Kako medsebojno vplivata živčna in humoralna regulacija? Enotnost in posebnosti. Humoralna regulacija

Človeško telo je samoregulacijski sistem. Delovanje vseh sistemov in organov brez izjeme je podvrženo vplivu sistemske regulacije: živčne in humoralne. Posebej za bralce "Popular about Health" bom razmislil, kateri so glavni mehanizmi, ki so osnova za delovanje živčne in humoralne regulacije funkcij človeškega telesa.

Značilnosti kompleksnih bioloških sistemov

Kot vsak večcelični organizem ima tudi človeško telo izjemno, izjemno zapleteno zgradbo. Vse v telesu je med seboj povezano in popolnoma integrirano v en sam sistem. Očitno je, da mora v tem najbolj zapletenem sistemu obstajati jasen mehanizem za samoregulacijo.

Regulacija telesnih funkcij poteka na dva načina. Prvi način je živčna regulacija. Temelji na stimulativnem ali zaviralnem učinku centralnega živčnega sistema. On je najhitrejši.

Drugi regulacijski mehanizem se imenuje humoralna regulacija. Njegovo ime temelji na latinski besedi humor, kar pomeni tekočina. Posledično se ta del enotnega sistema regulacije izvaja s sintezo biološko aktivnih tekočin.

Dejavnosti obeh sistemov regulacije so tesno prepletene. Vsak od njih prizadene veliko večino tkiv in organov. Še več, sami so pod vplivom drug drugega.

Živčna regulacija

Ta vrsta regulatornega vpliva, kot je navedeno zgoraj, je najhitrejša, saj živčni sistem deluje na tkiva in organe s pomočjo električnih impulzov.

Omeniti velja še, da je z evolucijskega vidika živčna regulacija telesa tudi najmlajša. Stopnja regulativnega vpliva centralnega živčnega sistema je natančnejša. Delovanje tega mehanizma zahteva več energije kot humoralna regulacija.

Običajno je razlikovati med somatskimi funkcijami živčnega sistema in vegetativnimi. Bistvo prvega je vzdrževanje ustrezne interakcije med človeškim telesom in zunanjim okoljem.

Somatska regulacija je spreminjanje tona skeletnih mišic med gibanjem, prejemanje električnih impulzov iz številnih receptorjev, ki se nahajajo tako v koži kot v globljih plasteh. Ta regulativni mehanizem temelji na refleksih in njihovi glavni strukturna enota je refleksni lok.

Vegetativna regulacija je namenjena spreminjanju funkcionalne aktivnosti notranji organi naše telo. Tako na primer, ko hrana vstopi v črevesje, se sprožijo mehanizmi prerazporeditve žilnega tonusa, kar povzroči prekrvavitev črevesja in spodbudi delovanje jeter in trebušne slinavke.

Seveda je primer dela črevesja le majhen del raznolikosti regulativnih funkcij, ki se izvajajo v okviru delovanja avtonomnega dela živčnega sistema.

Humoralna regulacija

Kot je navedeno zgoraj, delovanje humoralne regulacije funkcij temelji na sintezi biološko aktivnih tekočin, katerih kemična narava in način nastajanja sta zelo raznolika.

Značilnost delovanja humoralnega sistema, ki ga razlikuje od živčnih mehanizmov regulacije, je odsotnost jasnega naslovnika. Na primer, hormoni vplivajo na vse organe našega telesa.

Informacije, ki jih posreduje humoralni sistem, zaradi dinamike pretoka bioloških medijev dosežejo prejemnike z zelo nizko hitrostjo, ne več kot pol metra na sekundo. Za primerjavo, hitrost prenosa živčnega impulza je približno 100 metrov na sekundo.

Najmočnejši del humoralnega sistema regulacije funkcij je endokrini sistem. V zvezi s tem je treba določiti koncept hormonov. Gre za biološko aktivne snovi, ki lahko že v skromnih koncentracijah, merjenih v mikrogramih, vplivajo na številne funkcije našega telesa.

Človeški endokrini sistem predstavljajo endokrine žleze. Njihovo ime izhaja iz dejstva, da so popolnoma brez kanalov. Hormoni, ki jih sintetizirajo, se sproščajo neposredno v kri ali druge telesne tekočine.

Med najbolj znanimi telesi endokrini sistem vključuje naslednje anatomske tvorbe: ščitnico, hipofizo, nadledvične žleze, trebušno slinavko (natančneje, njen otočni aparat, sam je žleza mešanega izločanja).

Hormoni in hormonom podobne snovi se lahko sintetizirajo tudi v drugih bioloških tkivih. Na primer, večina tkiv je sposobna sintetizirati prostaglandine, ki pomembno vplivajo na celično raven.

Mediatorski mehanizmi humoralne regulacije pri ljudeh so sestavljeni iz sinteze posebnih snovi, ki imajo tudi biološko aktivnost. Denimo posrednike pri prenosu električnega impulza v živčni sistem so nevrotransmiterji – snovi, ki uravnavajo električno aktivnost sinaptičnih membran.

Večja količina nevrotransmiterja v sinaptični špranji poveča razdražljivost živčnega sistema, manjša količina pa jo, nasprotno, zmanjša. To regulativno načelo je osnova za delovanje živčnega sistema.

Izredno pomembni so tudi mehanizmi uravnavanja elektrolitov. Snovi, sintetizirane v telesu ali zaužite od zunaj, lahko pospešijo ali upočasnijo delovanje številnih organov. Na primer, električni potencial srčne mišice je odvisen od količine kalija, magnezija in nekaterih drugih elektrolitov.

Zaključek

Delovanje regulacijskih mehanizmov človeškega telesa je razvidno iz vsega, kar se v njem dogaja. Vpliv mehanizmov regulacije mora biti usklajen, od česar je odvisna skladnost delovanja biološkega sistema.

Najpomembnejši koncepti teorije fiziološke regulacije.

Preden razmislimo o mehanizmih nevrohumoralne regulacije, se osredotočimo na najpomembnejše koncepte te veje fiziologije. Nekatere izmed njih je razvila kibernetika. Poznavanje tovrstnih konceptov olajša razumevanje regulacije fizioloških funkcij in reševanje številnih problemov v medicini.

Fiziološka funkcija- manifestacija vitalne aktivnosti organizma ali njegovih struktur (celic, organov, sistemov celic in tkiv), namenjenih ohranjanju življenja in izpolnjevanju genetsko in družbeno določenih programov.

Sistem- niz medsebojno delujočih elementov, ki opravljajo funkcijo, ki je en sam element ne more opravljati.

Element - strukturna in funkcionalna enota sistema.

Signal - različne vrste snovi in ​​energije, ki prenašajo informacije.

Informacije informacije, sporočila, ki se prenašajo po komunikacijskih kanalih in jih telo zazna.

Spodbuda- dejavnik zunanjega ali notranjega okolja, katerega vpliv na receptorske tvorbe telesa povzroči spremembo v procesih vitalne aktivnosti. Dražilne snovi delimo na ustrezne in nezadostne. do percepcije ustrezne dražljaje telesni receptorji se prilagodijo in aktivirajo pri zelo nizki energiji vplivnega dejavnika. Na primer, za aktiviranje receptorjev mrežnice (palice in čepnice) zadostuje 1-4 kvantov svetlobe. neustrezen so dražilne snovi, na zaznavanje katerega občutljivi elementi telesa niso prilagojeni. Na primer, stožci in palice mrežnice očesa niso prilagojeni zaznavanju mehanskih vplivov in ne dajejo videza občutka, tudi če bi jih močno vplivali. Le z zelo veliko močjo udarca (impact) se lahko aktivirajo in nastane občutek svetlobe.

Dražilne snovi delimo tudi glede na moč na podpražne, mejne in nadpražne. Sila podpražni dražljaji nezadostna za nastanek posnetega odziva telesa ali njegovih struktur. mejni dražljaj imenujemo takšne, katerih najmanjša sila zadostuje za pojav izrazitega odziva. Nadpražni dražljaji so močnejši od dražljajev praga.

Dražljaj in signal sta podobna pojma, vendar nista enoznačna. En in isti dražljaj ima lahko različno vrednost signala. Na primer, cviljenje zajca je lahko signal, ki opozarja na nevarnost sorodnikov, za lisico pa je isti zvok znak možnosti pridobivanja hrane.

draženje - vpliv okoljskih ali notranjih dejavnikov na strukture telesa. Treba je opozoriti, da se v medicini izraz "draženje" včasih uporablja v drugem pomenu - za označevanje odziva telesa ali njegovih struktur na delovanje dražljaja.

Receptorji molekularne ali celične strukture, ki zaznavajo delovanje zunanjih ali notranjih okoljskih dejavnikov in prenašajo informacije o vrednosti signala dražljaja v naslednje povezave v regulacijskem krogu.

Koncept receptorjev obravnavamo z dveh vidikov: z molekularno biološkega in morfofunkcionalnega. V slednjem primeru govorimo o senzoričnih receptorjih.

Z molekularno biološki Z vidika so receptorji specializirane beljakovinske molekule, ki so vgrajene v celično membrano ali se nahajajo v citosolu in jedru. Vsaka vrsta takih receptorjev je sposobna interakcije le s strogo določenimi signalnimi molekulami - ligandi. Na primer, za tako imenovane adrenoreceptorje so ligandi hormonske molekule adrenalina in norepinefrina. Ti receptorji so vgrajeni v membrane številnih telesnih celic. Vlogo ligandov v telesu opravljajo biološko aktivne snovi: hormoni, nevrotransmiterji, rastni faktorji, citokini, prostaglandini. Opravljajo svojo signalno funkcijo, saj so v bioloških tekočinah v zelo majhnih koncentracijah. Na primer, vsebnost hormonov v krvi se nahaja v območju 10 -7 -10 - 10 mol / l.

Z morfofunkcionalni Z vidika so receptorji (senzorični receptorji) specializirane celice ali živčni končiči, katerih funkcija je zaznavanje delovanja dražljajev in zagotavljanje pojava vzbujanja v živčna vlakna. V tem smislu se izraz "receptor" najpogosteje uporablja v fiziologiji, ko gre za regulacijo, ki jo zagotavlja živčni sistem.

Imenuje se niz senzoričnih receptorjev iste vrste in območje telesa, v katerem so koncentrirani receptorsko polje.

Funkcijo senzoričnih receptorjev v telesu opravljajo:

    specializirani živčni končiči. Lahko so prosti, neobloženi (npr. kožni receptorji za bolečino) ali obloženi (npr. kožni taktilni receptorji);

    specializirane živčne celice (nevrosenzorične celice). Pri ljudeh se takšne senzorične celice nahajajo v plasti epitelija, ki oblaga površino nosne votline; zagotavljajo zaznavo vonjav. V mrežnici očesa nevrosenzorične celice predstavljajo stožci in palice, ki zaznavajo svetlobne žarke;

3) iz njih se razvijejo specializirane epitelne celice epitelnega tkiva celice, ki so pridobile visoko občutljivost na delovanje določenih vrst dražljajev in lahko prenašajo informacije o teh dražljajih na živčne končiče. Takšni receptorji so prisotni v notranjem ušesu, okusnih brbončicah jezika in vestibularnem aparatu, kar zagotavlja sposobnost zaznavanja zvočnih valov, občutkov okusa, položaja telesa in gibanja.

Uredba stalno spremljanje in potrebno korigiranje delovanja sistema in njegovih posameznih struktur za doseganje koristnega rezultata.

Fiziološka regulacija- proces, ki zagotavlja ohranjanje relativne konstantnosti ali spremembo v želeni smeri homeostaze in vitalnih funkcij telesa in njegovih struktur.

Za fiziološko regulacijo vitalnih funkcij telesa so značilne naslednje značilnosti.

Prisotnost zaprtih krmilnih zank. Najenostavnejši regulacijski krog (slika 2.1) vključuje bloke: nastavljiv parameter(npr. raven glukoze v krvi, vrednost krvnega tlaka), krmilna naprava- v celotnem organizmu je živčni center, v ločeni celici - genom, efektorji- telesa in sistemi, ki pod vplivom signalov iz krmilne naprave spremenijo svoje delo in neposredno vplivajo na vrednost nadzorovanega parametra.

Interakcija posameznih funkcionalnih blokov takšnega regulativnega sistema se izvaja prek neposrednih in povratnih kanalov. Preko neposrednih komunikacijskih kanalov se informacije prenašajo od krmilne naprave do efektorjev in prek povratnih kanalov - od receptorjev (senzorjev), ki nadzorujejo

riž. 2.1. Diagram zaprte zanke

ki določajo vrednost nadzorovanega parametra - do krmilne naprave (na primer od receptorjev skeletnih mišic - do hrbtenjače in možganov).

Tako povratna informacija (v fiziologiji ji rečemo tudi reverzna aferentacija) zagotavlja, da krmilna naprava prejme signal o vrednosti (stanju) nadzorovanega parametra. Omogoča nadzor nad odzivom efektorjev na krmilni signal in rezultat dejanja. Na primer, če je bil namen gibanja človeške roke odpreti učbenik fiziologije, potem se povratna informacija izvede z vodenjem impulzov vzdolž aferentnih živčnih vlaken od receptorjev oči, kože in mišic do možganov. Takšen impulz omogoča sledenje gibom roke. Zahvaljujoč temu lahko živčni sistem izvede korekcijo gibanja, da doseže želeni rezultat dejanja.

S pomočjo povratne informacije (povratna aferentacija) je regulacijski krog zaprt, njegovi elementi so združeni v zaprt krog - sistem elementov. Samo v prisotnosti zaprte regulacijske zanke je mogoče izvajati stabilno regulacijo parametrov homeostaze in prilagoditvenih reakcij.

Povratne informacije delimo na negativne in pozitivne. V telesu je velika večina povratnih informacij negativnih. To pomeni, da regulatorni sistem pod vplivom informacij, ki prihajajo po njihovih kanalih, vrne odstopani parameter na prvotno (normalno) vrednost. Tako je negativna povratna informacija potrebna za ohranitev stabilnosti ravni reguliranega indikatorja. V nasprotju s tem pozitivne povratne informacije prispevajo k spreminjanju vrednosti nadzorovanega parametra in ga prenašajo na nova raven. Torej, na začetku intenzivne mišične obremenitve, impulzi iz receptorjev skeletnih mišic prispevajo k razvoju zvišanja ravni arterijskega krvnega tlaka.

Delovanje nevrohumoralnih regulacijskih mehanizmov v telesu ni vedno usmerjeno le v vzdrževanje homeostatskih konstant na nespremenjeni, strogo stabilni ravni. V številnih primerih je za telo ključnega pomena, da regulacijski sistemi prestrukturirajo svoje delo in spremenijo vrednost homeostatske konstante, spremenijo tako imenovano "nastavljeno točko" nadzorovanega parametra.

Nastavljena točka(Angleščina) nastavljena točka). To je raven nadzorovanega parametra, na kateri želi regulativni sistem ohraniti vrednost tega parametra.

Razumevanje prisotnosti in smeri sprememb nastavljene vrednosti homeostatske regulacije pomaga ugotoviti vzrok patoloških procesov v telesu, predvideti njihov razvoj in najti pravi način zdravljenja in preprečevanja.

Razmislite o tem na primeru ocenjevanja temperaturnih reakcij telesa. Tudi ko je oseba zdrava, temperatura jedra telesa čez dan niha med 36 ° C in 37 ° C, zvečer pa je bližje 37 ° C, ponoči in zgodaj zjutraj - do 36 ° C. ° C. To kaže na prisotnost cirkadianega ritma spremembe vrednosti nastavitvene točke termoregulacije. Toda prisotnost sprememb nastavljene temperature jedra telesa pri številnih človeških boleznih se kaže še posebej jasno. Na primer, z razvojem nalezljivih bolezni termoregulacijski centri živčnega sistema prejmejo signal o pojavu bakterijskih toksinov v telesu in prestrukturirajo svoje delo tako, da povečajo raven telesne temperature. Takšna reakcija telesa na vnos okužbe se razvije filogenetsko. Koristno je, saj pri povišanih temperaturah imunski sistem deluje bolj aktivno, pogoji za razvoj okužbe pa se poslabšajo. Zato ni vedno treba predpisati antipiretikov, ko se pojavi vročina. Ker pa je zelo visoka temperatura jedra telesa (več kot 39 °C, zlasti pri otrocih) lahko nevarna za telo (predvsem v smislu poškodb živčnega sistema), se mora zdravnik pri vsakem posebej odločiti. posamezni primer. Če se pri telesni temperaturi 38,5 - 39 ° C pojavijo znaki, kot so tresenje mišic, mrzlica, ko se oseba zavije v odejo, se želi ogreti, potem je jasno, da mehanizmi termoregulacije še naprej mobilizirajo vse vire proizvodnja toplote in načini varčevanja s toploto v telesu. To pomeni, da nastavljena točka še ni dosežena in da bo v bližnji prihodnosti telesna temperatura narasla in dosegla nevarne meje. Če pa se pri isti temperaturi pacient obilno znoji, tresenje mišic je izginilo in se odpre, potem je jasno, da je nastavljena točka že dosežena in bodo mehanizmi termoregulacije preprečili nadaljnje zvišanje temperature. V takšni situaciji se lahko zdravnik za določen čas v nekaterih primerih vzdrži predpisovanja antipiretikov.

Ravni regulativnih sistemov. Obstajajo naslednje stopnje:

    subcelični (na primer samoregulacija verig biokemičnih reakcij, združenih v biokemične cikle);

    celični - regulacija znotrajceličnih procesov s pomočjo biološkega aktivne snovi(avtokrinija) in metaboliti;

    tkivo (parakrinije, tvorne povezave, regulacija celične interakcije: adhezija, integracija v tkivo, sinhronizacija delitve in funkcionalne aktivnosti);

    organ - samoregulacija posameznih teles, njihovo delovanje kot celota. Takšna regulacija se izvaja tako zaradi humoralnih mehanizmov (parakrinija, ustvarjalne povezave) kot zaradi živčnih celic, katerih telesa se nahajajo v intraorganskih avtonomnih ganglijih. Ti nevroni medsebojno delujejo in tvorijo intraorganske refleksne loke. Hkrati se preko njih uresničujejo tudi regulativni vplivi centralnega živčnega sistema na notranje organe;

    regulacija homeostaze organizma, celovitost organizma, oblikovanje regulatornih funkcionalnih sistemov, ki zagotavljajo ustrezne vedenjske odzive, prilagajanje organizma na spremembe okoljskih razmer.

Tako je v telesu veliko ravni regulativnih sistemov. Najpreprostejši sistemi telesa so združeni v bolj zapletene, ki lahko opravljajo nove funkcije. V tem primeru preprosti sistemi praviloma ubogajo krmilne signale iz bolj zapletenih sistemov. To podrejenost imenujemo hierarhija regulativnih sistemov.

Mehanizme za izvajanje teh predpisov bomo podrobneje obravnavali v nadaljevanju.

Enotnost in značilne značilnostiživčna in humoralna regulacija. Mehanizmi regulacije fizioloških funkcij so tradicionalno razdeljeni na živčne in humoralne.

čeprav v resnici tvorijo en sam regulativni sistem, ki zagotavlja vzdrževanje homeostaze in prilagoditveno aktivnost telesa. Ti mehanizmi imajo številne povezave tako na ravni delovanja živčnih centrov kot pri prenosu signalnih informacij do efektorskih struktur. Dovolj je reči, da med izvajanjem najpreprostejšega refleksa kot elementarnega mehanizma živčne regulacije prenos signala iz ene celice v drugo poteka prek humoralnih dejavnikov - nevrotransmiterjev. Občutljivost senzoričnih receptorjev na delovanje dražljajev in funkcionalno stanje nevronov se spreminjata pod vplivom hormonov, nevrotransmiterjev, številnih drugih biološko aktivnih snovi, pa tudi najpreprostejših metabolitov in mineralnih ionov (K + Na + CaCI -) . Po drugi strani pa lahko živčni sistem sproži ali popravi humoralno regulacijo. Humoralna regulacija v telesu je pod nadzorom živčnega sistema.

Značilnosti živčne in humoralne regulacije v telesu. Humoralni mehanizmi so filogenetsko starejši, prisotni so že pri enoceličnih živalih in pridobijo veliko pestrost v večceličnih organizmih, predvsem pa pri človeku.

Živčni mehanizmi regulacije so se filogenetsko oblikovali pozneje in se oblikujejo postopoma v človeški ontogenezi. Takšna regulacija je mogoča samo v večceličnih strukturah, ki imajo živčne celice, ki se povezujejo v živčne kroge in sestavljajo refleksne loke.

