W procesie ewolucji jako pierwsze ukształtowały się humoralne mechanizmy regulacji. Powstały na etapie, gdy pojawiła się krew i krążenie. Regulacja humoralna (z łac humor- płyn), jest to mechanizm koordynujący procesy życiowe organizmu, przeprowadzane przez płynne media - krew, limfę, płyn śródmiąższowy i cytoplazmę komórki za pomocą substancji biologicznie czynnych. Hormony odgrywają ważną rolę w regulacji humoralnej. U wysoko rozwiniętych zwierząt i ludzi regulacja humoralna podporządkowana jest regulacji nerwowej, wraz z którą tworzą one jeden system regulacji neurohumoralnej, zapewniający prawidłowe funkcjonowanie organizmu.
Płyny ustrojowe to:
Pozanaczyniowy (płyn wewnątrzkomórkowy i śródmiąższowy);
Wewnątrznaczyniowe (krew i limfa)
Specjalistyczne (płyn mózgowo-rdzeniowy – płyn mózgowo-rdzeniowy w komorach mózgu, płyn maziowy – smarowanie torebek stawowych, płynne media gałki ocznej i ucha wewnętrznego).
Pod kontrolą hormonów znajdują się wszystkie podstawowe procesy życiowe, wszystkie etapy indywidualnego rozwoju, wszystkie rodzaje metabolizmu komórkowego.
Następujące substancje biologicznie czynne biorą udział w regulacji humoralnej:
Witaminy, aminokwasy, elektrolity itp. dostarczane z pożywieniem;
Hormony wytwarzane przez gruczoły dokrewne;
Powstające w procesie metabolizmu CO 2, aminy i mediatory;
Substancje tkankowe - prostaglandyny, kininy, peptydy.
Hormony. Najważniejszymi wyspecjalizowanymi regulatorami chemicznymi są hormony. Są produkowane w gruczołach dokrewnych (gruczoły dokrewne, z gr. endo- wewnątrz kryno- podświetlić).
Gruczoły dokrewne są dwojakiego rodzaju:
Z funkcją mieszaną - wydzielanie wewnętrzne i zewnętrzne, ta grupa obejmuje gruczoły płciowe (gonady) i trzustkę;
Ze względu na funkcję narządów tylko wydzielania wewnętrznego, grupa ta obejmuje przysadkę mózgową, szyszynkę, nadnercza, tarczycę i przytarczyce.
Przekazywanie informacji i regulacja aktywności organizmu odbywa się przez ośrodkowy układ nerwowy za pomocą hormonów. Centralny układ nerwowy wywiera wpływ na gruczoły dokrewne poprzez podwzgórze, w którym znajdują się ośrodki regulacyjne i specjalne neurony wytwarzające mediatory hormonalne - hormony uwalniające, za pomocą których aktywność głównego gruczołu dokrewnego, przysadki mózgowej, jest regulowane. Uzyskane optymalne stężenie hormonów we krwi to tzw stan hormonalny .
Hormony są produkowane w komórkach wydzielniczych. Są one przechowywane w ziarnistościach organelli wewnątrzkomórkowych oddzielonych od cytoplazmy błoną. Zgodnie ze strukturą chemiczną wyróżnia się hormony białkowe (pochodne białek, polipeptydy), aminowe (pochodne aminokwasów) i steroidowe (pochodne cholesterolu).
Zgodnie z podstawą funkcjonalną wyróżnia się hormony:
- efektor- działają bezpośrednio na narządy docelowe;
- zwrotnik- są produkowane w przysadce mózgowej i stymulują syntezę i uwalnianie hormonów efektorowych;
-uwalnianie hormonów (liberyny i statyny), są wydzielane bezpośrednio przez komórki podwzgórza i regulują syntezę i wydzielanie hormonów tropowych. Poprzez uwalnianie hormonów komunikują się między układem hormonalnym a ośrodkowym układem nerwowym.
Wszystkie hormony mają następujące właściwości:
Ścisła specyficzność działania (jest to związane z obecnością w narządach docelowych wysoce specyficznych receptorów, specjalnych białek, z którymi wiążą się hormony);
Odległość działania (narządy docelowe są daleko od miejsca powstawania hormonów)
Mechanizm działania hormonów. Polega na: stymulacji lub hamowaniu aktywności katalitycznej enzymów; zmiany przepuszczalności błon komórkowych. Istnieją trzy mechanizmy: błonowy, błonowo-wewnątrzkomórkowy, wewnątrzkomórkowy (cytozolowy).
Membrana- zapewnia wiązanie hormonów z błoną komórkową iw miejscu wiązania zmienia jej przepuszczalność dla glukozy, aminokwasów i niektórych jonów. Na przykład insulina, hormon trzustki, zwiększa transport glukozy przez błony komórek wątroby i mięśni, gdzie glukagon jest syntetyzowany z glukozy (ryc. **)
Błona wewnątrzkomórkowa. Hormony nie przenikają do komórki, ale wpływają na wymianę poprzez wewnątrzkomórkowe mediatory chemiczne. Takie działanie mają hormony białkowo-peptydowe i pochodne aminokwasów. Wewnątrzkomórkowe mediatory chemiczne pełnią cykliczne nukleotydy: cykliczny 3,5"-monofosforan adenozyny (cAMP) i cykliczny 3,5"-guanozynomonofosforan (cGMP), a także prostaglandyny i jony wapnia (ryc. **).
Hormony wpływają na powstawanie cyklicznych nukleotydów poprzez enzymy cyklazę adenylanową (dla cAMP) i cyklazę guanylanową (dla cGMP). Cyklaza adeylowa jest wbudowana w błonę komórkową i składa się z 3 części: receptorowej (R), sprzęgającej (N), katalitycznej (C).
