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)
Specializuota (cerebrospinalinis skystis – smegenų 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:
Su maistu tiekiami vitaminai, aminorūgštys, elektrolitai ir kt.;
Hormonai, kuriuos gamina endokrininės liaukos;
Susidaro metabolizmo procese CO 2, aminai ir mediatoriai;
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;
Šiai grupei priklauso tik vidinės sekrecijos organai, 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 endokrininės liaukos – hipofizės – veikla. reguliuojama. 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 atstumas (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 mediatoriai: 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. 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.
Humorinis reguliavimas atliekamas specialių cheminių vidinės aplinkos reguliatorių pagalba - hormonai. Tai cheminės medžiagos, kurias gamina ir išskiria specializuotos endokrininės ląstelės, audiniai ir organai. Hormonai skiriasi nuo kitų biologiškai aktyvių medžiagų (metabolitų, mediatorių) tuo, kad juos formuoja specializuotos endokrininės ląstelės ir veikia nuo jų nutolusius organus.
Manoma, kad hormonų reguliavimą vykdo endokrininė sistema. Ši funkcinė asociacija apima endokrininius organus arba liaukas (pavyzdžiui, skydliaukę, antinksčius ir kt.). Endokrininis audinys organe (endokrininių ląstelių sankaupa, pvz., Langerhanso salelės kasoje). Organų ląstelės, kurios, be pagrindinės funkcijos, kartu atlieka ir endokrininę funkciją (pavyzdžiui, prieširdžių raumenų ląstelės kartu su susitraukimo funkcija formuoja ir išskiria hormonus, turinčius įtakos diurezei).
Hormoninio reguliavimo aparatas. Hormoninis reguliavimas taip pat turi valdymo aparatą. Vieną iš tokios kontrolės būdų įgyvendina atskiros centrinės nervų sistemos struktūros, kurios tiesiogiai perduoda nervinius impulsus endokrininiams elementams. Ar tai nervinasi ar smegenėlių(smegenys - liauka) kelias. Nervų sistema įgyvendina kitą būdą, kaip kontroliuoti endokrinines ląsteles per hipofizę ( hipofizės kelias). Svarbus būdas kontroliuoti kai kurių endokrininių ląstelių veiklą yra vietinė savireguliacija(pvz., Langerhanso salelių cukraus kiekį reguliuojančių hormonų sekreciją reguliuoja gliukozės kiekis kraujyje, kalcitonino – kalcio kiekis).
Centrinė nervų sistemos struktūra, reguliuojanti endokrininio aparato funkcijas, yra pagumburio.Ši pagumburio funkcija yra susijusi su neuronų grupių buvimu jame, turinčiomis galimybę sintetinti ir išskirti specialius reguliuojančius peptidus. neurohormonai. Pagumburis yra nervinis ir endokrininis darinys. Pagumburio neuronų savybė sintetinti ir išskirti reguliuojančius peptidus vadinama neurosekrecija. Reikia pastebėti, kad iš esmės šią savybę turi visos nervinės ląstelės – jos transportuoja jose susintetintus baltymus ir fermentus.
Neurosekretas pernešamas į smegenų struktūras, smegenų skystį ir hipofizę. Pagumburio neuropeptidai skirstomi į tris grupes. Visceroreceptorių neurohormonai - daugiausia veikia vidaus organus (vazopresinas, oksitocinas). Neuroreceptorių neurohormonai - neuromoduliatoriai ir mediatoriai, turintys ryškų poveikį nervų sistemos funkcijoms (endorfinai, enkefalinai, neurotenzinas, angiotenzinas). Adenohipofizės receptorių neurohormonai realizuojant adenohipofizės liaukinių ląstelių veiklą.
Be pagumburio, limbinė sistema taip pat yra įtraukta į bendrą endokrininių elementų veiklos kontrolę.
Hormonų sintezė, sekrecija ir išskyrimas. Pagal cheminę prigimtį visi hormonai skirstomi į tris grupes. Aminorūgščių dariniai- skydliaukės hormonai, adrenalinas, kankorėžinės liaukos hormonai. Peptidiniai hormonai - pagumburio neuropeptidai, hipofizės hormonai, kasos salelių aparatas, prieskydinės liaukos hormonai. Steroidiniai hormonai - susidaro iš cholesterolio – antinksčių hormonų, lytinių hormonų, inkstų kilmės hormono – kalcitrolio.
Hormonai dažniausiai nusėda tuose audiniuose, kur jie susidaro (skydliaukės folikulai, antinksčių šerdis – granulių pavidalu). Tačiau kai kuriuos iš jų nusėda ir nesekrecinės ląstelės (katecholaminus pasisavina kraujo ląstelės).
Hormonus perneša vidinės aplinkos skysčiai (kraujas, limfa, ląstelių mikroaplinka) dviem formomis – surištuoju ir laisvuoju. Susiję (su eritrocitų, trombocitų ir baltymų membranomis) hormonai turi mažą aktyvumą. Laisvieji - yra aktyviausi, praeina per barjerus ir sąveikauja su ląstelių receptoriais.