Humoralna regulacija se izvaja z razporeditvijo signalnih molekul v telesnih tekočinah po principu "vsi, vse, vsi" ali po principu "radijske komunikacije".

Živčna regulacija poteka po principu "pisma z naslovom" ali "telegrafske komunikacije".Signalizacija se prenaša iz živčnih centrov v strogo določene strukture, na primer v točno določena mišična vlakna ali njihove skupine v določeni mišici. . Samo v tem primeru so možna namenska, usklajena gibanja človeka.

Humoralna regulacija se praviloma izvaja počasneje kot živčna regulacija. Hitrost signala (akcijski potencial) v hitrih živčnih vlaknih doseže 120 m/s, medtem ko hitrost transporta signalne molekule

kula s pretokom krvi v arterijah približno 200-krat, v kapilarah pa tisočkrat manj.

Prihod živčnega impulza v efektorski organ skoraj v trenutku povzroči fiziološki učinek (na primer krčenje skeletne mišice). Odziv na številne hormonske signale je počasnejši. Na primer, manifestacija odziva na delovanje ščitničnih hormonov in nadledvične skorje se pojavi po več deset minutah in celo urah.

Humoralni mehanizmi so bistvenega pomena pri uravnavanju presnovnih procesov, hitrosti delitve celic, rasti in specializacije tkiv, puberteti in prilagajanju na spreminjajoče se okoljske razmere.

Živčni sistem v zdravem organizmu vpliva na vse humoralne regulacije in jih popravlja. Vendar ima živčni sistem svoje posebne funkcije. Uravnava vitalne procese, ki zahtevajo hitro reakcijo, zagotavlja zaznavanje signalov, ki prihajajo iz senzoričnih receptorjev čutil, kože in notranjih organov. Uravnava tonus in kontrakcije skeletnih mišic, ki zagotavljajo vzdrževanje drže in gibanje telesa v prostoru. Živčni sistem zagotavlja manifestacijo duševnih funkcij, kot so občutki, čustva, motivacija, spomin, mišljenje, zavest, uravnava vedenjske reakcije, katerih cilj je doseči koristen prilagoditveni rezultat.

Kljub funkcionalni enotnosti in številnim medsebojnim povezavam živčnih in humoralnih predpisov v telesu jih bomo zaradi lažjega preučevanja mehanizmov za izvajanje teh predpisov obravnavali ločeno.

Karakterizacija mehanizmov humoralne regulacije v telesu. Humoralna regulacija se izvaja zaradi prenosa signalov s pomočjo biološko aktivnih snovi skozi tekoče medije telesa. Biološko aktivne snovi v telesu so: hormoni, nevrotransmiterji, prostaglandini, citokini, rastni faktorji, endotelij, dušikov oksid in številne druge snovi. Za opravljanje njihove signalne funkcije zadošča zelo majhna količina teh snovi. Na primer, hormoni opravljajo svojo regulativno vlogo, ko je njihova koncentracija v krvi v območju 10 -7 -10 0 mol / l.

Humoralno regulacijo delimo na endokrino in lokalno.

Endokrina regulacija se izvajajo zaradi delovanja endokrinih žlez (endokrinih žlez), ki so specializirani organi, ki izločajo hormone. Hormoni- biološko aktivne snovi, ki jih proizvajajo žleze z notranjim izločanjem, prenašajo s krvjo in imajo specifične regulativne učinke na vitalno aktivnost celic in tkiv. Posebnost endokrine regulacije je, da žleze z notranjim izločanjem izločajo hormone v kri in na ta način se te snovi dostavijo skoraj vsem organom in tkivom. Odziv na delovanje hormona pa je lahko le tistih celic (tarč) na membranah, v citosolu ali jedru katerih so receptorji za ustrezni hormon.

Posebnost lokalna humoralna regulacija je v tem, da biološko aktivne snovi, ki jih proizvaja celica, ne pridejo v krvni obtok, temveč delujejo na celico, ki jih proizvaja, in njeno neposredno okolje ter se zaradi difuzije širijo po medcelični tekočini. Takšno regulacijo delimo na regulacijo metabolizma v celici zaradi metabolitov, avtokrinijo, parakrinijo, jukstakrinijo, interakcije preko medceličnih stikov.

    Regulacija metabolizma v celici zaradi metabolitov. Metaboliti so končni in vmesni produkti presnovnih procesov v celici. Sodelovanje metabolitov pri regulaciji celičnih procesov je posledica prisotnosti v presnovi verig funkcionalno povezanih biokemičnih reakcij - biokemičnih ciklov. Značilno je, da že v takih biokemičnih ciklih obstajajo glavni znaki biološke regulacije, prisotnost zaprte krmilne zanke in negativne povratne informacije, ki zagotavljajo zaprtje te zanke. Na primer, verige takšnih reakcij se uporabljajo pri sintezi encimov in snovi, ki sodelujejo pri tvorbi adenozin trifosfata (ATP). ATP je snov, v kateri je akumulirana energija, ki jo celice zlahka uporabljajo za različne življenjske procese: gibanje, sintezo organskih snovi, rast, transport snovi skozi celične membrane.

    avtokrini mehanizem. S tovrstno regulacijo se signalna molekula, sintetizirana v celici, sprosti skozi

Receptor r t Endokrini

O? m ooo

Avgokrinija Paracrinia Yuxtacrinia t

riž. 2.2. Vrste humoralne regulacije v telesu

celično membrano v medcelično tekočino in se veže na receptor na zunanji površini membrane (slika 2.2). Tako celica reagira na v njej sintetizirano signalno molekulo - ligand. Pritrditev liganda na receptor na membrani povzroči aktivacijo tega receptorja in sproži celoten kaskado biokemičnih reakcij v celici, ki poskrbijo za spremembo njene življenjske aktivnosti. Avtokrino regulacijo pogosto uporabljajo celice imunskega in živčnega sistema. Ta avtoregulacijska pot je potrebna za vzdrževanje stabilne ravni izločanja določenih hormonov. Na primer, pri preprečevanju čezmernega izločanja inzulina P-celic trebušne slinavke je pomemben zaviralni učinek hormona, ki ga te izločajo, na aktivnost teh celic.

parakrini mehanizem. Izvaja se tako, da celica izloča signalne molekule, ki gredo v medcelično tekočino in vplivajo na vitalno aktivnost sosednjih celic (slika 2.2). Posebnost te vrste regulacije je, da pri prenosu signala obstaja stopnja difuzije molekule liganda skozi medcelično tekočino iz ene celice v druge sosednje celice. Tako celice trebušne slinavke, ki izločajo insulin, vplivajo na celice te žleze, ki izločajo drug hormon, glukagon. Rastni faktorji in interlevkini vplivajo na delitev celic, prostaglandini - na tonus gladkih mišic, mobilizacijo Ca 2+.Ta vrsta signalizacije je pomembna pri uravnavanju rasti tkiv med razvojem zarodka, celjenju ran, za rast poškodovanih živčnih vlaken in pri prenosu vzbujanja. v sinapsah.

Nedavne študije so pokazale, da morajo nekatere celice (predvsem živčne celice) nenehno prejemati specifične signale, da lahko ohranijo svojo življenjsko aktivnost.

L1 iz sosednjih celic. Med temi specifičnimi signali so še posebej pomembni rastni faktorji (NGF). V odsotnosti izpostavljenosti tem signalnim molekulam za dolgo časa, živčne celice začnejo program samouničenja. Ta mehanizem celične smrti se imenuje apoptoza.

Parakrina regulacija se pogosto uporablja sočasno z avtokrino regulacijo. Na primer, med prenosom vzbujanja v sinapsah se signalne molekule, ki jih sprosti živčni končič, ne vežejo le na receptorje sosednje celice (na postsinaptični membrani), temveč tudi na receptorje na membrani istega živčnega končiča ( tj. presinaptična membrana).

    Jukstakrinski mehanizem. Izvaja se s prenosom signalnih molekul neposredno z zunanje površine membrane ene celice na membrano druge celice. To se zgodi pod pogojem neposrednega stika (pritrditev, adhezivna vezava) membran dveh celic. Takšna pritrditev se pojavi na primer, ko levkociti in trombociti sodelujejo z endotelijem krvnih kapilar na mestu, kjer je vnetni proces. Na membranah, ki obdajajo kapilare celic, se na mestu vnetja pojavijo signalne molekule, ki se vežejo na receptorje določenih vrst levkocitov. Ta povezava vodi do aktiviranja vezave levkocitov na površino krvne žile. Temu lahko sledi celoten kompleks bioloških reakcij, ki zagotavljajo prehod levkocitov iz kapilare v tkivo in zatiranje vnetne reakcije z njimi.

    Interakcije preko medceličnih stikov. Izvaja se preko medmembranskih povezav (vložni diski, neksusi). Zelo pogost je predvsem prenos signalnih molekul in nekaterih metabolitov skozi vrzelne stike – neksuse. Med tvorbo neksusov se posebne beljakovinske molekule (konneksi) celične membrane združijo v 6 kosov, tako da tvorijo obroč z porami v notranjosti. Na membrani sosednje celice (natanko nasproti) nastane enaka obročasta tvorba z poro. Dve osrednji pore se združita in tvorita kanal, ki prodira skozi membrane sosednjih celic. Širina kanala je zadostna za prehod številnih biološko aktivnih snovi in ​​metabolitov. Ioni Ca 2+ prosto prehajajo skozi neksus in so močni regulatorji znotrajceličnih procesov.

Neksusi zaradi svoje visoke električne prevodnosti prispevajo k širjenju lokalnih tokov med sosednjimi celicami in nastanku funkcionalne enotnosti tkiva. Takšne interakcije so še posebej izrazite v celicah srčne mišice in gladkih mišic. Kršitev stanja medceličnih stikov vodi do patologije srca, sprememb

povečanje žilnega mišičnega tonusa, šibkost kontrakcije maternice in spremembe v številnih drugih regulacijah.

Medcelični stiki, ki služijo krepitvi fizične povezave med membranami, se imenujejo tesni stiki in lepilni pasovi. Takšni stiki so lahko v obliki krožnega pasu, ki poteka med stranskimi površinami celice. Stiskanje in povečanje trdnosti teh spojin je zagotovljeno s pritrditvijo proteinov miozina, aktinina, tropomiozina, vinculina itd.. Tesne spojine prispevajo k integraciji celic v tkivo, njihovi adheziji in tkivni odpornosti. na mehanske obremenitve. Sodelujejo tudi pri nastajanju pregradnih tvorb v telesu. Tesni stiki so še posebej izraziti med endotelijem, ki obdaja možganske žile. Zmanjšujejo prepustnost teh žil za snovi, ki krožijo v krvi.

Celične in znotrajcelične membrane igrajo pomembno vlogo pri vsej humoralni regulaciji, ki vključuje specifične signalne molekule. Zato je za razumevanje mehanizma humoralne regulacije potrebno poznati elemente fiziologije celičnih membran.

riž. 2.3. Shema strukture celične membrane

Nosilne beljakovine

(sekundarni-aktivni

prevoz)

Membranski protein

Beljakovine PKC

dvojna plast fosfolipidov

Antigeni

Zunajcelična površina

Znotrajcelično okolje

Značilnosti strukture in lastnosti celičnih membran. Za vse celične membrane je značilno eno načelo strukture (slika 2.3). Temeljijo na dveh slojih lipidov (maščobnih molekul, med katerimi je večina fosfolipidov, prisotni pa so tudi holesterol in glikolipidi). Membranske lipidne molekule imajo glavo (mesto, ki privlači vodo in si prizadeva za interakcijo z njo, imenovano vodilo

profil) in rep, ki je hidrofoben (odbija molekule vode, izogiba se njihovi bližini). Zaradi te razlike v lastnostih glave in repa lipidnih molekul se te, ko zadenejo površino vode, postavijo v vrste: glava proti glavi, rep proti repu in tvorijo dvojno plast, v kateri se nahajajo hidrofilne glave. obrnjena proti vodi, hidrofobna repa pa drug proti drugemu. Repi so znotraj te dvojne plasti. Prisotnost lipidne plasti tvori zaprt prostor, izolira citoplazmo od okoliškega vodnega okolja in ustvarja oviro za prehod vode in v njej topnih snovi skozi celično membrano. Debelina takega lipidnega dvosloja je približno 5 nm.

Membrana vsebuje tudi beljakovine. Njihove molekule po prostornini in masi so 40-50-krat večje od molekul membranskih lipidov. Zaradi beljakovin doseže debelina membrane? -10 nm. Kljub temu, da sta skupni masi beljakovin in lipidov v večini membran skoraj enaki, je število beljakovinskih molekul v membrani desetkrat manjše od števila lipidnih molekul. Običajno so beljakovinske molekule razpršene. V membrani so tako rekoč raztopljeni, v njej se lahko premikajo in spreminjajo svoj položaj. To je bil razlog za imenovanje strukture membrane tekoči mozaik. Molekule lipidov se lahko tudi premikajo po membrani in celo skačejo iz ene lipidne plasti v drugo. Posledično ima membrana znake fluidnosti in ima hkrati lastnost samosestavljanja, lahko si opomore od poškodb zaradi lastnosti lipidnih molekul, da se zvrstijo v dvojno lipidno plast.

Proteinske molekule lahko prodrejo skozi celotno membrano, tako da njihovi končni deli štrlijo čez njene prečne meje. Takšni proteini se imenujejo transmembranski oz integral. Obstajajo tudi beljakovine, ki so le delno potopljene v membrano ali se nahajajo na njeni površini.

Beljakovine celične membrane opravljajo številne funkcije. Za izvajanje vsake funkcije je celični genom sprožilec za sintezo določenega proteina. Tudi v razmeroma enostavni membrani eritrocitov je približno 100 različnih beljakovin. Med najpomembnejšimi funkcijami membranskih proteinov so: 1) receptor – interakcija s signalnimi molekulami in prenos signala v celico; 2) transport - prenos snovi skozi membrane in zagotavljanje izmenjave med citosolom in okoljem. Obstaja več vrst beljakovinskih molekul (translokaz), ki zagotavljajo transmembranski transport. Med njimi so beljakovine, ki tvorijo kanale, ki prodrejo v membrano in skozi njih pride do difuzije določenih snovi med citosolom in zunajceličnim prostorom. Takšni kanali so največkrat ionsko selektivni; prehajajo ioni samo ene snovi. Obstajajo tudi kanali, katerih selektivnost je manjša, na primer prehajajo ione Na + in K +, K + in C1 ~. Obstajajo tudi nosilni proteini, ki zagotavljajo transport snovi skozi membrano s spremembo njenega položaja v tej membrani; 3) adheziv - beljakovine skupaj z ogljikovimi hidrati sodelujejo pri izvajanju adhezije (lepljenje, lepljenje celic med imunskimi reakcijami, združevanje celic v plasti in tkiva); 4) encimski - nekateri proteini, vgrajeni v membrano, delujejo kot katalizatorji biokemičnih reakcij, katerih potek je možen le v stiku s celičnimi membranami; 5) mehanske - beljakovine zagotavljajo trdnost in elastičnost membran, njihovo povezavo s citoskeletom. Na primer, v eritrocitih ima to vlogo protein spektrin, ki je v obliki mrežaste strukture pritrjen na notranjo površino membrane eritrocitov in ima povezavo z znotrajceličnimi proteini, ki sestavljajo citoskelet. To daje eritrocitom elastičnost, sposobnost spreminjanja in obnavljanja oblike pri prehodu skozi krvne kapilare.

Ogljikovi hidrati predstavljajo le 2-10% mase membrane, njihova količina v različne celice spremenljiv. Zahvaljujoč ogljikovim hidratom se izvajajo nekatere vrste medceličnih interakcij, sodelujejo pri prepoznavanju tujih antigenov s strani celice in skupaj z beljakovinami ustvarjajo nekakšno antigensko strukturo površinske membrane lastne celice. Po takšnih antigenih se celice med seboj prepoznajo, združijo v tkivo in za kratek čas zlepijo skupaj za prenos signalnih molekul. Spojine beljakovin s sladkorji imenujemo glikoproteini. Če ogljikove hidrate kombiniramo z lipidi, potem se takšne molekule imenujejo glikolipidi.

Zaradi interakcije snovi, vključenih v membrano, in relativne urejenosti njihove razporeditve celična membrana pridobi številne lastnosti in funkcije, ki jih ni mogoče zmanjšati na preprosto vsoto lastnosti snovi, ki jo tvorijo.

Funkcije celičnih membran in mehanizmi za njihovo izvajanje

Na glavnofunkcije celičnih membran pripisujejo nastanku membrane (pregrade), ki ločuje citosol od

^tiskanje okolje, in razmejitev in oblika celice; o zagotavljanju medceličnih stikov, ki jih spremlja panie membrane (adhezija). Pomembna je medcelična adhezija ° združujem istovrstne celice v tkivo, nastanek gis- hematična ovire, izvajanje imunskih reakcij; in interakcija z njimi, kot tudi prenos signalov v celico; 4) zagotavljanje membranskih proteinov-encimov za katalizo biokem reakcije, gredo v bližnjo membransko plast. Nekateri od teh proteinov delujejo tudi kot receptorji. Vezava liganda na stakimireceptor aktivira njegove encimske lastnosti; 5) Zagotavljanje polarizacije membrane, ustvarjanje razlike električni potencialov med zunanjimi in notranji strani membrane; 6) ustvarjanje imunske specifičnosti celice zaradi prisotnosti antigenov v strukturi membrane. Vlogo antigenov praviloma opravljajo odseki beljakovinskih molekul, ki štrlijo nad površino membrane, in z njimi povezane molekule ogljikovih hidratov. Imunska specifičnost je pomembna, ko se celice združijo v tkivo in sodelujejo s celicami imunskega nadzora v telesu; 7) zagotavljanje selektivne prepustnosti snovi skozi membrano in njihov transport med citosolom in okoljem (glej spodaj).

Zgornji seznam funkcij celičnih membran kaže, da imajo večplastno vlogo v mehanizmih nevrohumoralne regulacije v telesu. Brez poznavanja številnih pojavov in procesov, ki jih zagotavljajo membranske strukture, je nemogoče razumeti in zavestno izvajati nekatere diagnostične postopke in terapevtske ukrepe. Na primer za pravilno uporabo mnogih zdravilne snovi treba je vedeti, v kolikšni meri vsak od njih prodre iz krvi v tkivno tekočino in v citosol.

difuzno in jaz in transport snovi po celici membrane. Prehod snovi skozi celične membrane poteka zaradi različnih vrst difuzije ali aktivne

transport.

preprosta difuzija se izvaja zaradi koncentracijskih gradientov določene snovi, električnega naboja ali osmotskega tlaka med stranicami celične membrane. Na primer, povprečna vsebnost natrijevih ionov v krvni plazmi je 140 mM / l, v eritrocitih pa približno 12-krat manj. Ta koncentracijska razlika (gradient) ustvarja gonilno silo, ki zagotavlja prehod natrija iz plazme v rdeče krvne celice. Vendar pa je hitrost takega prehoda majhna, saj ima membrana zelo nizko prepustnost za ione Na +, prepustnost te membrane za kalij pa je veliko večja. Energija celičnega metabolizma se ne porabi za procese preproste difuzije. Povečanje hitrosti enostavne difuzije je neposredno sorazmerno z gradientom koncentracije snovi med stranicama membrane.

Olajšana difuzija, tako kot preprosta sledi koncentracijskemu gradientu, vendar se od enostavne razlikuje po tem, da so pri prehodu snovi skozi membrano nujno vključene specifične nosilne molekule. Te molekule prežemajo membrano (lahko tvorijo kanale) ali pa so vsaj povezane z njo. Snov, ki se prevaža, mora stopiti v stik s prevoznikom. Nato prenašalec spremeni svojo lokacijo v membrani oziroma svojo konformacijo tako, da prenaša snov na drugo stran membrane. Če je za transmembranski prehod snovi potrebna udeležba nosilca, se namesto izraza pogosto uporablja izraz "difuzija". transport snovi skozi membrano.

Pri olajšani difuziji (v nasprotju s preprosto), če se poveča gradient transmembranske koncentracije snovi, se hitrost njenega prehoda skozi membrano poveča le, dokler niso vključeni vsi membranski nosilci. Z nadaljnjim povečevanjem takšnega gradienta bo hitrost transporta ostala nespremenjena; to se imenuje pojav nasičenosti. Primeri transporta snovi z olajšano difuzijo so: prenos glukoze iz krvi v možgane, reabsorpcija aminokislin in glukoze iz primarnega urina v kri v ledvičnih tubulih.