Część receptorowa zawiera zestaw receptorów błonowych, które znajdują się na zewnętrznej powierzchni błony. Częścią katalityczną jest białko enzymatyczne, tj. sama cyklaza adenylanowa, która przekształca ATP w cAMP. Mechanizm działania cyklazy adenylanowej jest następujący. Po związaniu się hormonu z receptorem powstaje kompleks hormon-receptor, następnie tworzy się kompleks N-białko-GTP (trójfosforan guanozyny), który aktywuje część katalityczną cyklazy adenylanowej. Część sprzęgająca jest reprezentowana przez specjalne białko N znajdujące się w warstwie lipidowej błony. Aktywacja cyklazy adenylanowej prowadzi do powstania cAMP wewnątrz komórki z ATP.
Pod działaniem cAMP i cGMP aktywowane są kinazy białkowe, które znajdują się w cytoplazmie komórki w stanie nieaktywnym (ryc. **)
Z kolei aktywowane kinazy białkowe aktywują enzymy wewnątrzkomórkowe, które działając na DNA biorą udział w procesach transkrypcji genów i syntezie niezbędnych enzymów.
Mechanizm wewnątrzkomórkowy (cytozolowy). działanie jest charakterystyczne dla hormonów steroidowych, które mają mniejszą wielkość cząsteczkową niż hormony białkowe. Z kolei właściwościami fizykochemicznymi są spokrewnione z substancjami lipofilowymi, co pozwala im na łatwą penetrację warstwy lipidowej błony plazmatycznej.
Po wniknięciu do komórki hormon steroidowy oddziałuje ze specyficznym białkiem receptorowym (R) znajdującym się w cytoplazmie, tworząc kompleks hormon-receptor (GRa). Kompleks ten w cytoplazmie komórki ulega aktywacji i przenika przez błonę jądrową do chromosomów jądra, oddziałując z nimi. W tym przypadku następuje aktywacja genów, której towarzyszy powstawanie RNA, co prowadzi do zwiększonej syntezy odpowiednich enzymów. W tym przypadku białko receptorowe służy jako pośrednik w działaniu hormonu, ale nabywa te właściwości dopiero po połączeniu z hormonem.
Wraz z bezpośrednim wpływem na układy enzymatyczne tkanek, działanie hormonów na budowę i funkcje organizmu może przebiegać bardziej złożonymi sposobami z udziałem układu nerwowego. W tym przypadku hormony działają na interoreceptory (chemoreceptory) znajdujące się w ścianach naczyń krwionośnych. Podrażnienie chemoreceptorów jest początkiem reakcji odruchowej, która zmienia stan czynnościowy ośrodków nerwowych.
Fizjologiczne działanie hormonów jest bardzo zróżnicowane. Mają wyraźny wpływ na metabolizm, różnicowanie tkanek i narządów, wzrost i rozwój. Hormony biorą udział w regulacji i integracji wielu funkcji organizmu, dostosowując go do zmieniających się warunków środowiska wewnętrznego i zewnętrznego oraz utrzymując homeostazę.
Regulacja humoralna odbywa się za pomocą specjalnych chemicznych regulatorów środowiska wewnętrznego - hormony. Są to substancje chemiczne wytwarzane i uwalniane przez wyspecjalizowane komórki, tkanki i narządy wydzielania wewnętrznego. Hormony różnią się od innych substancji biologicznie czynnych (metabolitów, mediatorów) tym, że są tworzone przez wyspecjalizowane komórki wydzielania wewnętrznego i wywierają wpływ na odległe od nich narządy.
Uważa się, że regulacja hormonalna jest przeprowadzana przez układ hormonalny. To funkcjonalne powiązanie obejmuje narządy lub gruczoły dokrewne (na przykład tarczycę, nadnercza itp.). Tkanka wydzielania wewnętrznego w narządzie (nagromadzenie komórek wydzielania wewnętrznego, takich jak wysepki Langerhansa w trzustce). Komórki narządów, które oprócz głównej funkcji pełnią jednocześnie funkcję hormonalną (na przykład komórki mięśni przedsionków wraz z funkcją skurczową tworzą i wydzielają hormony wpływające na diurezę).
Aparat do kontrolowania regulacji hormonalnej. Regulacja hormonalna ma również aparat kontrolny. Jednym ze sposobów takiej kontroli są poszczególne struktury ośrodkowego układu nerwowego, które bezpośrednio przekazują impulsy nerwowe do elementów wydzielania wewnętrznego. Czy to nerwowe czy mózgowo-grudkowy(mózg - gruczoł) ścieżka. Układ nerwowy realizuje inny sposób kontrolowania komórek wydzielania wewnętrznego poprzez przysadkę mózgową ( droga przysadkowa). Ważnym sposobem kontrolowania aktywności niektórych komórek wydzielania wewnętrznego jest lokalna samoregulacja(na przykład wydzielanie hormonów regulujących cukier przez wysepki Langerhansa jest regulowane przez poziom glukozy we krwi; kalcytoniny przez poziom wapnia).
Centralna struktura układu nerwowego, która reguluje funkcje aparatu hormonalnego, to podwzgórze. Ta funkcja podwzgórza jest związana z obecnością w nim grup neuronów, które mają zdolność syntezy i wydzielania specjalnych peptydów regulatorowych - neurohormony. Podwzgórze jest zarówno formacją nerwową, jak i hormonalną. Nazywa się właściwość neuronów podwzgórza do syntezy i wydzielania peptydów regulatorowych neurosekrecja. Należy zauważyć, że w zasadzie wszystkie komórki nerwowe mają tę właściwość - transportują syntetyzowane w nich białka i enzymy.