Dėl hormonų metabolizmo transformacijų susidaro naujos informacinės molekulės, kurių savybės skiriasi nuo pagrindinio hormono. Hormonų apykaita vyksta fermentų pagalba pačiuose endokrininiuose audiniuose, kepenyse, inkstuose ir audiniuose – efektoriais.
Hormonų ir jų metabolitų informacinės molekulės išsiskiria iš kraujo per inkstus, prakaito liaukas, seilių liaukas, tulžį, virškinimo sultis.
Hormonų veikimo mechanizmas. Yra keletas tipų, būdų ir mechanizmų, kaip hormonai veikia tikslinius audinius. metabolinis veiksmas - audinių metabolizmo pokyčiai (ląstelių membranų pralaidumo pokyčiai, fermentų aktyvumas ląstelėje, fermentų sintezė). morfogenetinis veiksmas. hormonų įtaka struktūrinių elementų formavimosi, diferenciacijos ir augimo procesams (genetinio aparato ir medžiagų apykaitos pokyčiams). Kinetinis veiksmas - gebėjimas sukelti efektoriaus veiklą (oksitocinas – gimdos raumenų susitraukimas, adrenalinas – glikogeno skilimas kepenyse). Korekciniai veiksmai - organų veiklos pokyčiai (adrenalinas – padažnėjęs širdies susitraukimų dažnis). reaktogeninis veiksmas. hormono gebėjimas pakeisti audinių reaktyvumą to paties hormono, kitų hormonų ar mediatorių veikimui (gliukokortikoidai palengvina adrenalino veikimą, insulinas pagerina somatotropino veikimo įgyvendinimą).
Hormonų poveikio tikslinėms ląstelėms keliai gali būti atliekami dviem būdais. Hormono veikimas nuo ląstelės membranos paviršiaus po prisijungimo prie specifinio membranos receptoriaus (po to paleidžiama biocheminių reakcijų grandinė membranoje ir citoplazmoje). Taip veikia peptidiniai hormonai ir katecholaminai. Arba prasiskverbdamas per membraną ir prisijungdamas prie citoplazminių receptorių (po to hormonų-receptorių kompleksas prasiskverbia į ląstelės branduolį ir organelius). Taip veikia steroidiniai ir skydliaukės hormonai.
Peptiduose, baltymų hormonuose ir katecholaminuose hormonų-receptorių kompleksas suaktyvina membranos fermentus ir formuojasi. antriniai tarpininkai hormonų reguliuojantis poveikis. Yra žinomos šios antrinių tarpininkų sistemos: adenilato ciklazė – ciklinis adenozinas – monofosfatas (cAMP), guanilatciklazė – ciklinis guanozinas – monofosfatas (cGMP), fosfolipazė C – inozitolis – trifosfatas (IFZ), jonizuotas kalcis.
Išsamų visų šių antrųjų pasiuntinių darbą apsvarstysite biochemijos metu. Todėl turėčiau tik pažymėti, kad daugumoje kūno ląstelių yra arba gali susidaryti beveik visi aukščiau aptarti antrieji pasiuntiniai, išskyrus cGMP. Ryšium su tuo tarp jų užsimezga įvairūs tarpusavio ryšiai (vienodas dalyvavimas, vienas pagrindinis, o kiti prie to prisideda, veikia nuosekliai, dubliuoja vienas kitą, yra antagonistai).
Steroidiniuose hormonuose membraninis receptorius užtikrina specifinį hormono atpažinimą ir jo perkėlimą į ląstelę, o citoplazmoje yra specialus citoplazminis baltymas – receptorius, su kuriuo hormonas jungiasi. Tada šis kompleksas sąveikauja su branduoliniu receptoriumi ir prasideda reakcijų ciklas, įtraukiant DNR į procesą ir su galutine baltymų bei fermentų sinteze ribosomose. Be to, steroidiniai hormonai keičia cAMP ir jonizuoto kalcio kiekį ląstelėje. Šiuo atžvilgiu skirtingų hormonų veikimo mechanizmai turi bendrų bruožų.
Pastaraisiais dešimtmečiais didelė grupė vadinamųjų audinių hormonai. Pavyzdžiui, virškinamojo trakto, inkstų ir, tiesą sakant, visų kūno audinių hormonai. Jie įtraukia prostaglandinai, kininai, histaminas, serotoninas, citomedinai ir kt.