Izmenjava difuzije - transport snovi, pri katerem lahko pride do izmenjave molekul iste snovi, ki se nahajajo na nasprotnih straneh membrane. Koncentracija snovi na vsaki strani membrane ostane nespremenjena.

Različica izmenjevalne difuzije je izmenjava molekule ene snovi za eno ali več molekul druge snovi. Na primer, v gladkih mišičnih vlaknih krvnih žil in bronhijev je eden od načinov za odstranitev ionov Ca 2+ iz celice njihova zamenjava za zunajcelične ione Na +.Za tri vhodne natrijeve ione se en kalcijev ion odstrani iz celice. celica. Ustvari se medsebojno odvisno gibanje natrija in kalcija skozi membrano v nasprotnih smereh (ta vrsta transporta se imenuje protipristanišče). Tako se celica osvobodi odvečnega Ca 2+, kar je nujen pogoj za sprostitev gladkih mišičnih vlaken. Poznavanje mehanizmov ionskega transporta skozi membrane in načinov vplivanja na ta transport je nepogrešljiv pogoj ne le za razumevanje mehanizmov uravnavanja vitalnih funkcij, ampak tudi za pravilno izbiro zdravil za zdravljenje velikega števila bolezni (hipertenzije). , bronhialna astma, srčne aritmije, voda metabolizem soli in itd.).

aktivni prevoz se od pasivnega razlikuje po tem, da gre proti koncentracijskim gradientom snovi, pri čemer uporablja energijo ATP, ki nastane zaradi celičnega metabolizma. Zahvaljujoč aktivnemu transportu je mogoče premagati sile ne le koncentracije, ampak tudi električnega gradienta. Na primer, z aktivnim transportom Na + iz celice se ne premaga samo koncentracijski gradient (zunaj je vsebnost Na + 10-15-krat večja), temveč tudi odpornost električnega naboja (zunaj celična membrana v veliki večini celic pozitivno nabit, kar ustvarja nasprotje sproščanju pozitivno nabitega Na + iz celice).

Aktivni transport Na + zagotavlja protein Na +, K + odvisna ATPaza. V biokemiji se imenu beljakovine doda končnica "aza", če ima encimske lastnosti. Tako ime Na +, K + -odvisna ATP-aza pomeni, da je ta snov protein, ki cepi adenozin trifosforno kislino le, če obstaja obvezna interakcija z ioni Na + in K +, natrijevimi ioni in transport dveh kalijevih ionov v celica.

Obstajajo tudi beljakovine, ki aktivno prenašajo ione vodika, kalcija in klora. V skeletnih mišičnih vlaknih je Ca 2+ odvisna ATP-aza vgrajena v membrane sarkoplazemskega retikuluma, ki tvori znotrajcelične posode (cisterne, vzdolžne cevke), ki kopičijo Ca 2+.Kalcijeva črpalka zaradi energije cepitve ATP prenaša Ioni Ca 2+ iz sarkoplazme v cisterne retikuluma in lahko v njih ustvarijo koncentracijo Ca +, ki se približuje 1 (G 3 M, tj. 10.000-krat večjo kot v sarkoplazmi vlakna.

sekundarni aktivni transport značilen po tem, da je prenos snovi skozi membrano posledica koncentracijskega gradienta druge snovi, za katero obstaja aktiven transportni mehanizem. Najpogosteje se sekundarni aktivni transport pojavi z uporabo natrijevega gradienta, tj. Na + gre skozi membrano proti nižji koncentraciji in s seboj potegne drugo snov. V tem primeru se običajno uporablja specifičen nosilni protein, vgrajen v membrano.

Na primer, transport aminokislin in glukoze iz primarnega urina v kri, ki se izvaja v začetnem delu ledvičnih tubulov, nastane zaradi dejstva, da transportni protein tubularne membrane epitel se veže na aminokislino in natrijev ion in šele nato spremeni svoj položaj v membrani tako, da prenese aminokislino in natrij v citoplazmo. Za prisotnost takega transporta je potrebno, da je koncentracija natrija zunaj celice veliko večja kot znotraj.

Za razumevanje mehanizmov humoralne regulacije v telesu je treba poznati ne le zgradbo in prepustnost celičnih membran za različne snovi, temveč tudi zgradbo in prepustnost bolj zapletenih tvorb, ki se nahajajo med krvjo in tkivi različnih organov.

Fiziologija histohematskih ovir (HGB). Histohematske pregrade so kombinacija morfoloških, fizioloških in fizikalno-kemijskih mehanizmov, ki delujejo kot celota in uravnavajo interakcije med krvjo in organi. Histohematske pregrade sodelujejo pri ustvarjanju homeostaze telesa in posameznih organov. Zaradi prisotnosti HGB vsak organ živi v svojem posebnem okolju, ki se lahko po sestavi posameznih sestavin bistveno razlikuje od krvne plazme. Posebej močne ovire obstajajo med krvjo in možgani, krvjo in tkivom spolnih žlez, krvjo in vlago v očesnem prekatu. Neposredni stik s krvjo ima pregradna plast, ki jo tvori endotelij krvnih kapilar, nato pride bazalna membrana s spericiti (srednja plast) in nato adventitične celice organov in tkiv (zunanja plast). Histohematske pregrade, ki spremenijo njihovo prepustnost za različne snovi, lahko omejijo ali olajšajo njihovo dostavo v organ. Za številne strupene snovi so neprepustne. To je njihova zaščitna funkcija.

Krvno-možganska pregrada (BBB) ​​​​- je skupek morfoloških struktur, fizioloških in fizikalno-kemijskih mehanizmov, ki delujejo kot celota in uravnavajo medsebojno delovanje krvi in ​​možganskega tkiva. Morfološka osnova BBB je endotel in bazalna membrana možganskih kapilar, intersticijski elementi in glikokaliks, nevroglija, katerih posebne celice (astrociti) pokrivajo celotno površino kapilare s svojimi nogami. Pregradni mehanizmi vključujejo tudi transportne sisteme endotelija kapilarnih sten, vključno s pino- in eksocitozo, endoplazmatskim retikulumom, tvorbo kanalčkov, encimskimi sistemi, ki spreminjajo ali uničujejo vhodne snovi, kot tudi beljakovine, ki delujejo kot nosilci. V strukturi endotelijskih membran možganskih kapilar, kot tudi v številnih drugih organih, so našli akvaporinske proteine, ki ustvarjajo kanale, ki selektivno prepuščajo molekule vode.

Možganske kapilare se od kapilar v drugih organih razlikujejo po tem, da endotelijske celice tvorijo neprekinjeno steno. Na stičnih točkah se zunanje plasti endotelijskih celic združijo in tvorijo tako imenovane tesne stike.

Med funkcijami BBB sta zaščitna in regulativna. Varuje možgane pred delovanjem tujih in strupenih snovi, sodeluje pri transportu snovi med krvjo in možgani ter s tem ustvarja homeostazo medcelične tekočine možganov in likvorja.

Krvno-možganska pregrada je selektivno prepustna za različne snovi. Nekatere biološko aktivne snovi (na primer kateholamini) praktično ne prehajajo skozi to pregrado. Izjema je samo majhni predeli pregrade na meji s hipofizo, epifizo in nekaterimi predeli hipotalamusa, kjer je prepustnost BBB za vse snovi visoka. V teh predelih so bile najdene vrzeli ali kanali, ki prodirajo v endotelij, skozi katere snovi iz krvi prodrejo v zunajcelično tekočino možganskega tkiva ali v same nevrone.

Visoka prepustnost BBB v teh območjih omogoča biološko aktivnim snovem, da dosežejo tiste nevrone hipotalamusa in žleznih celic, na katerih se zapre regulacijski krog nevroendokrinih sistemov telesa.

Značilnost delovanja BBB je regulacija prepustnosti snovi v skladu s prevladujočimi pogoji. Regulacija je posledica: 1) sprememb v območju odprtih kapilar, 2) sprememb v hitrosti krvnega pretoka, 3) sprememb v stanju celičnih membran in medcelične snovi, aktivnosti celičnih encimskih sistemov, pinota in eksocitoze.

Menijo, da BBB, medtem ko ustvarja pomembno oviro za prodiranje snovi iz krvi v možgane, hkrati dobro prehaja te snovi v nasprotni smeri iz možganov v kri.

Prepustnost BBB za različne snovi se zelo razlikuje. Snovi, topne v maščobi, praviloma lažje prodrejo skozi BBB kot snovi, topne v vodi. Kisik, ogljikov dioksid, nikotin, etilni alkohol, heroin, v maščobi topni antibiotiki (kloramfenikol ipd.) relativno zlahka prodrejo.

V lipidih netopna glukoza in nekatere esencialne aminokisline ne morejo preiti v možgane s preprosto difuzijo. Prepoznajo in prevažajo jih posebni prevozniki. Transportni sistem je tako specifičen, da razlikuje stereoizomere D- in L-glukoze.D-glukoza se prenaša, L-glukoza pa ne. Ta transport zagotavljajo nosilni proteini, vgrajeni v membrano. Transport je neobčutljiv na insulin, vendar ga zavira citoholazin B.

Velike nevtralne aminokisline (npr. fenilalanin) se prenašajo podobno.

Obstaja tudi aktivni prevoz. Na primer, zaradi aktivnega transporta proti koncentracijskim gradientom se prenašajo ioni Na + K +, aminokislina glicin, ki deluje kot inhibitorni mediator.

Podani materiali označujejo načine prodiranja biološko pomembnih snovi skozi biološke ovire. Bistveni so za razumevanje humoralnega obroke v organizmu.

Kontrolna vprašanja in naloge

    Kateri so osnovni pogoji za ohranjanje vitalne aktivnosti organizma?

    Kakšna je interakcija organizma z zunanjim okoljem? Opredelite pojem prilagoditve na okolje obstoja.

    Kakšno je notranje okolje telesa in njegovih sestavnih delov?

    Kaj je homeostaza in homeostatske konstante?

    Poimenujte meje nihanja togih in plastičnih homeostatskih konstant. Opredelite koncept njihovih cirkadianih ritmov.

    Naštejte najpomembnejše koncepte teorije homeostatske regulacije.

7 Opredeli draženje in dražilne snovi. Kako so dražljaji razvrščeni?

      Kakšna je razlika med pojmom "receptor" z molekularno biološkega in morfofunkcionalnega vidika?

      Opredeli pojem ligandi.

      Kaj sta fiziološka regulacija in regulacija zaprtega kroga? Katere so njegove komponente?

      Poimenujte vrste in vlogo povratne informacije.

      Podajte definicijo pojma nastavitvena točka homeostatske regulacije.

      Katere so ravni regulativnih sistemov?

      Kakšna je enotnost in posebnosti živčne in humoralne regulacije v telesu?

      Katere so vrste humoralne regulacije? Opišite jih.

      Kakšna je zgradba in lastnosti celičnih membran?

17 Kakšne so funkcije celičnih membran?

        Kaj je difuzija in transport snovi skozi celične membrane?

        Opišite in navedite primere aktivnega membranskega transporta.

        Opredelite pojem histohematske pregrade.

        Kaj je krvno-možganska pregrada in kakšna je njena vloga? t;

ZGRADBA, FUNKCIJE

Človek se mora nenehno regulirati fizioloških procesov v skladu z lastnimi potrebami in spremembami v okolju. Za izvajanje stalne regulacije fizioloških procesov se uporabljata dva mehanizma: humoralni in živčni.

Model nevrohumoralne kontrole temelji na principu dvoslojne nevronske mreže. Vlogo formalnih nevronov v prvi plasti v našem modelu igrajo receptorji. Druga plast je sestavljena iz enega formalnega nevrona - srčnega centra. Njegovi vhodni signali so izhodni signali receptorjev. Izhodna vrednost nevrohumoralnega faktorja se prenaša vzdolž posameznega aksona formalnega nevrona druge plasti.

Moški spolni hormoni uravnavajo rast in razvoj telesa, nastanek sekundarnih spolnih značilnosti - rast brkov, razvoj značilne poraščenosti drugih delov telesa, hrapavost glasu in spremembo postave.

Ženski spolni hormoni uravnavajo razvoj sekundarnih spolnih značilnosti pri ženskah - visok glas, zaobljene oblike telesa, razvoj mlečnih žlez, nadzorujejo spolne cikle, potek nosečnosti in poroda. Obe vrsti hormonov proizvajajo moški in ženske.

organizem

Uravnavanje delovanja celic, tkiv in organov, razmerja med njimi, t.j. celovitost organizma, enotnost organizma in zunanjega okolja pa izvajata živčni sistem in humoralna pot. Z drugimi besedami, imamo dva mehanizma regulacije funkcij - živčni in humoralni.

Živčno regulacijo izvajajo živčni sistem, možgani in hrbtenjača preko živcev, ki oskrbujejo vse organe našega telesa. Na telo nenehno vplivajo določeni dražljaji. Telo se na vse te dražljaje odzove z določeno aktivnostjo ali, kot je v navadi ustvarjati, se telesne funkcije prilagajajo nenehno spreminjajočim se razmeram v okolju. Tako znižanje temperature zraka ne spremlja le zoženje krvnih žil, temveč tudi povečanje metabolizma v celicah in tkivih ter posledično povečanje proizvodnje toplote. Zaradi tega se vzpostavi določeno ravnovesje med prenosom in nastajanjem toplote, ne pride do hipotermije telesa, telesna temperatura pa ostane konstantna. Draženje brbončic trakov v ustih s hrano povzroči izločanje sline in drugih prebavnih sokov. pod vplivom katerega pride do prebave hrane. Zahvaljujoč temu potrebne snovi vstopijo v celice in tkiva, med disimilacijo in asimilacijo pa se vzpostavi določeno ravnovesje. Po tem principu poteka regulacija drugih funkcij telesa.

Živčna regulacija je refleksne narave. Receptorji zaznavajo različne dražljaje. Nastalo vzbujanje se iz receptorjev preko senzoričnih živcev prenese v osrednje živčevje, od tam pa preko motoričnih živcev do organov, ki izvajajo določeno dejavnost. Takšni odzivi telesa na dražljaje potekajo preko centralnega živčnega sistema. klical refleksi. Pot, po kateri se vzbujanje prenaša med refleksom, se imenuje refleksni lok. Refleksi so raznoliki. I.P. Pavlov je vse reflekse razdelil na brezpogojno in pogojno. Brezpogojni refleksi so prirojeni refleksi, ki se dedujejo. Primer takšnih refleksov so vazomotorični refleksi (zoženje ali širjenje krvnih žil kot odziv na draženje kože z mrazom ali vročino), refleks slinjenja (slina, ko so brbončice dražene zaradi hrane) in mnogi drugi.

Pogojni refleksi so pridobljeni refleksi, razvijajo se skozi vse življenje živali ali osebe. Ti refleksi se pojavijo

le pod določenimi pogoji in lahko izgine. Primer pogojnih refleksov je izločanje sline ob pogledu na hrano, pri vonju hrane in pri človeku, tudi ko o njej govori.

Humoralna regulacija (Humor - tekočina) se izvaja preko krvi in ​​drugih tekočin in sestavin notranje okolje organizem, različne kemikalije, ki nastajajo v telesu samem ali prihajajo iz zunanjega okolja. Primeri takšnih snovi so hormoni, ki jih izločajo žleze z notranjim izločanjem, in vitamini, ki jih telo vnese s hrano. Kemikalije se s krvjo prenašajo po telesu in vplivajo na različne funkcije, zlasti na presnovo v celicah in tkivih. Poleg tega vsaka snov vpliva na določen proces, ki se pojavi v določenem organu.

nervozen in humoralni mehanizem Regulacija funkcij je medsebojno povezana. Tako živčni sistem uravnava vpliv na organe ne le neposredno preko živcev, ampak tudi preko endokrinih žlez, spreminja intenzivnost tvorbe hormonov v teh organih in njihov vstop v kri.

Številni hormoni in druge snovi pa vplivajo na živčni sistem.

V živem organizmu se živčna in humoralna regulacija različnih funkcij izvaja po principu samoregulacije, tj. samodejno. V skladu s tem principom regulacije se krvni tlak, konstantnost sestave in fizikalno-kemijskih lastnosti krvi ter telesna temperatura vzdržujejo na določeni ravni. strogo usklajeno spreminja metabolizem, delovanje srca, dihal in drugih organskih sistemov pri fizičnem delu itd.

Zaradi tega se vzdržujejo določeni relativno stalni pogoji, v katerih poteka aktivnost celic in tkiv telesa, ali z drugimi besedami, ohranja se konstantnost notranjega okolja.

Treba je opozoriti, da ima pri ljudeh živčni sistem vodilno vlogo pri uravnavanju vitalne aktivnosti telesa.

Tako je človeško telo enoten, celovit, kompleksen, samoregulirajoči in samorazvojni biološki sistem z določenimi rezervnimi zmožnostmi. pri čemer

vedite, da se sposobnost za opravljanje fizičnega dela lahko večkrat poveča, vendar do določene meje. Medtem ko mentalna dejavnost pravzaprav nima nobenih omejitev v svojem razvoju.

Sistematična mišična aktivnost omogoča z izboljšanjem fiziološke funkcije mobilizirajo rezerve telesa, za obstoj katerih mnogi sploh ne vedo. Treba je opozoriti, da obstaja obraten proces funkcionalnost telesa in pospešeno staranje z zmanjšanjem telesne aktivnosti.

Med fizičnimi vajami se izboljša višja živčna aktivnost in funkcije centralnega živčnega sistema. nevromišičnega. kardiovaskularni, dihalni, izločevalni in drugi sistemi, metabolizem in energija ter sistem njihove nevrohumoralne regulacije.

Človeško telo z lastnostmi samoregulacije notranjih procesov pod zunanjim vplivom uresničuje najpomembnejšo lastnost - prilagajanje spreminjajočim se zunanjim razmeram, kar je odločilni dejavnik pri zmožnosti razvoja fizičnih lastnosti in motoričnih sposobnosti med treningom.

Oglejmo si podrobneje naravo fizioloških sprememb v procesu treninga.

Telesna aktivnost vodi do različnih sprememb v metabolizmu, katerih narava je odvisna od trajanja, moči dela in števila vključenih mišic. Med vadbo prevladujejo katabolični procesi, mobilizacija in uporaba energijskih substratov, kopičijo se vmesni presnovni produkti. Za obdobje počitka je značilna prevlada anaboličnih procesov, kopičenje rezerve hranila povečana sinteza beljakovin.

Hitrost okrevanja je odvisna od velikosti sprememb, ki se zgodijo med delovanjem, to je od velikosti obremenitve.

Med počitkom se odpravijo presnovne spremembe, ki so nastale med mišično aktivnostjo. Če med telesno aktivnostjo prevladujejo katabolični procesi, mobilizacija in uporaba energijskih substratov, pride do kopičenja vmesnih presnovnih produktov, potem je za čas počitka značilna prevlada anaboličnih procesov, kopičenje rezerve hranil in povečana sinteza beljakovin.

V podelovnem obdobju se poveča intenzivnost aerobne oksidacije, poveča se poraba kisika, t.j. kisikov dolg je odpravljen. Substrat za oksidacijo so vmesni presnovni produkti, ki nastanejo med mišično aktivnostjo, mlečna kislina, ketonska telesa, ketokisline. Zaloge ogljikovih hidratov med fizičnim delom se praviloma znatno zmanjšajo, zato maščobne kisline postanejo glavni substrat za oksidacijo. Zaradi povečane porabe lipidov v obdobju okrevanja se respiratorni kvocient zmanjša.

Za obdobje okrevanja je značilna povečana biosinteza beljakovin, ki je pri fizičnem delu zavrta, poveča pa se tudi nastajanje in izločanje končnih produktov presnove beljakovin (sečnine ipd.) iz telesa.

Stopnja okrevanja je odvisna od velikosti sprememb, ki se zgodijo med delovanjem, tj. na velikost obremenitve, ki je shematično prikazana na sl. 1

Slika 1. Shema procesov porabe in izterjave virov

energije med mišično aktivnostjo vojaške intenzivnosti

Okrevanje sprememb, ki nastanejo pod vplivom obremenitev nizke in srednje intenzivnosti, je počasnejše kot po obremenitvah povečane in ekstremne intenzivnosti, kar je razloženo z globljimi spremembami v obdobju dela. Po povečani intenzivnosti obremenitev opažena hitrost presnove snovi ne le doseže začetno raven, ampak jo tudi preseže. To povečanje nad začetno raven se imenuje super okrevanje (super nadomestilo). Registrira se šele, ko obremenitev preseže določeno raven vrednosti, tj. ko nastale spremembe v metabolizmu vplivajo na genetski aparat celice. Resnost čezmernega okrevanja in njegovo trajanje sta neposredno odvisna od intenzivnosti obremenitve.