Neurosecrete jest przenoszony do struktur mózgu, płynu mózgowo-rdzeniowego i przysadki mózgowej. Neuropeptydy podwzgórza dzielą się na trzy grupy. Neurohormony wisceroreceptorowe - działają głównie na narządy wewnętrzne (wazopresyna, oksytocyna). neurohormony neuroreceptorowe - neuromodulatory i mediatory, które mają wyraźny wpływ na funkcje układu nerwowego (endorfiny, enkefaliny, neurotensyna, angiotensyna). Neurohormony receptora adenohypophyseal realizując aktywność komórek gruczołowych przysadki mózgowej.
Oprócz podwzgórza układ limbiczny bierze również udział w ogólnej kontroli aktywności elementów wydzielania wewnętrznego.
Synteza, wydzielanie i wydalanie hormonów. Z natury chemicznej wszystkie hormony są podzielone na trzy grupy. Pochodne aminokwasów- hormony tarczycy, adrenalina, hormony szyszynki. Hormony peptydowe - neuropeptydy podwzgórza, hormony przysadki, aparat wysp trzustkowych, hormony przytarczyc. Hormony steroidowe - powstały z cholesterolu - hormony nadnerczy, hormony płciowe, hormon pochodzenia nerkowego - kalcytrol.
Hormony zwykle osadzają się w tkankach, w których się tworzą (pęcherzyki tarczycy, rdzeń nadnerczy – w postaci granulek). Ale niektóre z nich są również odkładane przez komórki niewydzielnicze (katecholaminy są pobierane przez komórki krwi).
Transport hormonów odbywa się przez płyny środowiska wewnętrznego (krew, limfa, mikrośrodowisko komórkowe) w dwóch postaciach – związanej i wolnej. Związane (z błonami erytrocytów, płytek krwi i białek) hormony mają niską aktywność. Wolne - są najbardziej aktywne, przechodzą przez bariery i wchodzą w interakcję z receptorami komórkowymi.
Przemiany metaboliczne hormonów prowadzą do powstania nowych molekuł informacyjnych o właściwościach odmiennych od głównego hormonu. Metabolizm hormonów odbywa się za pomocą enzymów w samych tkankach wydzielania wewnętrznego, wątrobie, nerkach oraz w tkankach - efektorach.
Uwalnianie cząsteczek informacyjnych hormonów i ich metabolitów z krwi następuje przez nerki, gruczoły potowe, ślinianki, żółć, soki trawienne.
Mechanizm działania hormonów. Istnieje kilka typów, sposobów i mechanizmów działania hormonów na tkanki docelowe. działanie metaboliczne - zmiany w metabolizmie tkankowym (zmiany przepuszczalności błon komórkowych, aktywność enzymów w komórce, synteza enzymów). działanie morfogenetyczne. wpływ hormonów na procesy kształtowania, różnicowania i wzrostu elementów strukturalnych (zmiany w aparacie genetycznym i metabolizmie). Akcja kinetyczna - zdolność do wyzwalania aktywności efektorowej (oksytocyna – skurcz mięśni macicy, adrenalina – rozkład glikogenu w wątrobie). Działania naprawcze - zmiany w czynności narządów (adrenalina – przyspieszenie akcji serca). działanie reaktogenne. zdolność hormonu do zmiany reaktywności tkanek na działanie tego samego hormonu, innych hormonów lub mediatorów (glukokortykoidy ułatwiają działanie adrenaliny, insulina usprawnia realizację działania somatotropiny).
Szlaki działania hormonów na komórki docelowe można przeprowadzić w postaci dwóch możliwości. Działanie hormonu z powierzchni błony komórkowej po związaniu się z określonym receptorem błonowym (uruchomienie następnie łańcucha reakcji biochemicznych w błonie i cytoplazmie). Tak działają hormony peptydowe i katecholaminy. Lub poprzez przenikanie przez błonę i wiązanie się z receptorami cytoplazmatycznymi (po czym kompleks hormon-receptor przenika do jądra i organelli komórki). Tak działają hormony steroidowe i hormony tarczycy.
W peptydach, hormonach białkowych i katecholaminach kompleks hormon-receptor prowadzi do aktywacji enzymów błonowych i tworzenia drugorzędni pośrednicy efekt regulacji hormonalnej. Znane są następujące systemy pośredników wtórnych: cyklaza adenylanowa – cykliczny adenozyno – monofosforan (cAMP), cyklaza guanylanowa – cykliczny guanozyno – monofosforan (cGMP), fosfolipaza C – inozytol – trifosforan (IFZ), wapń zjonizowany.
Szczegółowa praca wszystkich tych drugich posłańców zostanie przez was rozważona w toku biochemii. Dlatego powinienem tylko zauważyć, że w większości komórek ciała prawie wszystkie omówione powyżej drugie przekaźniki są obecne lub mogą powstać, z wyjątkiem cGMP. W związku z tym ustalają się między nimi różne wzajemne relacje (równy udział, jeden jest główny, a inni się do niego przyczyniają, działają sekwencyjnie, powielają się, są antagonistami).
W hormonach steroidowych receptor błonowy zapewnia swoiste rozpoznanie hormonu i jego przeniesienie do komórki, aw cytoplazmie znajduje się specjalne białko cytoplazmatyczne - receptor, z którym hormon się wiąże. Następnie kompleks ten oddziałuje z receptorem jądrowym i rozpoczyna się cykl reakcji z włączeniem do procesu DNA i końcową syntezą białek i enzymów w rybosomach. Ponadto hormony steroidowe zmieniają zawartość cAMP i wapnia zjonizowanego w komórce. Pod tym względem mechanizmy działania różnych hormonów mają wspólne cechy.
W ostatnich dziesięcioleciach duża grupa tzw hormony tkankowe. Na przykład hormony przewodu pokarmowego, nerek i właściwie wszystkich tkanek ciała. Zawierają prostaglandyny, kininy, histamina, serotonina, cytomedyny i inne.