Apie visas šias medžiagas kalbėsime plačiau, kai pereisime prie konkrečios fiziologijos (atskirų sistemų ir organų fiziologijos) tyrimo. Antroji praėjusio amžiaus pusė biologijoje ir medicinoje pasižymi sparčiu peptidų vaidmens organizmo veikloje tyrimo raida. Kasmet pasirodo daugybė publikacijų, skirtų peptidų poveikiui įvairių fiziologinių funkcijų eigai. Šiuo metu iš įvairių (beveik visų) kūno audinių išskirta daugiau nei 1000 peptidų. Tarp jų yra didelė neuropeptidų grupė. Iki šiol peptidų reguliatorių rasta virškinimo trakte, širdies ir kraujagyslių sistemoje, kvėpavimo ir šalinimo organuose. Tie. yra tarsi išsklaidyta neuroendokrininė sistema, kartais vadinama trečiąja nervų sistema. Endogeniniai peptidiniai reguliatoriai, esantys kraujyje, limfoje, intersticiniame skystyje ir įvairiuose audiniuose, gali turėti mažiausiai tris kilmės šaltinius: endokrinines ląsteles, organo neuroninius elementus ir aksoninių peptidų transportavimo iš centrinės nervų sistemos depą. Smegenys nuolat sintezuojasi, todėl jose, išskyrus keletą išimčių, yra visi peptidiniai bioreguliatoriai. Todėl smegenys teisėtai gali būti vadinamos endokrininiu organu. Praėjusio amžiaus pabaigoje buvo įrodyta, kad organizmo ląstelėse yra informacinių molekulių, kurios užtikrina tarpusavio ryšius nervų ir imuninės sistemos veikloje. Jie gavo vardą citomedinai. Tai junginiai, kurie bendrauja tarp mažų ląstelių grupių ir turi ryškų poveikį jų specifiniam aktyvumui.Citomedinai iš ląstelės į ląstelę perneša tam tikrą informaciją, registruojamą naudojant aminorūgščių sekas ir konformacines modifikacijas. Citomedinai didžiausią poveikį sukelia organo, iš kurio jie yra izoliuoti, audiniuose. Šios medžiagos išlaiko tam tikrą ląstelių santykį skirtingose vystymosi stadijose esančiose populiacijose. Jie vykdo informacijos mainus tarp genų ir tarpląstelinės aplinkos. Jie dalyvauja reguliuojant ląstelių diferenciacijos ir proliferacijos procesus, keičiant funkcinį genomo aktyvumą ir baltymų biosintezę. Šiuo metu keliama idėja apie vienos neuro-endokrininės-citomedino sistemos, reguliuojančios organizmo funkcijas, egzistavimą.
Ypač norėčiau pabrėžti, kad mūsų skyrius yra susijęs su didelės grupės medžiagų, vadinamų citomedinais, veikimo mechanizmo tyrimu. Šios peptidinės prigimties medžiagos šiuo metu yra išskirtos beveik iš visų organų ir audinių ir yra svarbiausia fiziologinių organizmo funkcijų reguliavimo grandis.
Kai kurios iš šių medžiagų buvo eksperimentiškai išbandytos, taip pat ir mūsų skyriuje, ir šiuo metu apibūdinamos kaip vaistai (timogenas, timalinas - iš užkrūčio liaukos audinių, korteksinas - iš smegenų audinių, kardialinas - iš širdies audinių - vaistai buvo gauti Rusijoje). Mūsų darbuotojai tyrė tokių citomedinų veikimo mechanizmą – iš seilių liaukų audinių – V.N. Sokolenko. Iš kepenų audinių ir eritrocitų – L.E. Vesnina, T.N. Zaporožecas, V.K. Parkhomenko, A.V. Katrušovas, O.I. Cebržinskis, S.V. Miščenka. Iš širdies audinių – A.P. Pavlenko, iš inkstų audinių - I.P. Kaidaševas, iš smegenų audinių - N.N. Gritsai, N.V. Litvinenka. Citomedinas "Vermilat" iš Kalifornijos kirmėlės audinių - I.P. Kaidaševas, O. A., Baštovenko.
Šie peptidai atlieka svarbų vaidmenį reguliuojant antioksidacinę organizmo gynybą, imunitetą, nespecifinį atsparumą, kraujo krešėjimą ir fibrinolizę bei kitas reakcijas.
Nervinių ir humoralinių mechanizmų ryšys reguliuojant fiziologines funkcijas. Aukščiau aptarti nerviniai ir humoraliniai reguliavimo principai funkciškai ir struktūriškai sujungti į vieną neuro-humoralinis reguliavimas. Pradinė tokio reguliavimo mechanizmo grandis, kaip taisyklė, yra aferentinis signalas įėjime, o informacinio ryšio efektoriniai kanalai yra nerviniai arba humoraliniai. Refleksinės organizmo reakcijos yra pradinės kompleksiniame holistiniame atsake, tačiau tik kartu su endokrininės sistemos aparatu užtikrinamas sisteminis organizmo gyvybinės veiklos reguliavimas, siekiant optimaliai jį pritaikyti prie aplinkos sąlygų. Vienas iš tokio gyvybės veiklos reguliavimo organizavimo mechanizmų yra bendras adaptacijos sindromas arba stresas. Tai nespecifinių ir specifinių neurohumoralinio reguliavimo, metabolizmo ir fiziologinių funkcijų sistemų reakcijų derinys. Sisteminis neurohumoralinio gyvybinės veiklos reguliavimo lygis pasireiškia esant stresui, padidinus viso organizmo atsparumą aplinkos veiksnių, įskaitant kenksmingus organizmui, poveikiui.