Fenomen premoči je pomemben mehanizem prilagajanja (organa) na spreminjajoče se pogoje delovanja in je pomemben za razumevanje biokemičnih osnov športnega treninga. Treba je opozoriti, da se kot splošni biološki vzorec ne razteza le na kopičenje energijskega materiala, temveč tudi na sintezo beljakovin, kar se kaže zlasti v obliki delovne hipertrofije skeletnih mišic, srčne mišice . Po intenzivni obremenitvi se poveča sinteza številnih encimov (encimska indukcija), poveča se koncentracija kreatin fosfata, mioglobina in pride do številnih drugih sprememb.

Ugotovljeno je bilo, da aktivna mišična aktivnost povzroči povečanje aktivnosti srčno-žilnega, dihalnega in drugih telesnih sistemov. V vsaki človeški dejavnosti vsi organi in sistemi telesa delujejo usklajeno, v tesni enotnosti. To razmerje se izvaja s pomočjo živčnega sistema in humoralne (tekočinske) regulacije.

Živčni sistem uravnava delovanje telesa z bioelektričnimi impulzi. Glavni živčni procesi so vzbujanje in inhibicija, ki se pojavljajo v živčnih celicah. Vzbujanje- aktivno stanje živčnih celic, ko prenašajo mulj, same usmerjajo živčne impulze v druge celice: živčne, mišične, žlezne in druge. Zaviranje- stanje živčnih celic, ko je njihova aktivnost usmerjena v okrevanje.Spanje je na primer stanje živčnega sistema, ko je velika večina živčnih celic osrednjega živčnega sistema inhibirana.

Humoralna regulacija se izvaja s krvjo s posebnimi kemikalijami (hormoni), ki jih izločajo endokrine žleze, razmerje koncentracij CO2 in O2 prek drugih mehanizmov. Na primer, v predštartnem stanju, ko se pričakuje intenzivna telesna aktivnost, žleze z notranjim izločanjem (nadledvične žleze) izločajo v kri poseben hormon adrenalin, ki pomaga okrepiti delovanje srčno-žilnega sistema.

Humoralna in živčna regulacija se izvajata v enotnosti. Vodilna vloga je dodeljena centralnemu živčnemu sistemu, možganom, ki je tako rekoč osrednji sedež za nadzor vitalne aktivnosti organizma.

2.10.1. Refleksna narava in refleksni mehanizmi motorične aktivnosti

Živčni sistem deluje na principu refleksa. Podedovani refleksi, ki so lastni živčnemu sistemu od rojstva, v njegovi strukturi, v povezavah med živčnimi celicami, se imenujejo brezpogojni refleksi. Združevanje v dolge verige brezpogojni refleksi so osnova instinktivnega vedenja. Pri ljudeh in višjih živalih vedenje temelji na pogojnih refleksih, razvitih v procesu življenja na podlagi brezpogojnih refleksov.

Športna in delovna dejavnost osebe, vključno z obvladovanjem motoričnih veščin, se izvaja po načelu razmerja pogojnih refleksov in dinamičnih stereotipov z brezpogojnimi refleksi.

Za izvajanje jasnih ciljnih gibov je potrebno v centralni živčni sistem nenehno prejemati signale o funkcionalnem stanju mišic, o stopnji njihove kontrakcije, napetosti in sprostitve, o drži telesa, o položaju sklepov. in kot upogiba v njih.

Vse te informacije se prenašajo od receptorjev senzoričnih sistemov in predvsem od receptorjev motoričnega senzoričnega sistema, od tako imenovanih proprioreceptorjev, ki se nahajajo v mišičnem tkivu, fascijah, sklepnih vrečkah in kitah.

Od teh receptorjev po načelu povratne informacije in refleksnega mehanizma CNS prejme popolne informacije o izvedbi določene motorične akcije in o njeni primerjavi z danim programom.

Vsak, tudi najpreprostejši gib, potrebuje stalno korekcijo, ki jo zagotavljajo informacije, ki prihajajo iz proprioceptorjev in drugih senzoričnih sistemov. Z večkratnim ponavljanjem motorične akcije dosežejo impulzi iz receptorjev motorične centre v osrednjem živčnem sistemu, ki ustrezno spremenijo svoje impulze, ki gredo v mišice, da bi izboljšali naučeno gibanje.

Zahvaljujoč tako zapletenemu refleksnemu mehanizmu se motorična aktivnost izboljša.

Izobraževanje motoričnih spretnosti

Motorična spretnost je oblika motoričnih dejanj, razvitih v skladu z mehanizmom pogojni refleks kot posledica ustreznih sistematičnih vaj.

Proces oblikovanja motorične spretnosti zaporedno poteka skozi tri faze: posplošitev, koncentracija, avtomatizacija.

Faza generalizacije Zanj je značilna razširitev in okrepitev vzbujalnega procesa, zaradi česar so v delo vključene dodatne mišične skupine, napetost delujočih mišic pa se izkaže za nerazumno veliko. V tej fazi so gibi omejeni, neekonomični, slabo koordinirani in nenatančni.

Faza generalizacije se spremeni faza koncentracije, ko je čezmerno vzbujanje zaradi diferencirane inhibicije koncentrirano v desnih predelih možganov. Prekomerna intenzivnost gibov izgine, postanejo natančni, varčni, izvajajo se prosto, brez napetosti, stabilno.

IN faza avtomatizacije spretnost se izpopolni in utrdi, izvajanje posameznih gibov postane tako rekoč avtomatsko in ni potrebna aktivna kontrola zavesti, ki jo lahko preklopimo na okolje, iskanje rešitve ipd. Avtomatsko spretnost odlikuje visoka natančnost in stabilnost pri izvajanju vseh njenih sestavnih gibov.

Avtomatizacija spretnosti omogoča izvajanje več motoričnih dejanj hkrati.

Pri oblikovanju motorične spretnosti sodelujejo različni analizatorji: motorični (proprioceptivni), vestibularni, slušni, vizualni, taktilni.

2.10.3 Aerobni, anaerobni procesi

Za nadaljevanje mišičnega dela je potrebno, da stopnja resinteze ATP ustreza njegovi porabi. Obstajajo trije načini resinteze (dopolnitev ATP, porabljenega med delovanjem):

· aerobna (dihalna fosforilacija);

· anaerobni mehanizmi;

· kreatin fosfata in anaerobne glikolize.

Praktično pri vsakem delu (izvajanje telesnih vaj) se oskrba z energijo izvaja zaradi delovanja vseh treh mehanizmov resinteze ATP. V zvezi s temi razlikami so bile vse vrste telesnih vaj (fizičnega dela) razdeljene na dve vrsti. Eden od njih - aerobno delo (zmogljivost) vključuje vaje, ki se izvajajo predvsem zaradi aerobnih mehanizmov oskrbe z energijo: resinteza ATP se izvaja z dihalno fosforilacijo med oksidacijo različnih substratov s sodelovanjem kisika, ki vstopa v mišično celico. Druga vrsta dela je anaerobno delo (produktivnost), ta vrsta dela vključuje vaje, katerih izvedba je kritično odvisna od anaerobnih mehanizmov resinteze ATP v mišicah. Včasih se razlikuje mešana vrsta dela (aerobno-anaerobno), ko imata pomemben prispevek tako aerobni kot anaerobni mehanizem oskrbe z energijo.

SPLOŠNE ZNAČILNOSTI HUMORALNE REGULACIJE

Humoralna regulacija- to je neke vrste biološka regulacija, pri kateri se informacije prenašajo z biološko aktivnimi kemikalijami, ki se po telesu prenašajo s krvjo ali limfo, pa tudi z difuzijo v medcelični tekočini.

Razlike med humoralno in živčno regulacijo:

1 Nosilec informacije pri humoralni regulaciji je kemična snov, pri živčni regulaciji pa živčni impulz. 2 Prenos humoralne regulacije se izvaja s pretokom krvi, limfe, z difuzijo: živčni - s pomočjo živčnih prevodnikov.

3 Humoralni signal se širi počasneje (hitrost pretoka krvi v kapilarah je 0,03 cm/s) kot živčni signal (hitrost prenosa živcev je 120 m/s).

4 Humoralni signal nima tako natančnega naslovnika (deluje po načelu "vsi, vsi, vsi, ki se odzovejo"), kot živčni signal (na primer, živčni impulz se prenaša na mišico prsta). Vendar ta razlika ni bistvena, saj so celice različno občutljive na kemikalije. Zato kemikalije delujejo na točno določene celice, namreč tiste, ki so sposobne zaznati to informacijo. visoka občutljivost na humoralni faktor imenujemo ciljne celice.

5 Humoralna regulacija se uporablja za zagotavljanje odzivov, ki ne zahtevajo visoka hitrost in natančnost izvedbe.

6 Humoralno regulacijo, tako kot živčno regulacijo, izvaja zaprt regulacijski krog, v katerem so vsi njegovi elementi med seboj povezani (slika 6.1). V vezju humoralne regulacije ni (kot samostojne strukture) sledilne naprave (SP), saj njene funkcije opravljajo receptorji endokrinih celičnih membran.

7 Humoralni dejavniki, ki pridejo v kri ali limfo, difundirajo v medcelično tekočino, zato se lahko njihovo delovanje razširi na celice bližnjih organov, to pomeni, da je njihov vpliv lokalni. Imajo lahko tudi učinek na daljavo, ki se razširi na ciljne celice na daljavo.

Med biološko aktivnimi snovmi imajo glavno vlogo pri regulaciji hormoni. Lokalna regulacija se lahko izvaja tudi zaradi metabolitov, ki nastajajo v vseh tkivih telesa, zlasti med njihovo intenzivno aktivnostjo.

Hormone delimo na prave in tkivne (slika 6.2), pravi hormoni proizvajajo endokrine žleze in specializirane celice. Pravi hormoni sodelujejo s celicami, ki jih imenujemo "tarče", in tako vplivajo na funkcije telesa.

tkivnih hormonov proizvajajo nespecializirane celice drugačne vrste. Sodelujejo pri lokalni regulaciji visceralnih funkcij.

Signalizacija, ki jo hormoni prenašajo do ciljnih celic, se lahko izvaja na tri načine:

1 Pravi hormoni delujejo na daljavo (oddaljeno), ker žleze z notranjim izločanjem oziroma endokrine celice izločajo hormone v kri, ki jih transportirajo do ciljnih celic, je tak signalni sistem

RIŽ. 6.1.

RIŽ. 6.2.

klical endokrino signaliziranje (na primer hormoni ščitnice, adenohipofize, nadledvične žleze in mnogi drugi).

2 Tkivni hormoni lahko prek intersticijske tekočine delujejo na ciljne celice, ki se nahajajo v bližini. - To je sistem parakrino signalizacijo (npr. na parietalne celice želodčnih žlez deluje tkivni hormon histamin, ki ga izločajo enterokromafine celice želodčne sluznice).

3 Nekateri hormoni lahko uravnavajo aktivnost tistih celic, ki jih proizvajajo – to je sistem augrokrino signalizacijo (na primer, hormon inzulin uravnava njegovo proizvodnjo s strani beta celic otočkov trebušne slinavke).

Glede na kemijsko zgradbo hormone delimo v tri skupine:

1 Beljakovine in polipeptidi (hormoni hipotalamusa, hipofize, trebušne slinavke itd.)- To je najštevilnejša skupina hormonov: so vodotopni in krožijo v plazmi v prostem stanju; sintetiziran v endokrinih celicah in shranjen v sekretornih granulah v citoplazmi; vstopijo v krvni obtok z eksocitozo, koncentracija v krvi je v območju 10-12-10-10 mol / l;

V aminokislinah in njihovih derivatih. Tej vključujejo;

Hormoni medule nadledvične žleze - kateholamini (adrenalin, norepinefrin), ki so vodotopni in so derivati ​​aminokisline tirozin; izločajo in shranjujejo v citoplazmi v sekretornih granulah; v krvi krožijo v prostem stanju: koncentracija adrenalina v plazmi - 2 10-10 mol / l. norepinefrin - 13 10-10 mol / l;

Ščitnični hormoni - tiroksin, trijodotironin; so topni v maščobi. To so edine snovi v telesu, ki vsebujejo jod in jih proizvajajo folikularne celice; se izločajo v kri s preprosto difuzijo: večino jih kri prenese v vezano stanje s transportnim proteinom - globulinom, ki veže tiroksin; koncentracija ščitničnih hormonov v plazmi - 10-6 mol / l.

3 Steroidni hormoni (hormoni skorje nadledvične žleze in spolnih žlez) so derivati ​​holesterola in so topni v maščobi; imajo visoko topnost v lipidih in zlahka difundirajo skozi celične membrane. V plazmi krožijo v vezanem stanju s transportnimi proteini – globulini, ki vežejo steroide; koncentracija v plazmi -10-9 mol / l.

Latentno obdobje hormonov- interval med sprožilnim dražljajem in reakcijo, ki vključuje hormone - lahko traja od nekaj sekund, minut, ur ali dni. Tako se lahko izločanje mleka iz mlečnih žlez pojavi v nekaj sekundah po uvedbi hormona oksitocina; presnovne reakcije na tiroksin opazimo po 3 dneh.

inaktivacijo Hormoni potekajo predvsem v jetrih in ledvicah z encimskimi mehanizmi, kot so hidroliza, oksidacija, hidroksilacija, dekarboksilacija in drugi. Izločanje nekaterih hormonov iz telesa z urinom ali blatom je zanemarljivo (

pri fiziološka regulacija telesne funkcije se izvajajo na optimalni ravni za normalno delovanje, podpirajo homeostatske pogoje s presnovnimi procesi. Njegov cilj je zagotoviti, da je telo vedno prilagojeno spreminjajočim se okoljskim razmeram.

V človeškem telesu je regulativna aktivnost predstavljena z naslednjimi mehanizmi:

  • živčna regulacija;

Delo živčne in humoralne regulacije je skupno, med seboj sta tesno povezana. Kemične spojine, ki uravnavajo telo, vplivajo na nevrone s popolno spremembo njihovega stanja. Hormonske spojine, ki se izločajo v ustreznih žlezah, vplivajo tudi na NS. In funkcije žlez, ki proizvajajo hormone, nadzoruje NS, katerega pomen je ob podpori regulativne funkcije za telo ogromen. Humoralni dejavnik je del nevrohumoralne regulacije.

Primeri predpisov

Jasnost regulacije bo pokazala primer, kako se spreminja osmotski tlak krvi, ko je oseba žejna. Ta vrsta pritiska se poveča zaradi pomanjkanja vlage v telesu. To vodi do draženja osmotskih receptorjev. Nastalo vznemirjenje se po živčnih poteh prenese v centralni živčni sistem. Iz njega veliko impulzov vstopi v hipofizo, stimulacija se pojavi s sproščanjem antidiuretičnega hipofiznega hormona v krvni obtok. V krvnem obtoku hormon prodre do ukrivljenih ledvičnih kanalčkov in pride do povečane reabsorpcije vlage iz glomerularnega ultrafiltrata (primarnega urina) v krvni obtok. Posledica tega je zmanjšanje urina, izločenega z vodo, in ponovna vzpostavitev osmotskega tlaka telesa, ki je odstopal od normalnih vrednosti.

S previsoko koncentracijo glukoze v krvnem obtoku živčni sistem stimulira funkcije introsekretorne regije endokrinega organa, ki proizvaja insulinski hormon. Že v krvnem obtoku se poveča vnos hormona inzulina, nepotrebna glukoza zaradi njegovega vpliva prehaja v jetra, mišice v obliki glikogena. okrepljeno fizično delo spodbuja povečanje porabe glukoze, njen volumen v krvnem obtoku se zmanjša, delovanje nadledvične žleze pa se okrepi. Hormon adrenalin je odgovoren za pretvorbo glikogena v glukozo. Tako živčna regulacija, ki vpliva na intrasekretorne žleze, spodbuja ali zavira delovanje pomembnih aktivnih bioloških spojin.

Humoralna regulacija vitalnih funkcij telesa v nasprotju z živčno regulacijo pri prenosu informacij uporablja drugačno tekoče okolje telesa. Prenos signala poteka s pomočjo kemičnih spojin:

  • hormonski;
  • posrednik;
  • elektrolit in mnogi drugi.

Humoralna regulacija, pa tudi živčna regulacija, vsebuje nekaj razlik.


  • ni posebnega naslova. Pretok biosubstanc se prenaša v različne celice telesa;
  • informacije se prenašajo z nizko hitrostjo, ki je primerljiva s hitrostjo pretoka bioaktivnih medijev: od 0,5-0,6 do 4,5-5 m/s;
  • akcija je dolga.

Živčna regulacija vitalnih funkcij v človeškem telesu se izvaja s pomočjo centralnega živčnega sistema in PNS. Prenos signala poteka s pomočjo številnih impulzov.

Za to uredbo so značilne razlike.

  • obstaja določen naslov za dostavo signala do določenega organa, tkiva;
  • informacije se prenašajo z veliko hitrostjo. Hitrost impulza ─ do 115-119 m / s;
  • kratkoročno delovanje.

Humoralna regulacija


Humoralni mehanizem je starodavna oblika interakcije, ki se je razvila skozi čas.Človek jih ima več različne možnosti izvajanje tega mehanizma. Nespecifična varianta ureditve je lokalna.

Lokalna celična regulacija se izvaja s tremi metodami, njihova osnova je prenos signalov s spojinami na meji posameznega organa ali tkiva z uporabo:

  • ustvarjalna celična komunikacija;
  • enostavne vrste presnovkov;
  • aktivne biološke spojine.

Zahvaljujoč kreativni povezanosti poteka medcelična izmenjava informacij, ki je potrebna za usmerjeno usklajevanje znotrajcelične sinteze proteinskih molekul z drugimi procesi za preoblikovanje celic v tkiva, diferenciacijo, razvoj z rastjo in posledično izvajanje funkcij celic, ki jih tkivo vsebuje kot celovit večcelični sistem.

Metabolit je produkt presnovnih procesov, lahko deluje avtokrino, to pomeni, da spremeni celično delovanje, preko katerega se sprošča, ali parakrino, to je, da spremeni celično delo, kjer se celica nahaja na meji istega. tkiva, ki ga doseže skozi znotrajcelično tekočino. Na primer, s kopičenjem mlečne kisline med fizičnim delom se žile, ki dovajajo kri v mišice, razširijo, poveča se nasičenost mišice s kisikom, zmanjša pa se moč mišične kontraktilnosti. Tako deluje humoralna regulacija.

Hormoni, ki se nahajajo v tkivih, so tudi biološko aktivne spojine - produkti celičnega metabolizma, vendar imajo bolj zapleteno kemično strukturo. Predstavljeni so:

  • biogeni amini;
  • kinini;
  • angiotenzini;
  • prostaglandini;
  • endotelija in drugih spojin.

Te spojine spremenijo naslednje biofizikalne celične lastnosti:

  • prepustnost membrane;
  • vzpostavitev energetskih presnovnih procesov;
  • membranski potencial;
  • encimske reakcije.

Prispevajo tudi k nastanku sekundarnih mediatorjev in spreminjajo oskrbo tkiv s krvjo.


BAS (biološko aktivne snovi) uravnavajo celice s pomočjo posebnih celično-membranskih receptorjev. Biološko aktivne snovi modulirajo tudi regulacijske vplive, saj spreminjajo celično občutljivost na živčne in hormonske vplive tako, da spreminjajo število celičnih receptorjev in njihovo podobnost z različnimi molekulami, ki prenašajo informacije.

BAS, ki nastajajo v različnih tkivih, delujejo avtokrino in parakrino, lahko pa prodrejo v kri in delujejo sistemsko. Nekateri med njimi (kinini) nastanejo iz prekurzorjev v krvni plazmi, zato te snovi ob lokalnem delovanju povzročijo celo razširjen učinek, podoben hormonskemu.

Fiziološka prilagoditev telesnih funkcij se izvaja z dobro usklajeno interakcijo NS in humoralnega sistema. Živčna regulacija in humoralna regulacija združujeta funkcije telesa za njegovo polno funkcionalnost in človeško telo deluje kot celota.

Interakcija človeškega telesa z okoljskimi razmerami se izvaja s pomočjo aktivnega NS, katerega delovanje je določeno z refleksi.