O wszystkich tych substancjach porozmawiamy bardziej szczegółowo, gdy przejdziemy do badania określonej fizjologii (fizjologii poszczególnych układów i narządów). Druga połowa ubiegłego wieku w biologii i medycynie charakteryzuje się szybkim rozwojem badań nad rolą peptydów w aktywności organizmu. Corocznie pojawia się duża liczba publikacji poświęconych wpływowi peptydów na przebieg różnych funkcji fizjologicznych. Obecnie z różnych (prawie wszystkich) tkanek ciała wyizolowano ponad 1000 peptydów. Wśród nich jest duża grupa neuropeptydów. Do tej pory regulatory peptydowe znaleziono w przewodzie pokarmowym, układzie sercowo-naczyniowym, narządach oddechowych i wydalniczych. Te. istnieje niejako rozproszony układ neuroendokrynny, zwany czasem trzecim układem nerwowym. Endogenne regulatory peptydowe zawarte we krwi, limfie, płynie śródmiąższowym i różnych tkankach mogą mieć co najmniej trzy źródła pochodzenia: komórki endokrynne, elementy neuronalne narządu oraz magazyn aksonalnego transportu peptydów z ośrodkowego układu nerwowego. Mózg nieustannie syntetyzuje i dlatego zawiera, z kilkoma wyjątkami, wszystkie bioregulatory peptydowe. Dlatego mózg można słusznie nazwać narządem wydzielania wewnętrznego. Pod koniec ubiegłego stulecia wykazano obecność w komórkach organizmu molekuł informacyjnych, które zapewniają wzajemne powiązania w działaniu układu nerwowego i odpornościowego. Dostali nazwę cytomedyny. Są to związki, które komunikują się między małymi grupami komórek i mają wyraźny wpływ na ich specyficzną aktywność.Cytomedyny przenoszą pewne informacje z komórki do komórki, rejestrowane za pomocą sekwencji aminokwasów i modyfikacji konformacyjnych. Cytomedyny najsilniej działają w tkankach narządu, z którego są izolowane. Substancje te utrzymują określony stosunek komórek w populacjach na różnych etapach rozwoju. Przeprowadzają wymianę informacji między genami a środowiskiem międzykomórkowym. Biorą udział w regulacji procesów różnicowania i proliferacji komórek, zmianie czynnościowej aktywności genomu oraz biosyntezie białek. Obecnie wysuwa się ideę istnienia jednego systemu neuro-endokrynno-cytomedynowego regulującego funkcje organizmu.
Chciałbym szczególnie podkreślić, że nasz zakład związany jest z badaniem mechanizmu działania dużej grupy substancji zwanych cytomedynami. Substancje te o charakterze peptydowym są obecnie izolowane z niemal wszystkich narządów i tkanek i stanowią najważniejsze ogniwo w regulacji funkcji fizjologicznych organizmu.
Niektóre z tych substancji zostały przetestowane eksperymentalnie, w tym na naszym oddziale, i są obecnie określane jako leki (tymogen, tymalina - z tkanek grasicy, korteksyna - z tkanek mózgu, kardialina - z tkanek serca - leki uzyskano w Rosji). Nasi pracownicy badali mechanizm działania takich cytomedyn - z tkanek gruczołów ślinowych - V.N. Sokolenko. Z tkanek wątroby i erytrocytów - L.E. Vesnina, T.N. Zaporozhets, V.K. Parkhomenko, AV Katrushov, O.I. Cebrzhinsky, S.V. Miszczenko. Z tkanek serca - A.P. Pavlenko, z tkanek nerek - I.P. Kaidashev, z tkanek mózgowych - N.N. Gricai, N.V. Litwinienko. Cytomedin "Vermilat" z tkanek kalifornijskiego robaka - I.P. Kaidashev, OA, Bashtovenko.
Peptydy te odgrywają ważną rolę w regulacji obrony antyoksydacyjnej organizmu, odporności, odporności nieswoistej, krzepnięcia krwi i fibrynolizy oraz innych reakcji.
Związek mechanizmów nerwowych i humoralnych w regulacji funkcji fizjologicznych. Nerwowe i humoralne zasady regulacji omówione powyżej są funkcjonalnie i strukturalnie połączone w jedną regulacja neurohumoralna. Początkowym ogniwem takiego mechanizmu regulacyjnego jest z reguły sygnał aferentny na wejściu, a efektorowe kanały komunikacji informacyjnej są albo nerwowe, albo humoralne. Reakcje odruchowe organizmu są inicjatorami złożonej odpowiedzi holistycznej, ale dopiero w połączeniu z aparatem układu hormonalnego zapewniona jest ogólnoustrojowa regulacja czynności życiowej organizmu w celu optymalnego przystosowania go do warunków środowiskowych. Jednym z mechanizmów takiej organizacji regulacji aktywności życiowej jest ogólny zespół adaptacyjny lub stres. Jest to połączenie nieswoistych i swoistych reakcji układów regulacji neurohumoralnej, metabolizmu i funkcji fizjologicznych. Ogólnoustrojowy poziom neurohumoralnej regulacji czynności życiowych objawia się pod wpływem stresu wzrostem odporności całego organizmu na działanie czynników środowiskowych, w tym szkodliwych dla organizmu.
Bardziej szczegółowo poznasz mechanizm stresu w trakcie fizjologii patologicznej. Pragnę jednak zwrócić Państwa uwagę na fakt, że realizacja tej reakcji w jednoznaczny sposób ukazuje związek między nerwowym a humoralnym mechanizmem regulacji funkcji fizjologicznych organizmu. W organizmie te mechanizmy regulacyjne wzajemnie się uzupełniają, tworząc funkcjonalnie zunifikowany mechanizm. Na przykład hormony wpływają na procesy zachodzące w mózgu (zachowanie, pamięć, uczenie się). Mózg z kolei kontroluje aktywność aparatu dokrewnego.
Związek ciała z otoczeniem, który tak wpływa na jego funkcje, odbywa się za pomocą specjalnego aparatu układu nerwowego, zwanego analizatorami. O ich budowie i funkcji porozmawiamy na następnym wykładzie.