Išsamiau streso mechanizmą išnagrinėsite patologinės fiziologijos eigoje. Tačiau norėčiau atkreipti jūsų dėmesį į tai, kad šios reakcijos įgyvendinimas aiškiai parodo ryšį tarp nervinio ir humoralinio fiziologinių organizmo funkcijų reguliavimo mechanizmų. Organizme šie reguliavimo mechanizmai papildo vienas kitą, sudarydami funkciškai vieningą mechanizmą. Taigi, pavyzdžiui, hormonai veikia smegenyse vykstančius procesus (elgesį, atmintį, mokymąsi). Smegenys savo ruožtu kontroliuoja endokrininio aparato veiklą.
Kūno ryšys su aplinka, kuris taip veikia jo funkcijas, atliekamas naudojant specialų nervų sistemos aparatą, vadinamą analizatoriais. Apie jų struktūrą ir funkciją kalbėsime kitoje paskaitoje.
(Iš lot. „humoras“ – skystis) atliekama dėl medžiagų, išsiskiriančių į vidinę organizmo aplinką (limfą, kraują, audinių skystį). Tai senesnė, lyginant su nervine, reguliavimo sistema.
Humoralinio reguliavimo pavyzdžiai:
- adrenalinas (hormonas)
- histaminas (audinių hormonas)
- didelės koncentracijos anglies dioksidas (susidaro dirbant aktyvų fizinį darbą)
- sukelia vietinį kapiliarų išsiplėtimą, į šią vietą priteka daugiau kraujo
- sužadina pailgųjų smegenų kvėpavimo centrą, sustiprėja kvėpavimas
Palyginimas su nerviniu reguliavimu
1) Lėtas: medžiagos juda kartu su krauju (veiksmas įvyksta po 30 sekundžių), o nerviniai impulsai praeina beveik akimirksniu (dešimtosiomis sekundės dalimis).
2) Ilgiau: humoralinis reguliavimas veikia medžiagai esant kraujyje, o nervinis impulsas veikia trumpai.
3) Didesnis, nes cheminės medžiagos krauju pernešamos po visą organizmą, nervinė reguliacija veikia tiksliai – vieną organą ar organo dalį.
Testai
1. Humoralinis organizmo funkcijų reguliavimas atliekamas padedant
A) cheminės medžiagos, patenkančios į kraują iš organų ir audinių
B) nerviniai impulsai per nervų sistemą
C) maistiniai riebalai
D) vitaminai medžiagų apykaitos ir energijos konversijos procese
2. Proceso metu vyksta cheminė ląstelių, audinių, organų ir organų sistemų sąveika, atliekama per kraują.
A) plastiko mainai
B) nervų reguliavimas
B) energijos apykaita
D) humoralinis reguliavimas
3. Žmogaus organizme vykdoma humoralinė reguliacija
A) nerviniai impulsai
B) cheminės medžiagos, kurios veikia organus per kraują
C) cheminės medžiagos, patekusios į virškinamąjį kanalą
D) kvapiosios medžiagos, patekusios į kvėpavimo takus
4. Humoraliniame kūno funkcijų reguliavime dalyvauja:
A) antikūnai
B) hormonai
B) fermentai
D) nukleino rūgštys
5) Žmogaus kvėpavimo centro sužadinimui įtakos turi koncentracijos padidėjimas
A) deguonis
B) azotas
B) hemoglobinas
D) anglies dioksidas
6. Pagrindinis humoralinis kvėpavimo reguliatorius yra
A) anglies monoksidas
B) pepsinas
B) insulinas
D) anglies dioksidas
7. Medžiagos, kurių pagalba žmogaus organizme vykdomas humoralinis funkcijų reguliavimas;
A) plinta kraujo greičiu
B) akimirksniu pasiekti vykdomuosius organus
C) randama didelėmis koncentracijomis kraujyje
D) organizme nesunaikinami
8. Humoralinis reguliavimas lyginant su nerviniu
A) greičiau ir ilgiau
B) greičiau, trumpiau
B) lėčiau, ilgiau
D) ne taip greitai ir ilgiau
Sudėtinga žmogaus kūno struktūra šiuo metu yra evoliucinės transformacijos viršūnė. Tokiai sistemai reikia specialių koordinavimo būdų. Humoralinis reguliavimas atliekamas hormonų pagalba. Tačiau nervinis yra veiklos koordinavimas to paties pavadinimo organų sistemos pagalba.
Kas yra organizmo funkcijų reguliavimas
Žmogaus kūnas turi labai sudėtingą struktūrą. Nuo ląstelių iki organų sistemų – tai tarpusavyje susijusi sistema, kurios normaliam funkcionavimui turi būti sukurtas aiškus reguliavimo mechanizmas. Jis vykdomas dviem būdais. Pirmasis būdas yra greičiausias. Tai vadinama nervų reguliavimu. Šį procesą įgyvendina to paties pavadinimo sistema. Yra klaidinga nuomonė, kad humoralinis reguliavimas atliekamas nervinių impulsų pagalba. Tačiau taip nėra. Humoralinis reguliavimas atliekamas hormonų, patenkančių į skystą organizmo aplinką, pagalba.