Vsak organizem, naj bo enocelični ali večcelični, je ena sama entiteta. Vsi njegovi organi so med seboj tesno povezani in jih nadzoruje skupen, natančen, dobro usklajen mehanizem. Višje kot je organizem razvit, bolj zapleten in fino urejen, pomembnejši je živčni sistem zanj. Toda v telesu obstaja tudi tako imenovana humoralna regulacija in koordinacija dela posameznih organov in fizioloških sistemov. Izvaja se s pomočjo posebnih visoko aktivnih kemikalij, ki se med življenjem telesa kopičijo v krvi in ​​tkivih.

Celice, tkiva, organi izločajo produkte svoje presnove, tako imenovane metabolite, v okoliško tkivno tekočino. V mnogih primerih gre za najpreprostejše kemične spojine, končne produkte zaporednih notranjih transformacij, ki potekajo v živi snovi. Figurativno povedano je to »proizvodni odpadek«. Toda pogosto imajo takšni odpadki izredno aktivnost in so sposobni povzročiti celo verigo novih fizioloških procesov, nastanek novih kemičnih spojin in specifičnih snovi.

Med kompleksnejše presnovne produkte sodijo hormoni, ki jih v kri izločajo žleze z notranjim izločanjem (nadledvične žleze, hipofiza, ščitnica, spolne žleze itd.), ter mediatorji – prenašalci živčnega vzbujanja. To so močne kemikalije, običajno precej zapletene sestave, ki sodelujejo pri veliki večini življenjskih procesov. Najodločilneje vplivajo na različne vidike delovanja telesa: vplivajo na duševno aktivnost, poslabšajo ali izboljšajo razpoloženje, spodbujajo telesno in duševno zmogljivost, spodbujajo spolno aktivnost. Ljubezen, spočetje, razvoj ploda, rast, zorenje, nagoni, čustva, zdravje, bolezni prehajajo v našem življenju v znamenju endokrinega sistema.

Pri zdravljenju se uporabljajo izvlečki iz žlez z notranjim izločanjem in kemično čisti preparati hormonov, umetno pridobljeni v laboratoriju. razne bolezni. Insulin, kortizon, tiroksin, spolni hormoni se prodajajo v lekarnah. Prečiščeni in sintetični hormonski pripravki ljudem prinašajo velike koristi. Doktrina fiziologije, farmakologije in patologije organov notranjega izločanja je v zadnjih letih postala eden najpomembnejših delov sodobne biologije.

Toda v živem organizmu celice endokrinih žlez ne sproščajo v kri kemično čistega hormona, temveč komplekse snovi, ki vsebujejo kompleksne presnovne produkte (beljakovine, lipide, ogljikove hidrate), ki so tesno povezani z učinkovino in krepijo ali oslabijo njegovo delovanje. .

Vse te nespecifične snovi aktivno sodelujejo pri harmonični regulaciji vitalnih funkcij telesa. Ko vstopajo v kri, limfo, tkivno tekočino, igrajo pomembno vlogo pri humoralni regulaciji fizioloških procesov skozi tekoče medije.

Humoralna regulacija je tesno povezana z živčno in skupaj z njo tvori en sam nevrohumoralni mehanizem regulativnih prilagoditev telesa. Živčni in humoralni dejavniki so med seboj tako tesno prepleteni, da je kakršno koli nasprotje med njimi nesprejemljivo, tako kot je nesprejemljivo deliti procese regulacije in koordinacije funkcij v telesu na avtonomne ionske, vegetativne, živalske komponente. Vse te vrste predpisov so med seboj tako tesno povezane, da kršitev ene od njih praviloma dezorganizira druge.

V zgodnjih fazah evolucije, ko je živčni sistem odsoten, se razmerje med posameznimi celicami in celo organi izvaja na humoralni način. Toda ko se živčni aparat razvija, ko se izpopolnjuje na višjih ravneh fiziološki razvoj humoralni sistem je vedno bolj podrejen živčevju.

Značilnosti živčne in humoralne regulacije

Mehanizmi regulacije fizioloških funkcij so tradicionalno razdeljeni na živčne in humoralne, čeprav v resnici tvorijo en sam regulativni sistem, ki vzdržuje homeostazo in prilagoditveno aktivnost telesa. Ti mehanizmi imajo številne povezave tako na ravni delovanja živčnih centrov kot pri prenosu signalnih informacij do efektorskih struktur. Dovolj je reči, da med izvajanjem najpreprostejšega refleksa kot elementarnega mehanizma živčne regulacije prenos signala iz ene celice v drugo poteka prek humoralnih dejavnikov - nevrotransmiterjev. Občutljivost senzoričnih receptorjev na delovanje dražljajev in funkcionalno stanje nevronov se spreminjata pod vplivom hormonov, nevrotransmiterjev, številnih drugih biološko aktivnih snovi, pa tudi najpreprostejših metabolitov in mineralnih ionov (K +, Na +, Ca -+ , C1~). Po drugi strani pa lahko živčni sistem sproži ali popravi humoralno regulacijo. Humoralna regulacija v telesu je pod nadzorom živčnega sistema.

Humoralni mehanizmi so filogenetsko starejši, prisotni so že pri enoceličnih živalih in pridobijo veliko pestrost v večceličnih organizmih, predvsem pa pri človeku.

Živčni mehanizmi regulacije so bili oblikovani filogenetsko in se oblikujejo postopoma v človeški ontogenezi. Takšna regulacija je mogoča samo v večceličnih strukturah, ki imajo živčne celice, ki se povezujejo v živčne kroge in sestavljajo refleksne loke.

Humoralna regulacija se izvaja s širjenjem signalnih molekul v telesnih tekočinah po principu "vsi, vsi, vsi" oziroma po principu "radijske komunikacije".

Živčna regulacija se izvaja po principu "pisma z naslovom" ali "telegrafske komunikacije". Signalizacija se prenaša iz živčnih centrov do strogo določenih struktur, na primer do natančno določenih mišičnih vlaken ali njihovih skupin v določeni mišici. Samo v tem primeru so možna namenska, usklajena gibanja človeka.

Humoralna regulacija se praviloma izvaja počasneje kot živčna regulacija. Hitrost signala (akcijski potencial) v hitrih živčnih vlaknih doseže 120 m / s, medtem ko je hitrost transporta signalne molekule s pretokom krvi v arterijah približno 200-krat, v kapilarah pa tisočkrat manj.

Prihod živčnega impulza v efektorski organ skoraj v trenutku povzroči fiziološki učinek (na primer krčenje skeletne mišice). Odziv na številne hormonske signale je počasnejši. Na primer, manifestacija odziva na delovanje ščitničnih hormonov in nadledvične skorje se pojavi po več deset minutah in celo urah.

Humoralni mehanizmi so bistvenega pomena pri uravnavanju presnovnih procesov, hitrosti delitve celic, rasti in specializacije tkiv, puberteti in prilagajanju na spreminjajoče se okoljske razmere.

Živčni sistem v zdravem organizmu vpliva na vse humoralne regulacije in jih popravlja. Vendar ima živčni sistem svoje posebne funkcije. Uravnava vitalne procese, ki zahtevajo hitro reakcijo, zagotavlja zaznavanje signalov, ki prihajajo iz senzoričnih receptorjev čutil, kože in notranjih organov. Uravnava tonus in kontrakcije skeletnih mišic, ki zagotavljajo vzdrževanje drže in gibanje telesa v prostoru. Živčni sistem zagotavlja manifestacijo duševnih funkcij, kot so občutki, čustva, motivacija, spomin, mišljenje, zavest, uravnava vedenjske reakcije, katerih cilj je doseči koristen prilagoditveni rezultat.

Humoralno regulacijo delimo na endokrino in lokalno. Endokrina regulacija se izvaja zaradi delovanja endokrinih žlez (endokrinih žlez), ki so specializirani organi, ki izločajo hormone.

Posebna značilnost lokalne humoralne regulacije je, da biološko aktivne snovi, ki jih proizvaja celica, ne vstopijo v krvni obtok, ampak delujejo na celico, ki jih proizvaja, in njeno neposredno okolje, ki se širi skozi medcelično tekočino zaradi difuzije. Takšno regulacijo delimo na regulacijo metabolizma v celici zaradi metabolitov, avtokrinijo, parakrinijo, jukstakrinijo, interakcije preko medceličnih stikov. Celične in znotrajcelične membrane igrajo pomembno vlogo pri vsej humoralni regulaciji, ki vključuje specifične signalne molekule.

1. Splošne lastnosti hormonov Hormoni so biološko aktivne snovi, ki se sintetizirajo v majhnih količinah v specializiranih celicah endokrinega sistema in se preko krožečih tekočin (na primer krvi) prenašajo v ciljne celice, kjer izvajajo svoj regulatorni učinek.
Hormoni imajo, tako kot druge signalne molekule, nekatere skupne lastnosti.
1) se sprostijo iz celic, ki jih proizvajajo, v zunajcelični prostor;
2) niso strukturni sestavni deli celic in se ne uporabljajo kot vir energije;
3) so sposobni specifične interakcije s celicami, ki imajo receptorje za določen hormon;
4) imajo zelo visoko biološko aktivnost - učinkovito delujejo na celice pri zelo nizkih koncentracijah (približno 10 -6 -10 -11 mol/l).

2. Mehanizmi delovanja hormonov Hormoni vplivajo na ciljne celice.
Tarčne celice so celice, ki specifično interagirajo s hormoni s posebnimi receptorskimi proteini. Ti receptorski proteini se nahajajo na zunanji membrani celice ali v citoplazmi ali na jedrski membrani in drugih organelih celice.
Biokemični mehanizmi prenosa signala od hormona do ciljne celice.
Vsak receptorski protein je sestavljen iz vsaj dveh domen (regij), ki zagotavljata dve funkciji:
1) prepoznavanje hormonov;
2) transformacija in prenos prejetega signala v celico.
Kako receptorski protein prepozna molekulo hormona, s katero lahko sodeluje?
Ena od domen receptorskega proteina vsebuje regijo, ki je komplementarna nekemu delu signalne molekule. Proces vezave receptorja na signalno molekulo je podoben procesu nastajanja encimsko-substratnega kompleksa in ga lahko določimo z vrednostjo afinitetne konstante.
Večina receptorjev ni dobro razumljena, ker sta njihova izolacija in čiščenje zelo težavni, vsebnost vsake vrste receptorja v celicah pa je zelo nizka. Vendar je znano, da hormoni medsebojno delujejo s svojimi receptorji na fizikalno-kemijski način. Med molekulo hormona in receptorjem nastanejo elektrostatične in hidrofobne interakcije. Ko se receptor veže na hormon, pride do konformacijskih sprememb receptorskega proteina in aktivira se kompleks signalne molekule z receptorskim proteinom. V aktivnem stanju lahko povzroči specifične znotrajcelične reakcije kot odgovor na prejeti signal. Če je motena sinteza oziroma sposobnost vezave receptorskih proteinov na signalne molekule, nastanejo bolezni – endokrine motnje. Obstajajo tri vrste takšnih bolezni.
1. Povezano z nezadostno sintezo receptorskih proteinov.
2. Povezano s spremembami v strukturi receptorja - genetske okvare.
3. Povezano z blokiranjem receptorskih proteinov s protitelesi.

Mehanizmi delovanja hormonov na tarčne celice Glede na strukturo hormona obstajata dve vrsti interakcij. Če je molekula hormona lipofilna (na primer steroidni hormoni), potem lahko prodre skozi lipidno plast zunanje membrane ciljnih celic. Če je molekula velika ali polarna, je njen prodor v celico nemogoč. Zato se za lipofilne hormone receptorji nahajajo znotraj ciljnih celic, za hidrofilne hormone pa se receptorji nahajajo v zunanji membrani.
V primeru hidrofilnih molekul deluje znotrajcelični mehanizem za prenos signala, da dobimo celični odziv na hormonski signal. To se zgodi s sodelovanjem snovi, ki se imenujejo drugi posredniki. Molekule hormonov so po obliki zelo raznolike, »drugi glasniki« pa ne.
Zanesljivost prenosa signala zagotavlja zelo visoko afiniteto hormona za njegov receptorski protein.
Kateri so mediatorji, ki sodelujejo pri znotrajceličnem prenosu humoralnih signalov?
To so ciklični nukleotidi (cAMP in cGMP), inozitol trifosfat, protein, ki veže kalcij - kalmodulin, kalcijevi ioni, encimi, ki sodelujejo pri sintezi cikličnih nukleotidov, pa tudi proteinske kinaze - encimi za fosforilacijo proteinov. Vse te snovi sodelujejo pri uravnavanju delovanja posameznih encimskih sistemov v ciljnih celicah.
Oglejmo si podrobneje mehanizme delovanja hormonov in intracelularni mediatorji. Obstajata dva glavna načina prenosa signala do ciljnih celic iz signalnih molekul membranski mehanizem dejanja:
1) sistemi adenilat ciklaze (ali gvanilat ciklaze);
2) fosfoinozitidni mehanizem.
sistem adenilat ciklaze.
Glavne sestavine: membranski proteinski receptor, G-protein, encim adenilat ciklaza, gvanozin trifosfat, proteinske kinaze.
Poleg tega je ATP potreben za normalno delovanje sistema adenilat ciklaze.
V celično membrano je vgrajen receptorski protein, G-protein, ob katerem se nahajata GTP in encim (adenilatna ciklaza).
Do trenutka delovanja hormona so te komponente v disociiranem stanju, po nastanku kompleksa signalne molekule z receptorskim proteinom pa pride do sprememb v konformaciji G proteina. Posledično ena od podenot G-proteina pridobi sposobnost vezave na GTP.
Kompleks G-protein-GTP aktivira adenilat ciklazo. Adenilat ciklaza začne aktivno pretvarjati molekule ATP v cAMP.
cAMP ima sposobnost aktiviranja posebnih encimov - proteinskih kinaz, ki katalizirajo reakcije fosforilacije različnih proteinov s sodelovanjem ATP. Hkrati so ostanki fosforne kisline vključeni v sestavo beljakovinskih molekul. Glavni rezultat tega procesa fosforilacije je sprememba aktivnosti fosforiliranega proteina. V različnih vrstah celic se proteini z različnimi funkcionalnimi aktivnostmi fosforilirajo kot posledica aktivacije sistema adenilat ciklaze. Na primer, to so lahko encimi, jedrski proteini, membranski proteini. Zaradi reakcije fosforilacije lahko proteini postanejo funkcionalno aktivni ali neaktivni.
Takšni procesi bodo vodili do sprememb v hitrosti biokemičnih procesov v ciljni celici.
Aktivacija adenilat ciklaznega sistema traja zelo kratek čas, saj G-protein po vezavi na adenilat ciklazo začne izkazovati GTPazno aktivnost. Po hidrolizi GTP G-protein obnovi svojo konformacijo in preneha aktivirati adenilat ciklazo. Posledično se reakcija tvorbe cAMP ustavi.
Poleg udeležencev v sistemu adenilat ciklaze imajo nekatere tarčne celice receptorske proteine, povezane z G-proteini, ki vodijo do zaviranja adenilat ciklaze. Hkrati kompleks GTP-G-proteina zavira adenilat ciklazo.
Ko se tvorba cAMP ustavi, se reakcije fosforilacije v celici ne ustavijo takoj: dokler obstajajo molekule cAMP, se bo nadaljeval proces aktivacije protein kinaze. Za zaustavitev delovanja cAMP je v celicah poseben encim - fosfodiesteraza, ki katalizira reakcijo hidrolize 3,5"-ciklo-AMP v AMP.
Nekatere snovi, ki zavirajo fosfodiesterazo (na primer alkaloidi kofein, teofilin), pomagajo vzdrževati in povečevati koncentracijo ciklo-AMP v celici. Pod vplivom teh snovi v telesu se trajanje aktivacije adenilat ciklaznega sistema podaljša, t.j. poveča se delovanje hormona.
Poleg sistema adenilat ciklaze ali gvanilat ciklaze obstaja tudi mehanizem za prenos informacij znotraj tarčne celice s sodelovanjem kalcijevih ionov in inozitol trifosfata.
Inozitol trifosfat je snov, ki je derivat kompleksnega lipida - inozitol fosfatida. Nastane kot posledica delovanja posebnega encima - fosfolipaze "C", ki se aktivira kot posledica konformacijskih sprememb znotrajcelične domene membranskega receptorskega proteina.
Ta encim hidrolizira fosfoestrske vezi v molekuli fosfatidil-inozitol-4,5-bisfosfata, kar povzroči nastanek diacilglicerola in inozitol trifosfata.
Znano je, da tvorba diacilglicerola in inozitol trifosfata povzroči povečanje koncentracije ioniziranega kalcija znotraj celice. To vodi do aktivacije številnih od kalcija odvisnih proteinov znotraj celice, vključno z aktivacijo različnih proteinskih kinaz. In tukaj, tako kot v primeru aktivacije sistema adenilat ciklaze, je ena od stopenj prenosa signala znotraj celice fosforilacija beljakovin, kar vodi do fiziološkega odziva celice na delovanje hormona.
Posebna beljakovina, ki veže kalcij, kalmodulin, sodeluje pri delu fosfoinozitidnega signalnega mehanizma v tarčni celici. To je protein z nizko molekulsko maso (17 kDa), 30 % sestavljen iz negativno nabitih aminokislin (Glu, Asp) in zato sposoben aktivne vezave Ca +2. Ena molekula kalmodulina ima 4 mesta za vezavo kalcija. Po interakciji s Ca +2 pride do konformacijskih sprememb v molekuli kalmodulina in kompleks "Ca +2 -kalmodulin" postane sposoben uravnavati aktivnost (alosterično zavira ali aktivira) številnih encimov - adenilat ciklaze, fosfodiesteraze, Ca +2, Mg + 2-ATPaza in različne protein kinaze.
V različnih celicah, ko je kompleks "Ca + 2 -kalmodulin" izpostavljen izoencimom istega encima (na primer adenilat ciklaze različnih tipov), v nekaterih primerih opazimo aktivacijo, v drugih pa zaviranje tvorbe cAMP. reakcija. Do takšnih različnih učinkov pride, ker lahko alosterični centri izoencimov vključujejo različne radikale aminokislin in bo njihov odziv na delovanje kompleksa Ca + 2 -kalmodulina različen.
Tako je lahko vloga "drugih glasnikov" za prenos signalov iz hormonov v ciljnih celicah:
1) ciklični nukleotidi (c-AMP in c-GMP);
2) Ca ioni;
3) kompleks "Sa-kalmodulin";
4) diacilglicerol;
5) inozitol trifosfat.
Mehanizmi prenosa informacij iz hormonov znotraj ciljnih celic s pomočjo zgornjih mediatorjev imajo skupne značilnosti:
1) ena od stopenj prenosa signala je fosforilacija beljakovin;
2) prekinitev aktivacije se pojavi kot posledica posebnih mehanizmov, ki jih sprožijo udeleženci v procesih sami - obstajajo mehanizmi negativnih povratnih informacij.
Hormoni so glavni humoralni regulatorji fizioloških funkcij telesa, njihove lastnosti, biosintetski procesi in mehanizmi delovanja pa so danes dobro znani.
Značilnosti, po katerih se hormoni razlikujejo od drugih signalnih molekul, so naslednje.
1. Sinteza hormonov se pojavi v posebne celice endokrini sistem. Sinteza hormonov je glavna funkcija endokrinih celic.
2. Hormoni se izločajo v kri, pogosteje v vensko, včasih v limfo. Druge signalne molekule lahko dosežejo ciljne celice, ne da bi se izločile v krožeče tekočine.
3. Telekrinski učinek (ali oddaljeno delovanje) - hormoni delujejo na ciljne celice na veliki razdalji od mesta sinteze.
Hormoni so zelo specifične snovi glede na tarčne celice in imajo zelo visoko biološko aktivnost.
3. Kemična zgradba hormonov Struktura hormonov je drugačna. Trenutno je opisanih in izoliranih okoli 160 različnih hormonov večcelični organizmi. Glede na kemijsko strukturo lahko hormone razdelimo v tri razrede:
1) beljakovinsko-peptidni hormoni;
2) derivati ​​aminokislin;
3) steroidni hormoni.
V prvi razred uvrščamo hormone hipotalamusa in hipofize (v teh žlezah se sintetizirajo peptidi in nekatere beljakovine), pa tudi hormone trebušne slinavke in obščitničnih žlez ter enega od ščitničnih hormonov.
Drugi razred vključuje amine, ki se sintetizirajo v meduli nadledvične žleze in v epifizi, ter ščitnične hormone, ki vsebujejo jod.
Tretji razred so steroidni hormoni, ki se sintetizirajo v skorji nadledvične žleze in v spolnih žlezah. Po številu ogljikovih atomov se steroidi med seboj razlikujejo:
C 21 - hormoni nadledvične skorje in progesteron;
C 19 - moški spolni hormoni - androgeni in testosteron;
Od 18 - ženski spolni hormoni - estrogeni.
Skupno vsem steroidom je prisotnost steranovega jedra.
4. Mehanizmi delovanja endokrinega sistema Endokrini sistem - niz endokrinih žlez in nekaterih specializiranih endokrinih celic v tkivih, za katere endokrina funkcija ni edina (na primer trebušna slinavka ima ne samo endokrine, ampak tudi eksokrine funkcije). Vsak hormon je eden od njegovih udeležencev in nadzoruje določene presnovne reakcije. Hkrati obstajajo ravni regulacije znotraj endokrinega sistema – nekatere žleze imajo sposobnost nadzora nad drugimi.