(Z łac. „humor” – płyn) odbywa się za sprawą substancji uwalnianych do środowiska wewnętrznego organizmu (chłonka, krew, płyn tkankowy). Jest to starszy, w porównaniu z układem nerwowym, system regulacji.
Przykłady regulacji humoralnej:
- adrenalina (hormon)
- histamina (hormon tkankowy)
- dwutlenek węgla w wysokim stężeniu (powstały podczas aktywnej pracy fizycznej)
- powoduje miejscowe rozszerzenie naczyń włosowatych, więcej krwi napływa w to miejsce
- pobudza ośrodek oddechowy rdzenia przedłużonego, oddech nasila się
Porównanie z regulacją neuronową
1) Wolny: substancje poruszają się wraz z krwią (działanie następuje po 30 sekundach), a impulsy nerwowe przechodzą niemal natychmiast (dziesiąte części sekundy).
2) Dłużej: regulacja humoralna działa, gdy substancja jest we krwi, a impuls nerwowy działa przez krótki czas.
3) Większy, ponieważ chemikalia są przenoszone przez krew po całym ciele, regulacja nerwowa działa precyzyjnie - na jeden narząd lub część narządu.
Testy
1. Humoralna regulacja funkcji organizmu odbywa się za pomocą
A) substancje chemiczne, które dostają się do krwi z narządów i tkanek
B) impulsy nerwowe przez układ nerwowy
C) tłuszcze spożywcze
D) witaminy w procesie metabolizmu i konwersji energii
2. Interakcja chemiczna komórek, tkanek, narządów i układów narządów, przeprowadzana przez krew, zachodzi w procesie
A) wymiana plastiku
B) regulacja nerwowa
B) metabolizm energetyczny
D) regulacja humoralna
3. W ludzkim ciele przeprowadzana jest regulacja humoralna
A) impulsy nerwowe
B) substancje chemiczne, które działają na narządy poprzez krew
C) substancje chemiczne, które dostały się do przewodu pokarmowego
D) substancje zapachowe, które dostały się do dróg oddechowych
4. W humoralnej regulacji funkcji organizmu biorą udział:
A) przeciwciała
B) hormony
B) enzymy
D) kwasy nukleinowe
5) Na pobudzenie ośrodka oddechowego człowieka wpływa wzrost koncentracji
A) tlen
B) azot
B) hemoglobina
D) dwutlenek węgla
6. Głównym humoralnym regulatorem oddychania jest
A) tlenek węgla
B) pepsyna
B) insulina
D) dwutlenek węgla
7. Substancje, za pomocą których przeprowadzana jest humoralna regulacja funkcji u ludzi,
A) rozprzestrzeniają się z prędkością krwi
B) natychmiast dotrzeć do organów wykonawczych
C) występujący w wysokich stężeniach we krwi
D) nie ulegają zniszczeniu w organizmie
8. Regulacja humoralna w porównaniu z nerwową
A) szybciej i dłużej
B) szybciej, krócej
B) wolniej, dłużej
D) mniej szybko i dłużej
Złożona struktura ludzkiego ciała jest obecnie szczytem ewolucyjnej transformacji. Taki system wymaga specjalnych sposobów koordynacji. Regulacja humoralna odbywa się za pomocą hormonów. Ale nerwowa jest koordynacja działań za pomocą układu narządów o tej samej nazwie.
Na czym polega regulacja funkcji organizmu
Ludzkie ciało ma bardzo złożoną budowę. Od komórek po układy narządów, jest to wzajemnie połączony system, którego normalne funkcjonowanie wymaga stworzenia jasnego mechanizmu regulacyjnego. Przeprowadza się to na dwa sposoby. Pierwszy sposób jest najszybszy. Nazywa się to regulacją neuronową. Proces ten jest realizowany przez system o tej samej nazwie. Istnieje błędna opinia, że \u200b\u200bregulacja humoralna odbywa się za pomocą impulsów nerwowych. Jednak wcale tak nie jest. Regulacja humoralna odbywa się za pomocą hormonów, które dostają się do płynnego środowiska organizmu.
Cechy regulacji nerwowej
System ten obejmuje oddział centralny i peryferyjny. Jeśli humoralna regulacja funkcji organizmu odbywa się za pomocą chemikaliów, wówczas ta metoda jest „autostradą ruchu”, łączącą ciało w jedną całość. Ten proces zachodzi dość szybko. Wyobraź sobie, że dotknąłeś dłonią gorącego żelaza lub zimą chodziłeś boso po śniegu. Reakcja organizmu będzie niemal natychmiastowa. Ma najważniejszą wartość ochronną, sprzyja zarówno adaptacji, jak i przetrwaniu w różnych warunkach. Układ nerwowy leży u podstaw wrodzonych i nabytych reakcji organizmu. Pierwszym z nich są odruchy bezwarunkowe. Należą do nich oddychanie, ssanie, mruganie. Z biegiem czasu osoba rozwija nabyte reakcje. To są odruchy bezwarunkowe.
Cechy regulacji humoralnej
Humoralny odbywa się za pomocą wyspecjalizowanych narządów. Nazywane są gruczołami i są połączone w oddzielny system zwany układem hormonalnym. Narządy te są utworzone przez specjalny rodzaj tkanki nabłonkowej i są zdolne do regeneracji. Działanie hormonów jest długotrwałe i trwa przez całe życie człowieka.
Co to są hormony
Gruczoły wydzielają hormony. Substancje te, dzięki swojej specjalnej budowie, przyspieszają lub normalizują różne procesy fizjologiczne w organizmie. Na przykład u podstawy mózgu znajduje się przysadka mózgowa. Produkuje, w wyniku czego ludzkie ciało powiększa się przez ponad dwadzieścia lat.