Nervų reguliavimo ypatumai
Šią sistemą sudaro centrinis ir periferinis skyrius. Jei humoralinis organizmo funkcijų reguliavimas atliekamas naudojant chemines medžiagas, tai šis metodas yra „eismo greitkelis“, susiejantis kūną į vientisą visumą. Šis procesas vyksta gana greitai. Įsivaizduokite, kad palietėte įkaitusį lygintuvą ranka arba žiemą ėjote basomis kojomis į sniegą. Kūno reakcija bus beveik akimirksniu. Ji turi svarbiausią apsauginę vertę, skatina tiek adaptaciją, tiek išgyvenimą įvairiomis sąlygomis. Nervų sistema yra įgimtų ir įgytų organizmo reakcijų pagrindas. Pirmieji yra besąlyginiai refleksai. Tai apima kvėpavimą, čiulpimą, mirksėjimą. O laikui bėgant žmogui išsivysto įgytos reakcijos. Tai besąlyginiai refleksai.
Humoralinio reguliavimo ypatumai
Humoralas atliekamas pasitelkiant specializuotus organus. Jie vadinami liaukomis ir yra sujungti į atskirą sistemą, vadinamą endokrinine sistema. Šiuos organus sudaro specialus epitelio audinys ir jie gali atsinaujinti. Hormonų veikimas yra ilgalaikis ir tęsiasi visą žmogaus gyvenimą.
Kas yra hormonai
Liaukos išskiria hormonus. Dėl ypatingos struktūros šios medžiagos pagreitina arba normalizuoja įvairius fiziologinius procesus organizme. Pavyzdžiui, smegenų apačioje yra hipofizė. Jis gamina, todėl žmogaus kūnas didėja daugiau nei dvidešimt metų.
Liaukos: struktūros ir veikimo ypatumai
Taigi humoralinis reguliavimas organizme vykdomas specialių organų – liaukų – pagalba. Jie užtikrina vidinės aplinkos, arba homeostazės, pastovumą. Jų veiksmai yra grįžtamojo ryšio pobūdis. Pavyzdžiui, tokį svarbų organizmui rodiklį kaip cukraus kiekį kraujyje reguliuoja hormonas insulinas viršutinėje riboje, o gliukagonas – apatinėje. Tai yra endokrininės sistemos veikimo mechanizmas.
Išorinės sekrecijos liaukos
Humoralinis reguliavimas atliekamas liaukų pagalba. Tačiau, priklausomai nuo struktūrinių ypatybių, šie organai jungiami į tris grupes: išorinę (egzokrininę), vidinę (endokrininę) ir mišrią sekreciją. Pirmosios grupės pavyzdžiai yra seilių, riebalinių ir ašarinių. Jiems būdingas jų pačių šalinimo kanalų buvimas. Išorinės sekrecijos liaukos išskiriamos ant odos paviršiaus arba kūno ertmėse.
Endokrininės liaukos
Endokrininės liaukos išskiria hormonus į kraują. Jie neturi savo šalinimo latakų, todėl humoralinė reguliacija atliekama kūno skysčių pagalba. Patekę į kraują ar limfą, jie pernešami visame kūne, patenka į kiekvieną jo ląstelę. O to rezultatas – įvairių procesų pagreitėjimas arba sulėtėjimas. Tai gali būti augimas, seksualinis ir psichologinis vystymasis, medžiagų apykaita, atskirų organų ir jų sistemų veikla.
Endokrininių liaukų hipo- ir hiperfunkcijos
Kiekvienos endokrininės liaukos veikla turi „dvi medalio puses“. Pažvelkime į tai su konkrečiais pavyzdžiais. Jei hipofizė išskiria perteklinį augimo hormono kiekį, išsivysto gigantizmas, o trūkstant šios medžiagos – nykštukiškumas. Abu yra nukrypimai nuo normalaus vystymosi.
Skydliaukė vienu metu išskiria kelis hormonus. Tai tiroksinas, kalcitoninas ir trijodtironinas. Esant nepakankamam jų skaičiui, kūdikiams išsivysto kretinizmas, pasireiškiantis protiniu atsilikimu. Jei hipofunkcija pasireiškia suaugus, ją lydi gleivinės ir poodinio audinio patinimas, plaukų slinkimas ir mieguistumas. Jei šios liaukos hormonų kiekis viršija normos ribą, žmogus gali susirgti Greivso liga. Tai pasireiškia padidėjusiu nervų sistemos jaudrumu, galūnių drebėjimu, be priežasties nerimu. Visa tai neišvengiamai veda prie išsekimo ir gyvybingumo praradimo.
Endokrininės liaukos taip pat apima prieskydinę liauką, užkrūčio liauką ir antinksčius. Paskutinės liaukos stresinės situacijos metu išskiria hormoną adrenaliną. Jo buvimas kraujyje užtikrina visų gyvybinių jėgų mobilizaciją ir gebėjimą prisitaikyti bei išgyventi nestandartinėmis organizmo sąlygomis. Visų pirma, tai išreiškiama raumenų sistemos aprūpinimu reikiamu energijos kiekiu. Atvirkštinio veikimo hormonas, kurį taip pat išskiria antinksčiai, vadinamas norepinefrinu. Tai taip pat labai svarbu kūnui, nes apsaugo jį nuo per didelio susijaudinimo, jėgų, energijos praradimo ir greito susidėvėjimo. Tai dar vienas atvirkštinio žmogaus endokrininės sistemos veikimo pavyzdys.