Splošna shema za izvajanje endokrinih funkcij v telesu. Ta shema vključuje najvišje ravni regulacije v endokrinem sistemu - hipotalamus in hipofizo, ki proizvajata hormone, ki sami vplivajo na procese sinteze in izločanja hormonov drugih endokrinih celic.
Ista shema kaže, da se hitrost sinteze in izločanja hormonov lahko spremeni tudi pod vplivom hormonov iz drugih žlez ali kot posledica stimulacije z nehormonskimi metaboliti.
Vidimo tudi prisotnost negativnih povratnih informacij (-) - zaviranje sinteze in (ali) izločanja po izločitvi primarnega dejavnika, ki je povzročil pospešeno proizvodnjo hormonov.
Posledično se vsebnost hormona v krvi vzdržuje na določeni ravni, ki je odvisna od funkcionalnega stanja telesa.
Poleg tega telo običajno ustvari majhno rezervo posameznih hormonov v krvi (tega na diagramu ni razvidno). Obstoj takšne rezerve je možen, ker je veliko hormonov v krvi v stanju, povezanih s posebnimi transportnimi proteini. Na primer, tiroksin je povezan z globulinom, ki veže tiroksin, glukokortikosteroidi pa z beljakovino transkortin. Dve obliki takšnih hormonov - povezani s transportnimi proteini in prosti - sta v krvi v stanju dinamičnega ravnovesja.
To pomeni, da ko se proste oblike takih hormonov uničijo, bo vezana oblika disociirala in koncentracija hormona v krvi se bo vzdrževala na relativno konstantni ravni. Tako lahko kompleks hormona s transportnim proteinom obravnavamo kot rezervo tega hormona v telesu.

Učinki, ki jih opazimo v tarčnih celicah pod vplivom hormonov Zelo pomembno je, da hormoni ne povzročajo novih presnovnih reakcij v tarčni celici. Tvorijo le kompleks z receptorskim proteinom. Zaradi prenosa hormonskega signala v tarčni celici se vklopijo ali izklopijo celične reakcije, ki zagotavljajo celični odziv.
V tem primeru lahko v ciljni celici opazimo naslednje glavne učinke:
1) sprememba hitrosti biosinteze posameznih beljakovin (vključno z encimskimi beljakovinami);
2) sprememba aktivnosti že obstoječih encimov (na primer zaradi fosforilacije - kot je bilo že prikazano na primeru sistema adenilat ciklaze;
3) sprememba prepustnosti membran v ciljnih celicah za posamezne snovi ali ione (na primer za Ca +2).
O mehanizmih prepoznavanja hormonov je bilo že rečeno - hormon deluje s ciljno celico le v prisotnosti posebnega receptorskega proteina. Vezava hormona na receptor je odvisna od fizikalno-kemijskih parametrov medija - od pH in koncentracije različnih ionov.
Posebno pomembno je število receptorskih proteinskih molekul na zunanji membrani ali znotraj ciljne celice. Spreminja se glede na fiziološko stanje telesa, z boleznimi ali pod vplivom zdravil. In to pomeni, da bo v različnih pogojih reakcija ciljne celice na delovanje hormona drugačna.
Različni hormoni imajo različne fizikalno-kemijske lastnosti in od tega je odvisna lokacija receptorjev za določene hormone. Običajno je razlikovati med dvema mehanizmoma interakcije hormonov s ciljnimi celicami:
1) membranski mehanizem - ko se hormon veže na receptor na površini zunanje membrane ciljne celice;
2) intracelularni mehanizem - ko se receptor za hormon nahaja znotraj celice, to je v citoplazmi ali na znotrajceličnih membranah.
Hormoni z membranskim mehanizmom delovanja:
1) vsi proteinski in peptidni hormoni ter amini (adrenalin, norepinefrin).
Znotrajcelični mehanizem delovanja je:
1) steroidni hormoni in derivati ​​aminokislin - tiroksin in trijodotironin.
Prenos hormonskega signala na celične strukture poteka v skladu z enim od mehanizmov. Na primer prek sistema adenilat ciklaze ali s sodelovanjem Ca +2 in fosfoinozitidov. To velja za vse hormone z membranskim mehanizmom delovanja. Toda steroidni hormoni z intracelularnim mehanizmom delovanja, ki običajno uravnavajo hitrost biosinteze beljakovin in imajo receptor na površini jedra tarčne celice, ne potrebujejo dodatnih prenašalcev sporočil v celici.

Značilnosti strukture proteinskih receptorjev za steroide Najbolj raziskan je receptor za hormone nadledvične skorje - glukokortikosteroide (GCS). Ta protein ima tri funkcionalne regije:
1 - za vezavo na hormon (C-terminal);
2 - za vezavo na DNA (centralno);
3 - antigensko mesto, ki je hkrati sposobno modulirati funkcijo promotorja v procesu transkripcije (N-terminal).
Funkcije vsakega mesta takega receptorja so jasne iz njihovih imen, očitno je, da takšna struktura steroidnega receptorja omogoča, da vplivajo na hitrost transkripcije v celici. To potrjuje dejstvo, da se pod delovanjem steroidnih hormonov selektivno stimulira (ali zavira) biosinteza določenih proteinov v celici. V tem primeru opazimo pospešek (ali upočasnitev) tvorbe mRNA. Posledično se spremeni število sintetiziranih molekul določenih proteinov (pogosto encimov) in hitrost presnovnih procesov.

5. Biosinteza in izločanje hormonov drugačna struktura Proteinski peptidni hormoni. V procesu tvorbe beljakovinskih in peptidnih hormonov v celicah endokrinih žlez nastane polipeptid, ki nima hormonske aktivnosti. Toda takšna molekula ima v svoji sestavi fragment(e), ki vsebuje (e) aminokislinsko zaporedje tega hormona. Takšna proteinska molekula se imenuje pre-pro-hormon in ima (običajno na N-koncu) strukturo, imenovano vodilno ali signalno zaporedje (pre-). To strukturo predstavljajo hidrofobni radikali in je potrebna za prehod te molekule iz ribosomov skozi lipidne plasti membran v cisterne endoplazmatskega retikuluma (ER). Istočasno se med prehodom molekule skozi membrano kot posledica omejene proteolize odcepi vodilno (pred)sekvenco in znotraj ER se pojavi prohormon. Nato se preko sistema EPR prohormon transportira do Golgijevega kompleksa in tu se zorenje hormona konča. Kot rezultat hidrolize pod delovanjem specifičnih proteinaz se preostali (N-terminalni) fragment (pro-mesto) odcepi. Nastala molekula hormona s specifično biološko aktivnostjo vstopi v sekretorne vezikle in se kopiči do trenutka izločanja.
Med sintezo hormonov iz kompleksnih beljakovin glikoproteinov (na primer folikle stimulirajoči (FSH) ali ščitnično stimulirajoči (TSH) hormoni hipofize) se v procesu zorenja komponenta ogljikovih hidratov vključi v strukturo hormona.
Lahko pride tudi do ekstraribosomske sinteze. Tako se sintetizira tripeptid tiroliberin (hormon hipotalamusa).
Hormoni so derivati ​​aminokislin. Iz tirozina se sintetizirajo hormoni medule nadledvične žleze adrenalin in norepinefrin ter ščitnični hormoni, ki vsebujejo jod. Med sintezo adrenalina in norepinefrina je tirozin podvržen hidroksilaciji, dekarboksilaciji in metilaciji s sodelovanjem aktivne oblike aminokisline metionina.
Ščitnica sintetizira hormone, ki vsebujejo jod, trijodtironin in tiroksin (tetrajodtironin). Med sintezo pride do jodiranja fenolne skupine tirozina. Posebej zanimiva je presnova joda v ščitnici. Molekula glikoproteinskega tiroglobulina (TG) ima molekulsko maso več kot 650 kDa. Hkrati je v sestavi molekule TG približno 10% mase ogljikovih hidratov in do 1% joda. Odvisno je od količine joda v hrani. Polipeptid TG vsebuje 115 tirozinskih ostankov, ki so jodirani z jodom, oksidiranim s pomočjo posebnega encima - tiroperoksidaze. Ta reakcija se imenuje organizacija joda in se pojavi v ščitničnih mešičkih. Posledično iz ostankov tirozina nastaneta mono- in dijodotirozin. Od tega se lahko približno 30 % ostankov zaradi kondenzacije pretvori v tri- in tetrajodtironine. Kondenzacija in jodiranje potekata s sodelovanjem istega encima, tiroperoksidaze. Nadaljnje zorenje ščitničnih hormonov poteka v žleznih celicah - celice absorbirajo TG z endocitozo in sekundarni lizosom nastane kot posledica zlitja lizosoma z absorbiranim proteinom TG.
Proteolitični encimi lizosomov zagotavljajo hidrolizo TG in nastanek T 3 in T 4, ki se sproščata v zunajcelični prostor. In mono- in dijodtirozin se dejodinirata s posebnim encimom dejodinazo in jod se lahko reorganizira. Za sintezo ščitničnih hormonov je značilen mehanizem zaviranja izločanja po vrsti negativne povratne informacije (T3 in T4 zavirata sproščanje TSH).

Steroidni hormoni Steroidni hormoni se sintetizirajo iz holesterola (27 ogljikovih atomov), holesterol pa se sintetizira iz acetil-CoA.
Holesterol se pretvori v steroidne hormone zaradi naslednjih reakcij:
1) izločitev stranskega radikala;
2) tvorba dodatnih stranskih radikalov kot posledica reakcije hidroksilacije s pomočjo posebnih encimov monooksigenaz (hidroksilaz) - najpogosteje na 11., 17. in 21. položaju (včasih na 18.). Na prvi stopnji sinteze steroidnih hormonov se najprej tvorijo prekurzorji (pregnenolon in progesteron), nato pa drugi hormoni (kortizol, aldosteron, spolni hormoni). Iz kortikosteroidov lahko nastanejo aldosteron, mineralokortikoidi.

Izločanje hormonov Uravnava centralni živčni sistem. Sintetizirani hormoni se kopičijo v sekretornih granulah. Pod delovanjem živčnih impulzov ali pod vplivom signalov iz drugih endokrinih žlez (tropni hormoni) zaradi eksocitoze pride do degranulacije in hormon se sprosti v kri.
Mehanizmi regulacije kot celote so bili predstavljeni v shemi mehanizma za izvajanje endokrine funkcije.

6. Transport hormonov Prenos hormonov je odvisen od njihove topnosti. Hormoni hidrofilne narave (na primer proteinsko-peptidni hormoni) se običajno prenašajo v krvi v prosti obliki. Steroidni hormoni, ščitnični hormoni, ki vsebujejo jod, se prenašajo v obliki kompleksov z beljakovinami krvne plazme. To so lahko specifični transportni proteini (transportni nizkomolekularni globulini, protein, ki veže tiroksin; transportni kortikosteroidni protein transkortin) in nespecifični transport (albumini).
Rečeno je bilo že, da je koncentracija hormonov v krvnem obtoku zelo nizka. In lahko se spremeni v skladu s fiziološkim stanjem telesa. Z zmanjšanjem vsebnosti posameznih hormonov se razvije stanje, označeno kot hipofunkcija ustrezne žleze. Nasprotno pa je povečanje vsebnosti hormona hiperfunkcija.
Konstantnost koncentracije hormonov v krvi zagotavljajo tudi procesi katabolizma hormonov.
7. Hormonski katabolizem Proteinski peptidni hormoni so podvrženi proteolizi, razpadejo na posamezne aminokisline. Te aminokisline nadalje vstopijo v reakcije deaminacije, dekarboksilacije, transaminacije in razpadejo na končne produkte: NH 3, CO 2 in H 2 O.
Hormoni so podvrženi oksidativni deaminaciji in nadaljnji oksidaciji v CO 2 in H 2 O. Steroidni hormoni se razgradijo drugače. V telesu ni encimskih sistemov, ki bi zagotavljali njihovo razgradnjo.
V bistvu so stranski radikali spremenjeni. Uvedene so dodatne hidroksilne skupine. Hormoni postanejo bolj hidrofilni. Nastanejo molekule, ki so strukture sterana, v katerem se keto skupina nahaja na 17. mestu. V tej obliki se produkti katabolizma steroidnih spolnih hormonov izločajo z urinom in se imenujejo 17-ketosteroidi. Določitev njihove količine v urinu in krvi kaže vsebnost spolnih hormonov v telesu.

55. Endokrine žleze, ali endokrini organi, se imenujejo žleze, ki nimajo izločevalnih kanalov. Proizvajajo posebne snovi - hormone, ki vstopijo neposredno v kri.

Hormoni- organske snovi različnih kemična narava: peptidi in beljakovine (med beljakovinske hormone spadajo insulin, somatotropin, prolaktin itd.), derivati ​​aminokislin (adrenalin, norepinefrin, tiroksin, trijodtironin), steroidi (hormoni spolnih žlez in skorje nadledvične žleze). Hormoni imajo visoko biološko aktivnost (zato se proizvajajo v zelo majhnih odmerkih), specifičnost delovanja, učinek na daljavo, to je, da vplivajo na organe in tkiva, ki se nahajajo daleč od mesta nastajanja hormonov. Ko vstopijo v kri, se prenašajo po telesu in izvajajo humoralno regulacijo funkcij organov in tkiv, spreminjajo njihovo aktivnost, spodbujajo ali zavirajo njihovo delo. Delovanje hormonov temelji na stimulaciji ali inhibiciji katalitične funkcije določenih encimov, pa tudi na vplivu na njihovo biosintezo z aktivacijo ali inhibicijo ustreznih genov.

Delovanje endokrinih žlez ima pomembno vlogo pri uravnavanju dolgotrajnih procesov: metabolizem, rast, duševni, telesni in spolni razvoj, prilagajanje telesa spreminjajočim se razmeram zunanjega in notranjega okolja, zagotavljanje nespremenljivosti najpomembnejših fiziološki indikatorji(homeostaza), pa tudi pri odzivu telesa na stres. Ko je delovanje endokrinih žlez moteno, se pojavijo bolezni, imenovane endokrine. Kršitve so lahko povezane s povečano (v primerjavi z normo) aktivnostjo žleze - hiperfunkcija, pri kateri se povečana količina hormona tvori in sprošča v kri ali z zmanjšano aktivnostjo žleze - hipofunkcija sledi nasprotni rezultat.

Intrasekretorna aktivnost najpomembnejših endokrinih žlez. Najpomembnejše endokrine žleze so ščitnica, nadledvične žleze, trebušna slinavka, genitalije, hipofiza. Hipotalamus (hipotalamični del diencefalona) ima tudi endokrino funkcijo. Trebušna slinavka in spolne žleze so žleze mešanega izločanja, saj poleg hormonov proizvajajo skrivnosti, ki vstopajo skozi izločevalne kanale, torej opravljajo tudi funkcije žlez zunanjega izločanja.

Ščitnica(teža 16-23 g) se nahaja na straneh sapnika tik pod njim ščitnični hrustanec grlo. Ščitnični hormoni (tiroksin in trijodtironin) vsebujejo jod, katerega vnos z vodo in hrano je nujen pogoj za njeno normalno delovanje.

Ščitnični hormoni uravnava presnovo, pospešuje oksidativne procese v celicah in razgradnjo glikogena v jetrih, vpliva na rast, razvoj in diferenciacijo tkiv ter na delovanje živčnega sistema. S hiperfunkcijo žleze se razvije Gravesova bolezen. Njeni glavni znaki so: proliferacija žleznega tkiva (golša), izbuljene oči, pospešen srčni utrip, povečana razdražljivost živčnega sistema, povečana presnova, hujšanje. Hipofunkcija žleze pri odraslem povzroči nastanek miksedema (edema sluznice), ki se kaže v zmanjšanju metabolizma in telesne temperature, povečanju telesne teže, otekanju in zabuhlosti obraza ter duševni motnji. Hipofunkcija žleze v otroštvu povzroči zaostanek v rasti in razvoj pritlikavosti, pa tudi oster zaostanek v duševnem razvoju (kretenizem).

nadledvične žleze(masa 12 g) - parne žleze, ki mejijo na zgornje polovice ledvic. Tako kot ledvice imajo tudi nadledvične žleze dve plasti: zunanjo, kortikalno plast, in notranjo, medulo, ki sta neodvisna izločevalna organa, ki proizvajata različne hormone z različnimi vzorci delovanja. Celice kortikalne plasti sintetizirajo hormone, ki uravnavajo presnovo mineralov, ogljikovih hidratov, beljakovin in maščob. Torej, z njihovo udeležbo se uravnava raven natrija in kalija v krvi, vzdržuje se določena koncentracija glukoze v krvi, poveča se tvorba in odlaganje glikogena v jetrih in mišicah. Zadnji dve funkciji nadledvične žleze se izvajata v povezavi s hormoni trebušne slinavke.

S hipofunkcijo kortikalne plasti nadledvičnih žlez se razvije bronasta ali Addisonova bolezen. Njeni znaki: bronast ten kože, mišična oslabelost, utrujenost, zmanjšana imuniteta. Medula nadledvične žleze proizvaja hormona adrenalin in norepinefrin. Izstopajo z močnimi čustvi – jezo, strahom, bolečino, nevarnostjo. Vstop teh hormonov v kri povzroči palpitacije, zoženje krvnih žil (razen žil srca in možganov), zvišan krvni tlak, povečano razgradnjo glikogena v celicah jeter in mišic na glukozo, zaviranje črevesne gibljivosti. , sprostitev mišic bronhijev, povečana razdražljivost receptorjev mrežnice, slušnega in vestibularnega aparata. Posledično se pod delovanjem ekstremnih dražljajev prestrukturirajo telesne funkcije in mobilizirajo se telesne sile za prenašanje stresnih situacij.

trebušna slinavka ima posebne otočne celice, ki proizvajajo hormona inzulin in glukagon, ki uravnavata presnova ogljikovih hidratov v organizmu. Inzulin torej poveča porabo glukoze v celicah, spodbuja pretvorbo glukoze v glikogen in s tem zmanjša količino sladkorja v krvi. Zaradi delovanja insulina se vsebnost glukoze v krvi vzdržuje na konstantni ravni, ki je ugodna za potek vitalnih procesov. Z nezadostno proizvodnjo insulina se raven glukoze v krvi dvigne, kar vodi do razvoja diabetesa mellitusa. Sladkor, ki ga telo ne porabi, se izloči z urinom. Bolniki pijejo veliko vode, hujšajo. Za zdravljenje te bolezni je potreben insulin. Drugi hormon trebušne slinavke - glukagon - je antagonist insulina in ima nasprotni učinek, to je, da poveča razgradnjo glikogena v glukozo in poveča njegovo vsebnost v krvi.

Najpomembnejša žleza endokrinega sistema človeškega telesa je hipofiza, ali spodnji privesek možganov (teža 0,5 g). Proizvaja hormone, ki spodbujajo delovanje drugih endokrinih žlez. V hipofizi so trije režnji: sprednji, srednji in zadnji, od katerih vsak proizvaja različne hormone. Torej, v sprednjem delu hipofize nastajajo hormoni, ki spodbujajo sintezo in izločanje ščitničnih hormonov (tirotropin), nadledvičnih žlez (kortikotropin), spolnih žlez (gonadotropin), pa tudi rastnega hormona (somatotropin).