Gruczoły: cechy budowy i funkcjonowania
Tak więc regulacja humoralna w ciele odbywa się za pomocą specjalnych narządów - gruczołów. Zapewniają stałość środowiska wewnętrznego, czyli homeostazę. Ich działanie ma charakter sprzężenia zwrotnego. Na przykład tak ważny wskaźnik dla organizmu, jak poziom cukru we krwi, jest regulowany przez hormon insuliny w górnej granicy i glukagon w dolnej. Jest to mechanizm działania układu hormonalnego.
Gruczoły zewnątrzwydzielnicze
Regulacja humoralna odbywa się za pomocą gruczołów. Jednak w zależności od cech strukturalnych narządy te dzielą się na trzy grupy: zewnętrzne (zewnątrzwydzielnicze), wewnętrzne (endokrynne) i mieszane. Przykładami pierwszej grupy są gruczoły ślinowe, łojowe i łzowe. Charakteryzują się obecnością własnych przewodów wydalniczych. Gruczoły zewnątrzwydzielnicze wydzielają się na powierzchni skóry lub w jamach ciała.
Gruczoły dokrewne
Gruczoły dokrewne wydzielają hormony do krwi. Nie mają własnych przewodów wydalniczych, więc regulacja humoralna odbywa się za pomocą płynów ustrojowych. Dostając się do krwi lub limfy, są przenoszone przez całe ciało, docierając do każdej z jego komórek. Rezultatem tego jest przyspieszenie lub spowolnienie różnych procesów. Może to być wzrost, rozwój seksualny i psychiczny, metabolizm, aktywność poszczególnych narządów i ich układów.
Niedoczynność i nadczynność gruczołów dokrewnych
Aktywność każdego gruczołu dokrewnego ma „dwie strony medalu”. Spójrzmy na to na konkretnych przykładach. Jeśli przysadka mózgowa wydziela nadmiar hormonu wzrostu, rozwija się gigantyzm, a przy braku tej substancji obserwuje się karłowatość. Oba są odchyleniami od normalnego rozwoju.
Tarczyca wydziela jednocześnie kilka hormonów. Są to tyroksyna, kalcytonina i trijodotyronina. Przy ich niewystarczającej liczbie u niemowląt rozwija się kretynizm, który objawia się upośledzeniem umysłowym. Jeśli niedoczynność objawia się w wieku dorosłym, towarzyszy jej obrzęk błony śluzowej i tkanki podskórnej, wypadanie włosów i senność. Jeśli ilość hormonów tego gruczołu przekracza normalną granicę, osoba może rozwinąć chorobę Gravesa-Basedowa. Przejawia się zwiększoną pobudliwością układu nerwowego, drżeniem kończyn, bezprzyczynowym niepokojem. Wszystko to nieuchronnie prowadzi do wychudzenia i utraty sił witalnych.
Gruczoły dokrewne obejmują również przytarczyce, grasicę i nadnercza. Ostatnie gruczoły w momencie stresującej sytuacji wydzielają hormon adrenalinę. Jego obecność we krwi zapewnia mobilizację wszystkich sił witalnych oraz zdolność adaptacji i przetrwania w niestandardowych dla organizmu warunkach. Przede wszystkim wyraża się to w dostarczeniu do układu mięśniowego niezbędnej ilości energii. Odwrotnie działający hormon, który jest również wydzielany przez nadnercza, nazywa się norepinefryną. Ma również ogromne znaczenie dla organizmu, gdyż chroni go przed nadmierną pobudliwością, utratą sił, energii i szybkim zużyciem. To kolejny przykład odwrotnego działania układu hormonalnego człowieka.
Gruczoły o mieszanej wydzielinie
Należą do nich trzustka i gonady. Zasada ich pracy jest dwojaka. tylko dwa rodzaje i glukagon. Odpowiednio obniżają i zwiększają poziom glukozy we krwi. W zdrowym organizmie człowieka regulacja ta pozostaje niezauważona. Jeśli jednak ta funkcja zostanie naruszona, pojawia się poważna choroba, którą nazywa się cukrzycą. Osoby z tą diagnozą wymagają podawania sztucznej insuliny. Jako zewnętrzny gruczoł wydzielania, trzustka wydziela sok trawienny. Substancja ta jest wydzielana do pierwszego odcinka jelita cienkiego - dwunastnicy. Pod jego wpływem zachodzi proces rozszczepiania złożonych biopolimerów na proste. To właśnie w tej sekcji białka i lipidy rozkładają się na części składowe.
Gonady wydzielają również różne hormony. Są to męski testosteron i żeński estrogen. Substancje te zaczynają działać już w trakcie rozwoju embrionalnego, hormony płciowe wpływają na kształtowanie się płci, a następnie kształtują określone cechy płciowe. Podobnie jak gruczoły zewnątrzwydzielnicze, tworzą gamety. Człowiek, podobnie jak wszystkie ssaki, jest organizmem dwupiennym. Jego układ rozrodczy ma ogólny plan strukturalny i jest bezpośrednio reprezentowany przez gonady, ich przewody i komórki. U kobiet są to sparowane jajniki z przewodami i jajami. U mężczyzn układ rozrodczy składa się z jąder, kanałów wydalniczych i plemników. W tym przypadku gruczoły te działają jak gruczoły wydzielania zewnętrznego.
Regulacja nerwowa i humoralna są ze sobą ściśle powiązane. Działają jako pojedynczy mechanizm. Humor ma bardziej starożytne pochodzenie, działa długotrwale i działa na cały organizm, ponieważ hormony są przenoszone przez krew i wchodzą do każdej komórki. A nerwowy działa punktowo, w określonym czasie iw określonym miejscu, według zasady „tu i teraz”. Po zmianie warunków jego działanie zostaje zakończone.