Mišrios sekrecijos liaukos
Tai apima kasą ir lytines liaukas. Jų darbo principas yra dvejopas. tik dviejų tipų ir gliukagono. Jie atitinkamai sumažina ir padidina gliukozės kiekį kraujyje. Sveiko žmogaus organizme šis reguliavimas nepastebimas. Tačiau jei ši funkcija pažeidžiama, susergama rimta liga, kuri vadinama cukriniu diabetu. Žmonėms, kuriems nustatyta ši diagnozė, reikia skirti dirbtinio insulino. Kaip išorinė sekrecijos liauka, kasa išskiria virškinimo sultis. Ši medžiaga išskiriama į pirmąjį plonosios žarnos skyrių – dvylikapirštę žarną. Jo įtakoje vyksta sudėtingų biopolimerų skaidymo į paprastus procesas. Būtent šiame skyriuje baltymai ir lipidai suskaidomi į jų sudedamąsias dalis.
Lytinės liaukos taip pat išskiria įvairius hormonus. Tai yra vyriškas testosteronas ir moteriškas estrogenas. Šios medžiagos pradeda veikti net embriono vystymosi eigoje, lytiniai hormonai veikia lyties formavimąsi, o vėliau formuoja tam tikras seksualines savybes. Kaip ir egzokrininės liaukos, jos sudaro gametas. Žmogus, kaip ir visi žinduoliai, yra dvinamis organizmas. Jos reprodukcinė sistema turi bendrą struktūrinį planą ir yra tiesiogiai atstovaujama lytinių liaukų, jų kanalų ir ląstelių. Moterims tai yra suporuotos kiaušidės su jų traktais ir kiaušinėliais. Vyrų reprodukcinė sistema susideda iš sėklidžių, šalinimo kanalų ir spermatozoidų. Šiuo atveju šios liaukos veikia kaip išorinės sekrecijos liaukos.
Nervų ir humoro reguliavimas yra glaudžiai tarpusavyje susiję. Jie veikia kaip vienas mechanizmas. Humoralas yra senesnės kilmės, turi ilgalaikį poveikį ir veikia visą organizmą, nes hormonai yra pernešami krauju ir patenka į kiekvieną ląstelę. O nervingasis veikia kryptingai, konkrečiu laiku ir konkrečioje vietoje, pagal „čia ir dabar“ principą. Pakeitus sąlygas, jos veiksmas nutraukiamas.
Taigi, humoralinis fiziologinių procesų reguliavimas atliekamas endokrininės sistemos pagalba. Šie organai geba išskirti specialias biologiškai aktyvias medžiagas į skystas terpes, kurios vadinamos hormonais.
Skaityti:
|
Hormonai įvairiai veikia organizmą ir jo funkcijas.
1. Metabolinė įtaka – svarbiausia, kuri yra visų kitų įtakų pagrindas. Šis hormonų veikimas sukelia medžiagų apykaitos pokyčius audiniuose. Jis atsiranda dėl trijų pagrindinių hormoninių poveikių: 1) ląstelių membranų ir organelių pralaidumo pokyčių; 2) fermentų aktyvumo pokyčiai ląstelėje; 3) įtaka ląstelės branduolio genetiniam aparatui.
2. Morfogenetinis hormonų poveikis organizmo augimui ir vystymuisi. Šie procesai vyksta dėl ląstelių genetinio aparato ir medžiagų apykaitos pokyčių. Pavyzdžiai – somatotropino įtaka organizmo ir vidaus organų augimui, lytinių hormonų – antrinių lytinių požymių vystymuisi.
3. Kinetinis arba suaktyvinantis hormonų poveikis yra tas, kad jie sukelia tam tikrą reguliuojamą funkciją. Pavyzdžiui, oksitocinas sukelia gimdos raumenų susitraukimą, adrenalinas skatina glikogeno skaidymą kepenyse ir gliukozės išsiskyrimą į kraują.
4. Korekcinis hormonų poveikis yra tas, kad jie keičia organų ir audinių funkcijų intensyvumą, kurį galima reguliuoti ir be jų. Pavyzdžiui, hemodinamiką puikiai reguliuoja nerviniai mechanizmai, tačiau hormonai (adrenalinas, tiroksinas ir kt.) sustiprina ir pailgina nervinį poveikį.
5. Reaktogeninis hormonų poveikis slypi tame, kad jie geba pakeisti audinio reaktyvumą to paties hormono, kitų hormonų ar nervų sistemos mediatorių veikimui. Pavyzdžiui, folikulinas sustiprina progesteronano poveikį gimdos gleivinei, kalcio kiekį reguliuojantys hormonai mažina distalinio nefrono jautrumą vazopresino veikimui. Hormonų reaktogeninio veikimo variacija yra leistinas veiksmas – vieno hormono gebėjimas suteikti kito hormono poveikio pasireiškimą. Pavyzdžiui, dėl adrenalino poveikio reikia nedidelio kortizolio kiekio.