Z nezadostnim izločanjem rastnega hormona pri otroku pride do zaviranja rasti in razvoja bolezni hipofizne pritlikavosti (višina odrasle osebe ne presega 130 cm). S presežkom hormona se, nasprotno, razvije gigantizem. Povečano izločanje somatotropina pri odraslem povzroča akromegalijo, pri kateri se nekateri deli telesa zraščajo - jezik, nos, roke. Hormoni posteriorne hipofize povečajo reabsorpcijo vode v ledvičnih tubulih, zmanjšajo uriniranje (antidiuretični hormon) in povečajo kontrakcije gladkih mišic maternice (oksitocin).

spolne žleze- moda ali testisi pri moških in jajčniki pri ženskah - spadajo med žleze mešanega izločanja. Testisi proizvajajo androgene, jajčniki pa estrogene. Spodbujajo razvoj reproduktivnih organov, zorenje zarodnih celic in nastanek sekundarnih spolnih značilnosti, to so strukturne značilnosti okostja, razvoj mišic, porazdelitev lasišča in podkožnega maščevja, zgradba grla, tember glasu itd. pri moških in ženske. Vpliv spolnih hormonov na procese oblikovanja je še posebej očiten pri živalih ob odstranitvi spolnih žlez (kastracin) ali presaditvi. Eksokrina funkcija jajčnikov in testisov je tvorba in izločanje jajčec oziroma semenčic skozi genitalne kanale.

Hipotalamus. Delovanje endokrinih žlez, ki skupaj tvorijo endokrini sistem, poteka v tesni medsebojni interakciji in med seboj povezano z živčnim sistemom. Vse informacije iz zunanjega in notranjega okolja človeškega telesa vstopajo v ustrezne cone možganske skorje in druge dele možganov, kjer se obdelujejo in analizirajo. Iz njih se informacijski signali prenašajo v hipotalamus - hipotalamično cono diencefalona in kot odgovor nanje proizvajajo regulatorne hormone, ki vstopajo v hipofizo in preko nje izvajajo svoj regulativni učinek na delovanje endokrinih žlez. Tako hipotalamus opravlja usklajevalne in regulacijske funkcije v delovanju človeškega endokrinega sistema.

V človeškem telesu obstaja več regulacijskih sistemov, ki zagotavljajo normalno delovanje telesa. Ti sistemi vključujejo zlasti žleze notranjega in zunanjega izločanja.

Dovolj enostavno je porušiti ravnovesje v telesu. Strokovnjaki priporočajo izogibanje dejavnikom, ki izzovejo neravnovesje.

Žleze zunanjega izločanja (eksokrine) izločajo različne snovi v notranje okolje telesa in na površino telesa. Oblikujejo individualen in specifičen vonj. Poleg tega žleze zunanjega izločanja zagotavljajo zaščito pred prodiranjem škodljivih mikroorganizmov v telo. Njihov izcedek (skrivnost) ima mikostatski in baktericidni učinek.

Žleze z zunanjim izločanjem (slinaste, solzne, znojne, mlečne, genitalne) sodelujejo pri uravnavanju intraspecifičnih in medvrstnih odnosov. To je predvsem posledica dejstva, da je njihov izpust obdarjen s funkcijo presnovnega ali informacijskega vplivanja na okoliške zunanje organizme.

V ustih so majhne in velike žleze slinavke zunanjega izločanja. Njihovi kanali se odpirajo v ustno votlino. Male žleze se nahajajo v submukozi ali debelejši sluzi. Glede na lokacijo ločimo lingvalno, palatinalno, molarno, labialno. Glede na naravo izločanja jih delimo na sluzaste, serozne in mešane. Nedaleč od njih je ščitnica z notranjim izločanjem. Kopiči in izloča hormone, ki vsebujejo jod.

Glavne žleze slinavke so parni organi, ki se nahajajo zunaj ustne votline. Sem spadajo sublingvalni, submandibularni in parotidni.

Mešanica izpusta žleze slinavke imenovano slina. Med obdobjem potekajo sekretorni procesi hormonska prilagoditev telesu (pri dvanajstih – štirinajstih letih) najintenzivneje.

Mlečne žleze so (po izvoru) modificirane znojne žleze kože in se odložijo v šestem do sedmem tednu. Sprva so videti kot dva tesnila povrhnjice. Kasneje se iz njih začnejo oblikovati "mlečne točke".

Pred nastopom pubertete so mlečne žleze deklet v mirovanju. Razvejanje se pojavi pri obeh spolih. Z nastopom zrelosti se začnejo nenadne spremembe v stopnji razvoja mlečnih žlez. Pri dečkih se stopnja njihovega razvoja upočasni, nato pa se popolnoma ustavi. Pri deklicah se razvoj pospeši. Do začetka prve menstruacije se oblikujejo končni deli. Vendar je treba opozoriti, da se mlečna žleza pri ženskah še naprej razvija do nosečnosti. Njegova končna tvorba se pojavi med laktacijo.

Najbolj masivna prebavna žleza pri človeku so jetra. Njegova teža (pri odrasli osebi) je od enega do enega in pol kilograma. Poleg dejstva, da jetra sodelujejo pri presnovi ogljikovih hidratov, vitaminov, beljakovin in maščob, opravljajo zaščitne, žolčne in druge funkcije. Med intrauterinim razvojem je ta organ tudi hematopoetski.

žleze znojnice koža proizvaja pot. Sodelujejo v procesu termoregulacije, tvorijo individualni vonj. Te žleze so preproste cevi z zavihanimi konci. Vsaka žleza znojnica ima končni del (telo), znojnico. Slednji se včasih odpre navzven.

Žleze znojnice imajo razlike v funkcionalnem pomenu in morfoloških značilnostih ter v razvoju. Nahajajo se v podkožnega tkiva(veznik). Človek ima v povprečju približno dva do tri milijone in pol žlez znojnic. Njihov morfološki razvoj je končan približno sedem let.

Žleze lojnice dosežejo svoj vrhunec v puberteti. Skoraj vsi so povezani z lasmi. Na območjih, kjer ni lasišča, ležijo žleze lojnice same. Njihov izloček – mast – služi kot mazivo za lase in kožo. V povprečju se dnevno sprosti okoli dvajset gramov maščobe.

58Timus(timus ali, kot se je temu organu včasih reklo, timus, timus) je, tako kot kostni mozeg, centralna oblast imunogeneza. Matične celice, ki prodrejo v timus iz kostnega mozga s krvnim tokom, se po prehodu skozi vrsto vmesnih stopenj spremenijo v T-limfocite, odgovorne za reakcije. celično imunost. Nato T-limfociti vstopijo v kri, zapustijo timus in naselijo timusno odvisna območja perifernih organov imunogeneze. Retikuloepiteliociti timusa izločajo biološko aktivne snovi, imenovane timusni (humoralni) faktor. Te snovi vplivajo na delovanje T-limfocitov.

Timus je sestavljen iz dveh asimetričnih režnjev: levega (lobus dexter) in levega (lobus sinister). Oba deleža sta lahko zlita ali tesno povezana drug z drugim na ravni sredine. Spodnji del vsakega režnja je razširjen, zgornji pa zožen. Pogosto zgornji deli štrlijo v vratu v obliki dvokrake vilice (od tod tudi ime "timusna žleza"). Levi reženj timus je približno polovico časa daljši od desnega. V obdobju največjega razvoja (10-15 let) teža timusa doseže povprečno 37,5 g, dolžina pa 7,5-16,0 cm.

Topografija timusa (timusna žleza)

Timus se nahaja v sprednjem delu zgornjega mediastinuma, med desno in levo mediastinalno poprsnico. Položaj timusa ustreza zgornjemu interplevralnemu polju, ko so plevralne meje projicirane na sprednjo prsno steno. Zgornji del timusa se pogosto razširi v spodnje dele pretrahealnega interfascialnega prostora in leži za sternohioidnimi in sternotiroidnimi mišicami. Sprednja površina timusa je konveksna, meji na zadnjo površino manubrija in telo prsnice (do nivoja IV obalnega hrustanca). Za timusom je zgornji del perikarda, ki pokriva sprednji del začetnih delov aorte in pljučnega debla, aortni lok s svojimi vejami velika plovila, levo brahiocefalno in zgornjo votlo veno.

Zgradba timusa (timusna žleza)

Timus ima občutljivo tanko vezivno tkivno kapsulo (capsula thymi), iz katere znotraj organa, v njegovo kortikalno snov, odstopajo interlobularni septi (septa corticales), ki delijo snov timusa na lobule (lobuli thymi). Parenhim priželjca je sestavljen iz temnejše skorje (cortex thymi) in svetlejše medule (medulla thymi), ki zavzema osrednji del režnjev.

Stromo timusa predstavljajo retikularno tkivo in zvezdaste epitelijske celice z več rastmi - epitelioretikulociti timusa.

Timusni limfociti (timociti) se nahajajo v zankah mreže, ki jo tvorijo retikularne celice in retikularna vlakna, pa tudi epitelioretikulociti.

V meduli so gosta telesa timusa (corpuscula thymici, Hassallova telesca), ki jih tvorijo koncentrično locirane, močno sploščene epitelne celice.













Mehanizmi regulacije fizioloških funkcij so tradicionalno razdeljeni na živčne in humoralne, čeprav v resnici tvorijo en sam regulativni sistem, ki vzdržuje homeostazo in prilagoditveno aktivnost telesa. Ti mehanizmi imajo številne povezave tako na ravni delovanja živčnih centrov kot pri prenosu signalnih informacij do efektorskih struktur. Dovolj je reči, da pri izvajanju najpreprostejšega refleksa kot elementarnega mehanizma živčne regulacije prenos signala iz ene celice v drugo poteka prek humoralnih dejavnikov - nevrotransmiterjev. Občutljivost senzoričnih receptorjev na delovanje dražljajev in funkcionalno stanje nevronov se spreminjata pod vplivom hormonov, nevrotransmiterjev, številnih drugih biološko aktivnih snovi, pa tudi najpreprostejših metabolitov in mineralnih ionov (K+, Na+, Ca-+ , C1~). Po drugi strani pa lahko živčni sistem sproži ali popravi humoralno regulacijo. Humoralna regulacija v telesu je pod nadzorom živčnega sistema.

Humoralni mehanizmi so filogenetsko starejši, prisotni so že pri enoceličnih živalih in pridobijo veliko pestrost v večceličnih organizmih, predvsem pa pri človeku.

Živčni mehanizmi regulacije so bili oblikovani filogenetsko in se oblikujejo postopoma v človeški ontogenezi. Takšna regulacija je mogoča samo v večceličnih strukturah, ki imajo živčne celice, ki se povezujejo v živčne kroge in sestavljajo refleksne loke.

Humoralna regulacija se izvaja s širjenjem signalnih molekul v telesnih tekočinah po principu "vsi, vsi, vsi" oziroma po principu "radijske komunikacije".

Živčna regulacija se izvaja po principu "pisma z naslovom" ali "telegrafske komunikacije". Signalizacija se prenaša iz živčnih centrov do strogo določenih struktur, na primer do natančno določenih mišičnih vlaken ali njihovih skupin v določeni mišici. Samo v tem primeru so možna namenska, usklajena gibanja človeka.

Humoralna regulacija se praviloma izvaja počasneje kot živčna regulacija. Hitrost signala (akcijski potencial) v hitrih živčnih vlaknih doseže 120 m / s, medtem ko je hitrost transporta signalne molekule s pretokom krvi v arterijah približno 200-krat, v kapilarah pa tisočkrat manj.

Prihod živčnega impulza v efektorski organ skoraj v trenutku povzroči fiziološki učinek (na primer krčenje skeletne mišice). Odziv na številne hormonske signale je počasnejši. Na primer, manifestacija odziva na delovanje ščitničnih hormonov in nadledvične skorje se pojavi po več deset minutah in celo urah.

Humoralni mehanizmi so bistvenega pomena pri uravnavanju presnovnih procesov, hitrosti delitve celic, rasti in specializacije tkiv, puberteti in prilagajanju na spreminjajoče se okoljske razmere.

Živčni sistem v zdravem organizmu vpliva na vse humoralne regulacije in jih popravlja. Vendar ima živčni sistem svoje posebne funkcije. Uravnava vitalne procese, ki zahtevajo hitro reakcijo, zagotavlja zaznavanje signalov, ki prihajajo iz senzoričnih receptorjev čutil, kože in notranjih organov. Uravnava tonus in kontrakcije skeletnih mišic, ki zagotavljajo vzdrževanje drže in gibanje telesa v prostoru. Živčni sistem zagotavlja manifestacijo duševnih funkcij, kot so občutki, čustva, motivacija, spomin, mišljenje, zavest, uravnava vedenjske reakcije, katerih cilj je doseči koristen prilagoditveni rezultat.

Humoralno regulacijo delimo na endokrino in lokalno. Endokrina regulacija se izvaja zaradi delovanja endokrinih žlez (endokrinih žlez), ki so specializirani organi, ki izločajo hormone.

Posebna značilnost lokalne humoralne regulacije je, da biološko aktivne snovi, ki jih proizvaja celica, ne vstopijo v krvni obtok, ampak delujejo na celico, ki jih proizvaja, in njeno neposredno okolje, ki se širi skozi medcelično tekočino zaradi difuzije. Takšno regulacijo delimo na regulacijo metabolizma v celici zaradi metabolitov, avtokrinijo, parakrinijo, jukstakrinijo, interakcije preko medceličnih stikov. Celične in znotrajcelične membrane igrajo pomembno vlogo pri vsej humoralni regulaciji, ki vključuje specifične signalne molekule.

Povezane informacije:

Iskanje po spletnem mestu:

(Iz latinske besede humor - "tekočina") se izvaja zaradi snovi, ki se sproščajo v notranje okolje telesa (limfa, kri, tkivna tekočina). To je starejši, v primerjavi z živčnim, regulacijski sistem.

Primeri humoralne regulacije:

  • adrenalin (hormon)
  • histamin (tkivni hormon)
  • ogljikov dioksid v visoka koncentracija(nastane med aktivnim fizičnim delom)
  • povzroči lokalno širjenje kapilar, na to mesto priteče več krvi
  • vzdraži dihalni center medule oblongate, dihanje se okrepi

Primerjava živčne in humoralne regulacije

  • Po hitrosti dela:živčna regulacija je veliko hitrejša: snovi se premikajo skupaj s krvjo (ukrep se pojavi po 30 sekundah), živčni impulzi gredo skoraj v trenutku (desetinke sekunde).
  • Po trajanju dela: humoralna regulacija lahko deluje veliko dlje (dokler je snov v krvi), živčni impulz deluje kratek čas.
  • V smislu vpliva: humoralna regulacija deluje v večjem obsegu, tk.

    Humoralna regulacija

    kemikalije se s krvjo prenašajo po telesu, živčna regulacija deluje natančno - na en organ ali del organa.

Tako je koristno uporabiti živčno regulacijo za hitro in natančno regulacijo, humoralno regulacijo pa za dolgotrajno in obsežno regulacijo.

Razmerježivčna in humoralna regulacija: kemikalije delujejo na vse organe, vključno z živčevjem; živci gredo do vseh organov, vključno z endokrinimi žlezami.

usklajevanježivčno in humoralno regulacijo izvaja hipotalamo-hipofizni sistem, zato lahko govorimo o enotni nevrohumoralni regulaciji telesnih funkcij.

Glavni del. Hipotalamo-hipofizni sistem je najvišje središče nevrohumoralne regulacije

Uvod.

Hipotalamo-hipofizni sistem je najvišje središče nevrohumoralne regulacije telesa. Zlasti hipotalamični nevroni imajo edinstvene lastnosti - izločajo hormone kot odziv na PD in ustvarjajo PD (podobno kot PD, ko pride do vzbujanja in se širi) kot odgovor na izločanje hormonov, to pomeni, da imajo lastnosti tako sekretornih kot živčnih celic. To določa povezavo živčnega sistema z endokrinim sistemom.

Iz tečaja morfologije in praktičnih vaj iz fiziologije se dobro zavedamo lokacije hipofize in hipotalamusa ter njune tesne medsebojne povezanosti. Zato se ne bomo zadrževali na anatomski organizaciji te strukture in prešli naravnost na funkcionalno organizacijo.

Glavni del

Glavna žleza notranjega izločanja je hipofiza - žleza žlez, prevodnik humoralne regulacije v telesu. Hipofiza je razdeljena na 3 anatomske in funkcionalne dele:

1. Sprednji reženj ali adenohipofiza - sestoji predvsem iz sekretornih celic, ki izločajo tropske hormone. Delo teh celic uravnava delo hipotalamusa.

2. Posteriorni reženj ali nevrohipofiza - sestoji iz aksonov živčnih celic hipotalamusa in krvnih žil.

3. Ti režnji sta ločeni z vmesnim režnjem hipofize, ki je pri človeku zmanjšan, a kljub temu sposoben proizvajati hormon intermedin (melanocite stimulirajoči hormon). Ta hormon se pri ljudeh sprošča kot odziv na intenzivno svetlobno stimulacijo mrežnice in aktivira celice črnega pigmentnega sloja v očesu ter ščiti mrežnico pred poškodbami.

Celotno hipofizo uravnava hipotalamus. Adenohipofiza je podvržena delovanju tropskih hormonov, ki jih izloča hipofiza - sproščajočih in inhibitornih faktorjev v eni nomenklaturi ali liberinov in statinov v drugi. Liberini ali sproščajoči faktorji - stimulirajo, statini ali inhibitorni faktorji pa zavirajo nastajanje ustreznega hormona v adenohipofizi. Ti hormoni vstopajo v sprednjo hipofizo skozi portalne žile. V predelu hipotalamusa se okoli teh kapilar oblikuje nevronska mreža, ki jo tvorijo izrastki živčnih celic, ki tvorijo nevrokapilarne sinapse na kapilarah. Odtok krvi iz teh žil gre naravnost v adenohipofizo in s seboj prenaša hormone hipotalamusa. Nevrohipofiza ima neposredno nevronsko povezavo z jedri hipotalamusa, vzdolž aksonov živčnih celic katerih se hormoni prenašajo v zadnji reženj hipofize. Tam so shranjeni v razširjenih končičih aksonov in od tam vstopijo v krvni obtok, ko AP ustvarijo ustrezni nevroni hipotalamusa.

Kar zadeva regulacijo dela zadnje hipofize, je treba povedati, da se hormoni, ki jih izloča, proizvajajo v supraoptičnih in paraventrikularnih jedrih hipotalamusa in se transportirajo v nevrohipofizo z aksonskim transportom v transportnih granulah.

Pomemben je tudi podatek, da se odvisnost hipofize od hipotalamusa dokaže s presaditvijo hipofize na vrat. V tem primeru preneha izločati tropske hormone.

Zdaj pa se pogovorimo o hormonih, ki jih izloča hipofiza.

nevrohipofiza proizvaja le 2 hormona oksitocin in ADH (antidiuretični hormon) ali vazopresin (boljši od ADH, ker to ime bolje odraža delovanje hormona). Oba hormona se sintetizirata v supraoptičnem in paraventrikularnem jedru, vendar vsak nevron sintetizira samo en hormon.

ADG- tarčni organ so ledvice (v zelo visokih koncentracijah vpliva na ožilje, zvišuje krvni tlak in ga znižuje v portalnem sistemu jeter; pomemben je pri veliki izgubi krvi), z izločanjem ADH, zbirnih kanalčkov Ledvice postanejo prepustne za vodo, kar poveča reabsorpcijo, z odsotnostjo pa je reabsorpcija minimalna in praktično odsotna. Alkohol zmanjša nastajanje ADH, zaradi česar se poveča diureza, pride do izgube vode, od tod tako imenovani sindrom mačka (ali v navadnem ljudstvu - suha zemlja). Lahko tudi rečemo, da je v pogojih hiperosmolarnosti (ko je koncentracija soli v krvi visoka) stimulirana proizvodnja ADH, ki zagotavlja minimalno izgubo vode (tvori se koncentrirani urin). Nasprotno pa v pogojih hipoosmolarnosti ADH poveča diurezo (tvori se razredčen urin). Zato lahko govorimo o prisotnosti osmo- in baroreceptorjev, ki nadzorujejo osmotski tlak in krvni tlak (arter.tlak). Osmoreceptorji se verjetno nahajajo v samem hipotalamusu, nevrohipofizi in portalnih žilah jeter. Baroreceptorje najdemo v karotidni arteriji in aortnem bulbusu ter v torakalni predel in v atriju, kjer je pritisk minimalen. Uravnavajte krvni tlak v vodoravnem in navpičnem položaju.

Patologija. V primeru kršitve izločanja ADH se razvije diabetes insipidus - veliko uriniranje in urin ni sladkega okusa. Prej so res poskusili urin in postavili diagnozo: če je sladek, je sladkorna bolezen, če ne, pa diabetes insipidus.

