fiziologiniams procesams žmogaus organizme
1) atliekama naudojant chemiškai aktyvias medžiagas
2) susijęs su išorinės sekrecijos liaukų veikla
3) plinta lėčiau nei nervas
4) atsiranda nervinių impulsų pagalba
5) yra kontroliuojami pailgųjų smegenų
6) atliekami per kraujotakos sistema

© D.V. Pozdnyakovas, 2009-2018

Pirmoji senovinė daugialąsčių organizmų ląstelių sąveikos forma yra cheminė sąveika per medžiagų apykaitos produktus, patenkančius į kūno skysčius. Tokie produktai arba metabolitai yra baltymų, anglies dioksido ir tt skilimo produktai. Tai humoralinis poveikio perdavimas, humoralinis koreliacijos ar ryšio tarp organų mechanizmas.

Humoraliniam ryšiui būdingi šie bruožai. Pirma, tikslaus adreso, kuriuo patenka cheminė medžiaga ar siunčiami kiti kūno skysčiai, nebuvimas. Todėl cheminė medžiaga gali veikti visus organus ir. Jo veikimas nėra lokalizuotas, neapribotas tam tikra vieta. Antra, cheminė medžiaga plinta palyginti lėtai. Ir galiausiai, trečia, jis veikia nedideliais kiekiais ir paprastai greitai sunaikinamas arba pašalinamas iš organizmo. Humoraliniai ryšiai būdingi ir gyvūnų, ir augalų pasauliui.

Nervų ir humoro reguliavimas

Kitame gyvų būtybių vystymosi etape atsiranda specialūs organai - liaukos, kuriose gaminasi humoralinės veikliosios medžiagos - hormonai, kurie susidaro iš maistinių medžiagų, patenkančių į organizmą. Taigi, pavyzdžiui, hormonas adrenalinas susidaro antinksčių liaukose iš aminorūgšties tirozino. Tai yra hormonų reguliavimas.

Pagrindinė nervų sistemos funkcija – reguliuoti viso organizmo sąveiką su išorine aplinka ir atskirų organų veiklą bei organų ryšį.

Nervų sistema sustiprina arba slopina visų organų veiklą ne tik sužadinimo ar nervinių impulsų bangomis, bet ir patekusi į kraują, limfą, smegenų ir audinių skysčius mediatorių, hormonų ir metabolitų ar medžiagų apykaitos produktų. Šios cheminės medžiagos veikia organus ir nervų sistemą. Taigi natūraliomis sąlygomis nėra išskirtinai nervinio organų veiklos reguliavimo, o neurohumoralinio.

Nervų sistemos sužadinimas turi biocheminį pobūdį. Metabolinis poslinkis plinta palei jį bangomis, kurių metu jonai selektyviai praeina pro membranas, dėl ko susidaro potencialų skirtumas tarp santykinio ramybės būsenos ir susijaudinusių bei kylančių sričių. Šios srovės vadinamos biosroves, arba biopotencialai, plinta per nervų sistemą ir sukelia sužadinimą tolesnėse jos dalyse.