Tak więc humoralna regulacja procesów fizjologicznych odbywa się za pomocą układu hormonalnego. Narządy te są w stanie wydzielać do płynnych mediów specjalne substancje biologicznie czynne, zwane hormonami.
Czytać:
|
Hormony mają różny wpływ na organizm i jego funkcje.
1. Wpływ metaboliczny - najważniejszy, który stanowi podstawę wszystkich innych wpływów. To działanie hormonów powoduje zmianę metabolizmu w tkankach. Występuje w wyniku trzech głównych wpływów hormonalnych: 1) zmian przepuszczalności błon komórkowych i organelli; 2) zmiany aktywności enzymów w komórce; 3) wpływ na aparat genetyczny jądra komórkowego.
2. Morfogenetyczne działanie hormonów na wzrost i rozwój organizmu. Procesy te są przeprowadzane z powodu zmian w aparacie genetycznym komórek i metabolizmie. Przykładami są wpływ somatotropiny na wzrost organizmu i narządów wewnętrznych, hormonów płciowych – na rozwój drugorzędowych cech płciowych.
3. Kinetyczny lub wyzwalający efekt hormonów polega na tym, że wyzwalają one jakąś regulowaną funkcję. Na przykład oksytocyna powoduje skurcze mięśni macicy, adrenalina wyzwala rozkład glikogenu w wątrobie i uwalnianie glukozy do krwi.
4. Działanie korygujące hormonów polega na tym, że zmieniają one intensywność funkcji narządów i tkanek, które bez nich można regulować. Na przykład hemodynamika jest doskonale regulowana przez mechanizmy nerwowe, ale hormony (adrenalina, tyroksyna itp.) intensyfikują i wydłużają wpływy nerwów.
5. Reaktogenne działanie hormonów polega na tym, że są one w stanie zmienić reaktywność tkanki na działanie tego samego hormonu, innych hormonów lub mediatorów układu nerwowego. Na przykład folikulina nasila działanie progesteronanu na błonę śluzową macicy, hormony regulujące wapń zmniejszają wrażliwość dystalnego nefronu na działanie wazopresyny. Odmianą reaktogennego działania hormonów jest działanie permisywne - zdolność jednego hormonu do manifestacji działania innego hormonu. Na przykład działanie adrenaliny wymaga obecności niewielkich ilości kortyzolu.
6. Wpływ adaptacyjny - dostosowanie intensywności metabolizmu do potrzeb organizmu w określonej sytuacji. Jest to szczególnie związane z hormonami nadnerczy, przysadki mózgowej, tarczycy, które dostosowują wymianę do wymagań organizmu. Hormony te zapewniają optymalne tempo metabolizmu w każdej konkretnej sytuacji, stwarzając niezbędne warunki do działania komórek. Charakter działania kortykosteroidów zależy od początkowego poziomu metabolizmu: jeśli jest niski, hormony go zwiększają i odwrotnie.
Mechanizm działania hormonów c Każdy hormon wpływa tylko na narządy, które są na niego wrażliwe. Narządy, do których skierowane jest działanie hormonów i które mają do nich powinowactwo, nazywane są narządami docelowymi. Te narządy docelowe mają specyficzne receptory, które są cząsteczkami informacyjnymi, które przekształcają sygnał hormonalny w działanie hormonalne. Hormony realizują swoje biologiczne działanie poprzez wiązanie się z tymi receptorami. Istnieją receptory błonowe (integralne składniki błon plazmatycznych) i wewnątrzkomórkowe (w cytoplazmie, jądrze, mitochondriach, czyli wewnątrz komórek).
Istnieją dwa główne mechanizmy realizacji efektów hormonalnych na poziomie komórkowym: realizacja efektu z zewnętrznej powierzchni błony komórkowej; realizacja efektu po wniknięciu hormonu do komórki.
Obie te ścieżki rozpoczynają się po interakcji hormonu z jego specyficznym receptorem.
I. Biologiczne działanie hormonów oddziałujących z receptorami, loka lizowana na błonie plazmatycznej, odbywa się przy udziale przekaźników wtórnych, czyli przekaźników. W zależności od tego, jaka substancja pełni swoją funkcję, hormony dzielą się na następujące grupy:
hormony, które mają działanie biologiczne z udziałem cAMP;
hormony, które wykonują swoje działanie z udziałem cGMP;
hormony, imp. z udziałem jako drugiego posłańca zjonizowanego wapnia lub fosfatydyloinozytydów (trifosforan inozytolu i diacyloglicerolu) lub obu;
hormony, których działanie polega na pobudzaniu kaskady kinaz i fosfataz. Mechanizmy powstawania przekaźników wtórnych (przekaźników) realizowane są poprzez aktywację cyklazy adenylanowej, cyklazy guanylanowej, fosfolipazy C, kinaz tyrozynowych, kanałów Ca2* itp. Receptor aktywuje jednocześnie kilka przekaźników wtórnych.
II. Mechanizm działania hormonów kory nadnerczy, hormonów płciowych, kalcytriolu, hormonów steroidowych i tarczycy jest inny - receptory dla nich są zlokalizowane wewnątrzkomórkowo. Zgodnie ze swoimi właściwościami fizykochemicznymi hormony te łatwo przenikają przez błonę do komórki i tworzą kompleks hormon-receptor w cytoplazmie. Po odcięciu fragmentu polipeptydu od białka receptorowego, kompleks hormon-receptor wnika do jądra, gdzie oddziałuje z określonymi regionami DNA, indukując syntezę określonego RNA, inicjując transkrypcję oraz syntezę białek i enzymów w rybosomach. Wszystkie te zjawiska wymagają długotrwałej obecności kompleksu hormon-receptor w jądrze. Działanie hormonów steroidowych pojawia się zarówno po kilku godzinach, jak i bardzo szybko. Wynika to z faktu, że hormony steroidowe w komórce zwiększają zawartość cAMP oraz ilość zjonizowanego wapnia.