6. Adaptyvusis poveikis – medžiagų apykaitos intensyvumo pritaikymas prie organizmo poreikių tam tikroje situacijoje. Jis ypač būdingas antinksčių, hipofizės, skydliaukės hormonams, kurie reguliuoja medžiagų apykaitą pagal organizmo poreikius. Šie hormonai užtikrina optimalų medžiagų apykaitos greitį kiekvienoje konkrečioje situacijoje, sudarydami būtinas sąlygas ląstelių veiklai. Kortikosteroidų veikimo pobūdį lemia pradinis metabolizmo lygis: jei jis mažas, hormonai jį padidina ir atvirkščiai.
Hormonų veikimo mechanizmas c Kiekvienas hormonas veikia tik jam jautrius organus. Organai, į kuriuos yra nukreiptas hormonų veikimas ir kurie turi jam afinitetą, vadinami tiksliniais organais. Šie tiksliniai organai turi specifinius receptorius, kurie yra informacinės molekulės, paverčiančios hormoninį signalą į hormoninį veiksmą. Hormonai savo biologinį poveikį atlieka prisijungdami prie šių receptorių. Yra membraniniai (neatsiejami plazminių membranų komponentai) ir tarpląsteliniai (citoplazmoje, branduolyje, mitochondrijose, t.y. ląstelių viduje) receptoriai.
Yra du pagrindiniai hormoninio poveikio įgyvendinimo mechanizmai ląstelės lygmenyje: poveikio įgyvendinimas iš išorinio ląstelės membranos paviršiaus; poveikio įgyvendinimas po hormono įsiskverbimo į ląstelę.
Abu šie keliai prasideda po to, kai hormonas sąveikauja su specifiniu receptoriumi.
I. Biologinis hormonų, sąveikaujančių su receptoriais, poveikis, loka lizuojamas ant plazminės membranos, atliekamas dalyvaujant antriesiems pasiuntiniams arba siųstuvams. Priklausomai nuo to, kokia medžiaga atlieka savo funkciją, hormonai skirstomi į šias grupes:
hormonai, turintys biologinį poveikį, dalyvaujant cAMP;
hormonai, kurie savo veiksmus atlieka dalyvaujant cGMP;
hormonai, imp. dalyvaujant kaip antrasis jonizuoto kalcio arba fosfatidilinozitidų (inozitolio trifosfato ir diacilglicerolio) arba abiejų pasiuntinys;
hormonai, kurie veikia stimuliuodami kinazių ir fosfatazių kaskadą. Mechanizmai, dalyvaujantys formuojant antruosius pasiuntinius (pasiuntinius), vykdomi aktyvinant adenilatciklazę, guanilatciklazę, fosfolipazę C, tirozino kinazes, Ca2* kanalus ir kt. Receptorius vienu metu aktyvuoja kelis antruosius pasiuntinius.
II. Antinksčių žievės hormonų, lytinių hormonų, kalcitriolio, steroidinių ir skydliaukės hormonų veikimo mechanizmas yra skirtingas – jų receptoriai yra lokalizuoti tarpląstelėje. Pagal savo fizikines ir chemines savybes šie hormonai lengvai prasiskverbia pro membraną į ląstelę ir citoplazmoje sudaro hormonų-receptorių kompleksą. Po to, kai polipeptido fragmentas yra atskirtas nuo receptoriaus baltymo, hormono-receptoriaus kompleksas prasiskverbia į branduolį, kur sąveikauja su specifinėmis DNR sritimis, sukeldamas specifinės RNR sintezę, inicijuodamas baltymų ir fermentų transkripciją ir sintezę ribosomose. Visi šie reiškiniai reikalauja ilgalaikio hormonų-receptorių komplekso buvimo branduolyje. Steroidinių hormonų poveikis pasireiškia ir po kelių valandų, ir labai greitai. Taip yra dėl to, kad steroidiniai hormonai ląstelėje padidina cAMP kiekį ir jonizuoto kalcio kiekį.