Krążące hormony nie działają na wszystkie komórki (komórki docelowe) w ten sam sposób, powodem tego są specyficzne białka receptorowe (receptory). Liczba receptorów zlokalizowanych na błonie cytoplazmatycznej iw cytoplazmie komórki nie jest stała. Jest regulowany przez działanie odpowiednich hormonów. Przy stale podwyższonym poziomie hormonu zmniejsza się liczba jego receptorów. Zjawisko to ma różne nazwy: odczulanie, oporność, tachyfilaksja czy tolerancja. Jednocześnie specyficzność receptorów jest niska i dlatego mogą one wiązać nie tylko hormony, ale także związki o podobnej do nich budowie. Na przykład toksyna cholery może wejść w kontakt z receptorami dla TSH. Immunoglobulina G, oddziałując z receptorem TSH, może powodować uwalnianie tyreoglobuliny. Receptory mają również ograniczoną zdolność wiązania. Wszystko to prowadzi do tego, że nadmiar hormonów wiąże się z nieswoistymi receptorami komórek lub po inaktywacji jest wydalany z organizmu, co może powodować zaburzenia regulacji hormonalnej. Niektóre hormony mogą wpływać na liczbę nie tylko „własnych” receptorów, ale także receptorów dla innego hormonu. Tak więc progesteron zmniejsza się, a estrogeny zwiększają liczbę receptorów jednocześnie dla estrogenu i progesteronu. Wiele gruczołów dokrewnych reaguje na wpływ środowiska. Ich reakcja ma charakter adaptacyjny, pomagając organizmowi poradzić sobie z wpływem środowiska zewnętrznego (zimno, ciepło, emocje, stres itp.). Ważnym czynnikiem determinującym produkcję hormonu jest stan uregulowanej funkcji, tj. Produkcja hormonów jest regulowana przez zasadę samoregulacji.
95. Regulacja humoralna. Klasyfikacja czynników humoralnych i gruczołów dokrewnych. Biochemiczna natura hormonów.
Podczas badania tkanek nabłonkowych ciała w klasyfikacji, wraz z nabłonkiem powłokowym, wyróżniono nabłonek gruczołowy, który obejmował gruczoły wydzielania zewnętrznego (zewnątrzwydzielnicze) i gruczoły dokrewne (endokrynne). Zwrócono uwagę, że gruczoły dokrewne nie mają przewodów wydalniczych i wydzielają swój sekret (który nazywa się hormonem) do krwi lub limfy. Zgodnie ze strukturą gruczoły dokrewne dzielą się na dwa typy: pęcherzykowy, gdy endokrynocyty tworzą pęcherzyki, i beleczkowaty, reprezentowany przez pasma komórek wydzielania wewnętrznego.
Hormony to substancje o dużej aktywności biologicznej - regulują wzrost i aktywność komórek w różnych tkankach organizmu.
Hormony charakteryzują się specyficznością działania na określone komórki i narządy, zwane celami. Wynika to z obecności na komórkach docelowych specyficznych receptorów, które rozpoznają i wiążą ten hormon. Będąc związanym z receptorem, hormon może oddziaływać na błonę plazmatyczną, na enzym znajdujący się w tej błonie, na organelle komórkowe w cytoplazmie lub na materiał jądrowy (genetyczny).
Chemiczna natura hormonów jest inna. Zdecydowana większość hormonów należy do białek i pochodnych aminokwasów, część do steroidów (czyli pochodnych cholesterolu).
Regulacja endokrynologiczna jest jednym z kilku rodzajów wpływów regulacyjnych, wśród których są:
regulacja autokrynna (w obrębie jednej komórki lub komórek tego samego typu);
regulacja parakrynna (krótkiego zasięgu, - do sąsiednich komórek);
hormonalne (za pośrednictwem hormonów krążących we krwi);
regulacja nerwowa.
Wraz z terminem „regulacja hormonalna” często używany jest termin „regulacja neurohumoralna”, podkreślający ścisły związek między układem nerwowym i hormonalnym.
Wspólne dla komórek nerwowych i wydzielania wewnętrznego jest rozwój humoralnych czynników regulacyjnych. Komórki wydzielania wewnętrznego syntetyzują hormony i uwalniają je do krwi, a neurony syntetyzują neuroprzekaźniki (z których większość to neuroaminy): norepinefrynę, serotyninę i inne, które są uwalniane do szczelin synaptycznych. Podwzgórze zawiera neurony wydzielnicze, które łączą właściwości komórek nerwowych i wydzielania wewnętrznego. Mają zdolność tworzenia zarówno neuroamin, jak i hormonów oligopeptydowych. Produkcja hormonów przez narządy dokrewne jest regulowana przez układ nerwowy.
Klasyfikacja struktur wydzielania wewnętrznego
I. Centralne formacje regulacyjne układu hormonalnego:
podwzgórze (jądra nerwowo-wydzielnicze);
przysadka mózgowa (adenohypophysis i neurohypophysis);
II. Obwodowe gruczoły dokrewne:
tarczyca;
przytarczyce;
nadnercza (kora i rdzeń).
III. Narządy łączące funkcje endokrynne i nieendokrynne:
gonady (gruczoły płciowe - jądra i jajniki);
łożysko;
trzustka.
IV. Komórki produkujące pojedyncze hormony, apudocyty.
Jak w każdym systemie, jego łącza centralne i peryferyjne mają łącza bezpośrednie i zwrotne. Hormony wytwarzane w obwodowych formacjach wydzielania wewnętrznego mogą mieć regulacyjny wpływ na aktywność ogniw centralnych.
Jedną z cech strukturalnych narządów dokrewnych jest obfitość w nich naczyń krwionośnych, zwłaszcza krwinek włosowatych typu sinusoidalnego oraz naczyń limfatycznych, do których przedostają się wydzielane hormony.