Cirkuliuojantys hormonai ne visas ląsteles (taikines) veikia vienodai, to priežastis – specifiniai receptorių baltymai (receptoriai). Citoplazmos membranoje ir ląstelės citoplazmoje esančių receptorių skaičius nėra pastovus. Jį reguliuoja atitinkamų hormonų veikimas. Nuolat padidėjus hormono lygiui, jo receptorių skaičius mažėja. Šis reiškinys turi įvairius pavadinimus: hiposensibilizacija, atsparumas ugniai, tachifilaksija arba tolerancija. Tuo pačiu metu receptorių specifiškumas yra mažas, todėl jie gali surišti ne tik hormonus, bet ir panašios struktūros junginius. Pavyzdžiui, choleros toksinas gali liestis su TSH receptoriais. Imunoglobulinas G, sąveikaujantis su TSH receptoriais, gali sukelti tiroglobulino išsiskyrimą. Receptoriai taip pat turi ribotą surišimo pajėgumą. Visa tai lemia tai, kad hormonų perteklius jungiasi prie nespecifinių ląstelių receptorių arba po inaktyvacijos pasišalina iš organizmo, o tai gali sukelti hormonų reguliavimo sutrikimus. Kai kurie hormonai gali paveikti ne tik „savų“, bet ir kito hormono receptorių skaičių. Taigi, progesteronas sumažina, o estrogenai padidina estrogeno ir progesterono receptorių skaičių tuo pačiu metu. Daugelis endokrininių liaukų reaguoja į aplinkos poveikį. Jų reakcija yra adaptyvios prigimties, padedanti organizmui susidoroti su išorinės aplinkos įtaka (šaltis, karštis, emocijos, stresas ir kt.). Svarbus veiksnys, lemiantis hormono gamybą, yra reguliuojamos funkcijos būklė, t.y. Hormonų gamyba reguliuojama savireguliacijos principu.
95. Humoralinis reguliavimas. Humoralinių agentų ir endokrininių liaukų klasifikacija. Biocheminė hormonų prigimtis.
Klasifikacijoje tiriant kūno epitelinius audinius, kartu su vientisu epiteliu, buvo išskirtas liaukinis epitelis, kuris apėmė išorinės sekrecijos (egzokrininės) ir endokrininės liaukos (endokrininės). Pabrėžta, kad endokrininės liaukos neturi šalinimo latakų ir savo paslaptį (vadinamą hormonu) išskiria į kraują ar limfą. Pagal sandarą endokrininės liaukos skirstomos į du tipus: folikulines, kai endokrinocitai formuoja folikulus, ir trabekulines, kurias atstovauja endokrininių ląstelių sruogos.
Hormonai yra didelio biologinio aktyvumo medžiagos – jie reguliuoja ląstelių augimą ir veiklą įvairiuose organizmo audiniuose.
Hormonams būdingas specifinių ląstelių ir organų, vadinamų taikiniais, veikimo specifiškumas. Taip yra dėl to, kad tikslinėse ląstelėse yra specifinių receptorių, kurie atpažįsta ir suriša šį hormoną. Surištas su receptoriumi, hormonas gali veikti plazmos membraną, šioje membranoje esantį fermentą, citoplazmos ląstelių organelius arba branduolinę (genetinę) medžiagą.
Hormonų cheminė prigimtis skiriasi. Didžioji dauguma hormonų priklauso baltymams ir aminorūgščių dariniams, dalis – steroidams (t. y. cholesterolio dariniams).
Endokrininis reguliavimas yra vienas iš kelių reguliavimo poveikių tipų, tarp kurių yra:
autokrininis reguliavimas (vienoje ląstelėje ar to paties tipo ląstelėse);
parakrininis reguliavimas (trumpojo nuotolio, - į kaimynines ląsteles);
endokrininė (tarpininkaujant kraujyje cirkuliuojantiems hormonams);
nervų reguliavimas.
Kartu su terminu „endokrininė reguliacija“ dažnai vartojamas terminas „neuro-humoralinis reguliavimas“, pabrėžiantis glaudų ryšį tarp nervų ir endokrininės sistemos.
Nervinėms ir endokrininėms ląstelėms būdingas humoralinių reguliavimo faktorių vystymasis. Endokrininės ląstelės sintetina hormonus ir išskiria juos į kraują, o neuronai – neurotransmiterius (dauguma jų yra neuroaminai): norepinefriną, serotininą ir kitus, kurie išsiskiria į sinapsinius plyšius. Pagumburyje yra sekrecinių neuronų, kurie sujungia nervinių ir endokrininių ląstelių savybes. Jie turi galimybę formuoti ir neuroaminus, ir oligopeptidinius hormonus. Hormonų gamybą endokrininiuose organuose reguliuoja nervų sistema.
Endokrininių struktūrų klasifikacija
I. Centrinės endokrininės sistemos reguliavimo dariniai:
pagumburio (neurosekreciniai branduoliai);
hipofizė (adenohipofizė ir neurohipofizė);
II. Periferinės endokrininės liaukos:
skydliaukės;
prieskydinės liaukos;
antinksčių liaukos (žievė ir medulla).
III. Organai, kurie derina endokrinines ir ne endokrinines funkcijas:
lytinės liaukos (lytinės liaukos – sėklidės ir kiaušidės);
placenta;
kasos.
IV. Pavienius hormonus gaminančios ląstelės, apudocitai.
Kaip ir bet kurioje sistemoje, jos centrinės ir periferinės jungtys turi tiesiogines ir grįžtamąsias nuorodas. Periferinėse endokrininėse dariniuose gaminami hormonai gali turėti reguliuojantį poveikį centrinių grandžių veiklai.
Viena iš endokrininių organų struktūrinių ypatybių – juose gausu kraujagyslių, ypač sinusoidinio tipo hemokapiliarų ir limfokapiliarų, į kuriuos patenka išskiriami hormonai.