Oksitocin- tarčni organi - miometrij in mioepitelij mlečne žleze.

1. Mioepitelij mlečne žleze: po porodu se mleko začne izločati v 24 urah. Bradavičke prsi so med sesanjem močno razdražene. Draženje gre v možgane, kjer se spodbudi sproščanje oksitocina, ki vpliva na mioepitelij mlečne žleze. To je mišični epitelij, ki se nahaja paraalveolarno in med kontrakcijo iztiska mleko iz mlečne žleze. Dojenje se v prisotnosti otroka ustavi počasneje kot v njegovi odsotnosti.

2. Miometrij: ob draženju materničnega vratu in nožnice se spodbudi nastajanje oksitocina, ki povzroči krčenje miometrija in potiska plod do materničnega vratu, iz katerega mehanoreceptorjev pride draženje ponovno v možgane in spodbudi še večjo tvorbo oksitocin. Ta proces v meji gre v porod.

Zanimiv podatek je, da se oksitocin sprošča tudi pri moških, vendar njegova vloga ni jasna. Morda stimulira mišico, ki dvigne testis med ejakulacijo.

Adenohipofiza. Naj takoj izpostavimo patološki trenutek v filogenezi adenohipofize. V embriogenezi se položi v predel primarne ustne votline, nadomestek pa se premakne v turško sedlo. To lahko povzroči, da delci ostanejo na poti potovanja. živčnega tkiva, ki se tekom življenja lahko začne razvijati kot ektoderm in povzroči tumorske procese v predelu glave. Sama adenohipofiza ima izvor žleznega epitelija (odraža se v naslovu).

Adenohipofiza izloča 6 hormonov(odraža se v tabeli).

Glandotropni hormoni so hormoni, katerih ciljni organi so endokrine žleze. Izločanje teh hormonov spodbuja delovanje žlez.

Gonadotropni hormoni- hormoni, ki spodbujajo delovanje spolnih žlez (spolnih organov). FSH stimulira zorenje jajčnih foliklov pri ženskah in zorenje semenčic pri moških. In LH (lutein - pigment, ki spada v skupino karotenoidov, ki vsebujejo kisik - ksantofili; ksantos - rumen) pri ženskah povzroči ovulacijo in nastanek rumenega telesca, pri moških pa spodbuja sintezo testosterona v intersticijskih Leydigovih celicah.

Učinkoviti hormoni- vplivajo na celoten organizem kot celoto ali njegove sisteme. Prolaktin ki sodeluje pri laktaciji, so verjetno prisotne tudi druge funkcije, vendar pri ljudeh niso znane.

izločanje rastni hormon povzročajo naslednji dejavniki: hipoglikemija na tešče, nekatere vrste stresa, fizično delo. Hormon se sprošča med globokim spanjem, poleg tega pa hipofiza ob odsotnosti stimulacije občasno izloča velike količine tega hormona. Rast hormona posredno upočasni, kar povzroči nastanek jetrnih hormonov - somatomedini. Vplivajo na kostno in hrustančno tkivo, prispevajo k absorpciji anorganskih ionov. Glavna je somatomedin C, ki spodbuja sintezo beljakovin v vseh celicah telesa. Hormon neposredno vpliva na metabolizem, mobilizira maščobne kisline iz maščobnih rezerv in spodbuja vstop dodatnega energijskega materiala v kri. Dekleta opozarjam na dejstvo, da se spodbuja proizvodnja somatotropina telesna aktivnost, somatotropin pa ima lipomobilizacijski učinek. Na presnovo ogljikovih hidratov ima GH dva nasprotna učinka. Eno uro po dajanju rastnega hormona koncentracija glukoze v krvi močno pade (insulinu podobno delovanje somatomedina C), nato pa začne koncentracija glukoze naraščati kot posledica neposrednega delovanja GH na maščobno tkivo in glikogen. Hkrati zavira privzem glukoze v celice. Tako obstaja diabetogeni učinek. Hipofunkcija povzroča normalno pritlikavost, hiperfunkcijo gigantizem pri otrocih in akromegalijo pri odraslih.

Regulacija izločanja hormonov s strani hipofize je, kot se je izkazalo, bolj zapletena, kot je bilo pričakovano. Prej je veljalo, da ima vsak hormon svoj liberin in statin.

Izkazalo pa se je, da izločanje nekaterih hormonov spodbuja le liberin, izločanje drugih dveh pa le liberin (glej tabelo 17.2).

Hipotalamični hormoni se sintetizirajo s pojavom AP na nevronih jeder. Najmočnejši AP prihajajo iz srednjih možganov in limbičnega sistema, zlasti hipokampusa in amigdale, prek noradrenergičnih, adrenergičnih in serotonergičnih nevronov. To vam omogoča integracijo zunanjih in notranjih vplivov ter čustvenega stanja z nevroendokrino regulacijo.

Zaključek

Ostaja samo reči, da bi moral tako zapleten sistem delovati kot ura. In najmanjša napaka lahko povzroči motnje v celotnem telesu. Ni zaman, da pravijo: "Vse bolezni so iz živcev."

Reference

1. ur. Schmidt, Človeška fiziologija, 2. zvezek, str.389

2. Kositsky, Človeška fiziologija, str.183

mybiblioteka.su - 2015-2018. (0,097 s)

Humoralni mehanizmi regulacije fizioloških funkcij telesa

V procesu evolucije so se prvi oblikovali humoralni mehanizmi regulacije. Nastali so na stopnji, ko sta se pojavila kri in krvni obtok. Humorna regulacija (iz latinščine humor- tekočina), to je mehanizem za usklajevanje vitalnih procesov telesa, ki se izvajajo skozi tekoče medije - kri, limfo, medcelično tekočino in citoplazmo celice s pomočjo biološko aktivnih snovi. Hormoni igrajo pomembno vlogo pri humoralni regulaciji. Pri visoko razvitih živalih in ljudeh je humoralna regulacija podrejena živčni regulaciji, skupaj s katero tvorijo enoten sistem nevrohumoralne regulacije, ki zagotavlja normalno delovanje telesa.

Telesne tekočine so:

- ekstravaskularna (znotrajcelična in intersticijska tekočina);

- intravaskularno (kri in limfa)

- specializirani (cerebrospinalna tekočina - cerebrospinalna tekočina v prekatih možganov, sinovialna tekočina - mazanje sklepnih vrečk, tekoči mediji zrkla in notranjega ušesa).

Pod nadzorom hormonov so vsi osnovni življenjski procesi, vse stopnje individualnega razvoja, vse vrste celičnega metabolizma.

Pri humoralni regulaciji sodelujejo naslednje biološko aktivne snovi:

- vitamini, aminokisline, elektroliti itd., ki prihajajo s hrano;

- hormoni, ki jih proizvajajo endokrine žleze;

- nastane v procesu presnove CO2, aminov in mediatorjev;

- tkivne snovi - prostaglandini, kinini, peptidi.

Hormoni. Najpomembnejši specializirani kemični regulatorji so hormoni. Proizvajajo se v endokrinih žlezah (endokrine žleze, iz grš. endo- znotraj krino- poudarek).

Endokrine žleze so dveh vrst:

- z mešano funkcijo - notranje in zunanje izločanje, v to skupino spadajo spolne žleze (gonade) in trebušna slinavka;

- s funkcijo organov samo notranjega izločanja so v to skupino hipofiza, epifiza, nadledvična žleza, ščitnica in obščitnice.

Prenos informacij in uravnavanje aktivnosti telesa izvaja centralni živčni sistem s pomočjo hormonov. Centralni živčni sistem vpliva na žleze z notranjim izločanjem preko hipotalamusa, v katerem so regulacijski centri in posebni nevroni, ki proizvajajo hormonske mediatorje - sproščajoče hormone, s pomočjo katerih se delovanje glavnih endokrina žleza- hipofiza. Nastala optimalna koncentracija hormonov v krvi se imenuje hormonsko stanje .

Hormoni nastajajo v sekretornih celicah. Shranjeni so v granulah znotrajceličnih organelov, ki so od citoplazme ločeni z membrano. Glede na kemijsko strukturo ločimo beljakovinske (derivati ​​proteinov, polipeptidi), aminske (derivati ​​aminokislin) in steroidne (derivati ​​holesterola) hormone.

Glede na funkcionalno osnovo ločimo hormone:

- efektor- delujejo neposredno na tarčne organe;

- tropski- nastajajo v hipofizi in spodbujajo sintezo in sproščanje efektorskih hormonov;

sproščanje hormonov (liberini in statini), izločajo jih neposredno celice hipotalamusa in uravnavajo sintezo in izločanje tropnih hormonov. Preko sproščajočih hormonov komunicirajo med endokrinim in centralnim živčnim sistemom.

Vsi hormoni imajo naslednje lastnosti:

- stroga specifičnost delovanja (povezana je s prisotnostjo v tarčnih organih zelo specifičnih receptorjev, posebnih beljakovin, na katere se vežejo hormoni);

- oddaljenost delovanja (tarčni organi so daleč od mesta nastajanja hormonov)

Mehanizem delovanja hormonov. Temelji na: stimulaciji ali inhibiciji katalitične aktivnosti encimov; spremembe v prepustnosti celičnih membran. Obstajajo trije mehanizmi: membranski, membransko-znotrajcelični, znotrajcelični (citosolni).

Membrana- skrbi za vezavo hormonov na celično membrano in na mestu vezave spremeni njeno prepustnost za glukozo, aminokisline in nekatere ione. Na primer, hormon trebušne slinavke insulin poveča transport glukoze skozi membrane jetrnih in mišičnih celic, kjer se glukagon sintetizira iz glukoze (slika **)

Membransko-znotrajcelično. Hormoni ne prodrejo v celico, ampak vplivajo na izmenjavo prek znotrajceličnih kemičnih mediatorjev. Ta učinek imajo proteinsko-peptidni hormoni in derivati ​​aminokislin. Ciklični nukleotidi delujejo kot znotrajcelični kemični mediatorji: ciklični 3',5'-adenozin monofosfat (cAMP) in ciklični 3',5'-gvanozin monofosfat (cGMP), pa tudi prostaglandini in kalcijevi ioni (slika **).

Hormoni vplivajo na tvorbo cikličnih nukleotidov preko encimov adenilat ciklaze (za cAMP) in gvanilat ciklaze (za cGMP). Adelilat ciklaza je vgrajena v celično membrano in je sestavljena iz 3 delov: receptor (R), konjugacijski (N), katalitični (C).

Receptorski del vključuje sklop membranskih receptorjev, ki se nahajajo na zunanji površini membrane. Katalitični del je encimski protein, tj. sama adenilat ciklaza, ki pretvori ATP v cAMP. Mehanizem delovanja adenilat ciklaze je naslednji. Ko se hormon veže na receptor, nastane kompleks hormon-receptor, nato nastane kompleks N-protein-GTP (gvanozin trifosfat), ki aktivira katalitični del adenilat ciklaze. Konjugacijski del predstavlja poseben N-protein, ki se nahaja v lipidni plasti membrane. Aktivacija adenilat ciklaze vodi do tvorbe cAMP znotraj celice iz ATP.

Pod delovanjem cAMP in cGMP se aktivirajo proteinske kinaze, ki so v citoplazmi celice v neaktivnem stanju (slika **)

Po drugi strani pa aktivirane proteinske kinaze aktivirajo znotrajcelične encime, ki delujejo na DNA in so vključeni v procese transkripcije genov in sintezo potrebnih encimov.

Znotrajcelični (citosolni) mehanizem delovanje je značilno za steroidne hormone, ki imajo manjšo molekulsko velikost kot proteinski hormoni. Po fizikalno-kemijskih lastnostih sodijo med lipofilne snovi, kar jim omogoča, da zlahka prodrejo v lipidno plast plazemske membrane.

Ko prodre v celico, steroidni hormon interagira s specifičnim receptorskim proteinom (R), ki se nahaja v citoplazmi, in tvori kompleks hormon-receptor (GRa). Ta kompleks v citoplazmi celice se aktivira in prodre skozi jedrsko membrano do kromosomov jedra in z njimi komunicira. V tem primeru pride do aktivacije genov, ki jo spremlja tvorba RNA, kar vodi do povečane sinteze ustreznih encimov. V tem primeru receptorski protein služi kot posrednik pri delovanju hormona, vendar te lastnosti pridobi šele po kombinaciji s hormonom.

Poleg neposrednega vpliva na encimske sisteme tkiv se lahko delovanje hormonov na strukturo in funkcije telesa izvaja na bolj zapletene načine s sodelovanjem živčnega sistema.

Humoralna regulacija in življenjski procesi

V tem primeru hormoni delujejo na interoreceptorje (kemoreceptorje), ki se nahajajo v stenah krvnih žil. Draženje kemoreceptorjev je začetek refleksne reakcije, ki spremeni funkcionalno stanje živčnih centrov.

Fiziološko delovanje hormonov je zelo raznoliko. Imajo izrazit vpliv na presnovo, diferenciacijo tkiv in organov, rast in razvoj. Hormoni sodelujejo pri regulaciji in integraciji številnih telesnih funkcij, ga prilagajajo spreminjajočim se razmeram notranjega in zunanjega okolja ter vzdržujejo homeostazo.

človeška biologija

Učbenik za 8. razred

Humoralna regulacija

V človeškem telesu nenehno potekajo različni procesi za vzdrževanje življenja. Torej v obdobju budnosti vsi organski sistemi delujejo hkrati: oseba se giblje, diha, kri teče skozi njegove žile, v želodcu in črevesju potekajo prebavni procesi, izvaja se termoregulacija itd. Človek zaznava vse spremembe, ki se dogajajo v okolju, reagira nanje. Vse te procese uravnavajo in nadzirajo živčni sistem in žleze endokrinega aparata.

Humoralna regulacija (iz latinščine "humor" - tekočina) - oblika regulacije telesne dejavnosti, ki je lastna vsem živim bitjem, se izvaja s pomočjo biološko aktivnih snovi - hormonov (iz grščine "gormao" - vznemirja), ki jih proizvajajo posebne žleze. Imenujejo se žleze z notranjim izločanjem ali žleze z notranjim izločanjem (iz grščine "endon" - znotraj, "krineo" - izločati). Hormoni, ki jih izločajo, vstopijo neposredno v tkivno tekočino in v kri. Kri prenaša te snovi po telesu. Ko pridejo v organe in tkiva, imajo hormoni določen učinek nanje, na primer vplivajo na rast tkiva, ritem krčenja srčne mišice, povzročijo zoženje lumena krvnih žil itd.

Hormoni vplivajo na strogo določene celice, tkiva ali organe. So zelo aktivni, delujejo celo v zanemarljivih količinah. Vendar pa se hormoni hitro uničijo, zato morajo po potrebi vstopiti v kri ali tkivno tekočino.

Običajno so endokrine žleze majhne: od frakcij grama do nekaj gramov.

Najpomembnejša endokrina žleza je hipofiza, ki se nahaja pod možgansko bazo v posebni vdolbini lobanje - turškem sedlu in je z možgani povezana s tanko nogo. Hipofiza je razdeljena na tri režnje: sprednji, srednji in zadnji. Hormoni nastajajo v sprednjem in srednjem režnju, ki, ko vstopijo v krvni obtok, dosežejo druge endokrine žleze in nadzorujejo njihovo delo. Dva hormona, ki nastajata v nevronih diencefalona, ​​vstopata v zadnji reženj hipofize vzdolž peclja. Eden od teh hormonov uravnava količino proizvedenega urina, drugi pa povečuje krčenje gladkih mišic in igra zelo pomembno vlogo v procesu poroda.

Ščitnica se nahaja na vratu pred grlom. Proizvaja številne hormone, ki sodelujejo pri uravnavanju rastnih procesov, razvoju tkiv. Povečajo intenzivnost metabolizma, raven porabe kisika v organih in tkivih.

Obščitnične žleze se nahajajo na zadnji površini ščitnice. Te žleze so štiri, zelo majhne so, totalna teža so le 0,1-0,13 g.Hormon teh žlez uravnava vsebnost kalcijevih in fosforjevih soli v krvi, s pomanjkanjem tega hormona je motena rast kosti in zob, poveča se razdražljivost živčnega sistema.

Parne nadledvične žleze se nahajajo, kot pove njihovo ime, nad ledvicami. Izločajo več hormonov, ki uravnavajo presnovo ogljikovih hidratov, maščob, vplivajo na vsebnost natrija in kalija v telesu ter uravnavajo delovanje srčno-žilnega sistema.

Sproščanje nadledvičnih hormonov je še posebej pomembno v primerih, ko je telo prisiljeno delati v pogojih duševnega in fizična napetost, tj. pod stresom: ti hormoni povečajo mišično delo, povečajo glukozo v krvi (za zagotovitev povečane porabe energije možganov), povečajo pretok krvi v možganih in drugih vitalnih organih, povečajo sistemski krvni tlak, povečajo srčno aktivnost.

Nekatere žleze v našem telesu opravljajo dvojno funkcijo, to je, da delujejo hkrati kot žleze notranjega in zunanjega – mešanega – izločanja. To so na primer spolne žleze in trebušna slinavka. Trebušna slinavka izloča prebavni sok, ki vstopi v dvanajstnik; hkrati pa njene posamezne celice delujejo kot endokrine žleze, ki proizvajajo hormon inzulin, ki uravnava presnovo ogljikovih hidratov v telesu. Med prebavo se ogljikovi hidrati razgradijo v glukozo, ki se iz črevesja absorbira v krvne žile. Zmanjšanje proizvodnje insulina vodi v dejstvo, da večina glukoze ne more prodreti iz krvnih žil naprej v tkiva organov. Zaradi tega ostanejo celice različnih tkiv brez najpomembnejšega vira energije – glukoze, ki se na koncu iz telesa izloči z urinom. Ta bolezen se imenuje sladkorna bolezen. Kaj se zgodi, ko trebušna slinavka proizvede preveč insulina? Glukozo zelo hitro porabijo različna tkiva, predvsem mišice, in vsebnost sladkorja v krvi pade na nevarno raven. nizka stopnja. Zaradi tega možganom primanjkuje "goriva", oseba pade v tako imenovani insulinski šok in izgubi zavest. V tem primeru je potrebno hitro vnesti glukozo v kri.

Spolne žleze tvorijo spolne celice in proizvajajo hormone, ki uravnavajo rast in zorenje telesa, nastanek sekundarnih spolnih značilnosti. Pri moških je to rast brkov in brade, hrapavost glasu, sprememba postave, pri ženskah - visok glas, okroglost telesnih oblik. Spolni hormoni določajo razvoj spolnih organov, zorenje zarodnih celic, pri ženskah nadzorujejo faze spolnega cikla, potek nosečnosti.

Struktura ščitnice

Ščitnica je eden najpomembnejših organov notranjega izločanja. Opis ščitnice je leta 1543 podal A. Vesalius, ime pa je dobila več kot stoletje kasneje - leta 1656.

Sodobne znanstvene predstave o ščitnici so se začele oblikovati konec 19. stoletja, ko je švicarski kirurg T. Kocher leta 1883 opisal znake duševne zaostalosti (kretenizma) pri otroku, ki so se razvili po odstranitvi tega organa.

Leta 1896 je A. Bauman ugotovil visoko vsebnost joda v železu in opozoril raziskovalce na dejstvo, da so že stari Kitajci uspešno zdravili kretenizem s pepelom morskih spužev, ki vsebujejo veliko joda. Ščitnica je bila prvič eksperimentalno raziskana leta 1927. Devet let kasneje je bil oblikovan koncept njene intrasekretorne funkcije.

Zdaj je znano, da je ščitnica sestavljena iz dveh režnjev, ki sta povezana z ozko ožino. Otho je največja endokrina žleza. Pri odrasli osebi je njegova masa 25-60 g; nahaja se spredaj in ob straneh grla. Tkivo žleze je sestavljeno predvsem iz številnih celic - tirocitov, ki se združujejo v folikle (vezikle). Votlina vsakega takega vezikla je napolnjena s produktom aktivnosti tirocitov - koloidom. Krvne žile mejijo na mešičke od zunaj, od koder izhodiščne snovi za sintezo hormonov vstopajo v celice. Koloid je tisti, ki telesu omogoča, da nekaj časa zdrži brez joda, ki običajno prihaja z vodo, hrano in vdihanim zrakom. Vendar pa je pri dolgotrajnem pomanjkanju joda proizvodnja hormonov motena.

Glavni hormonski izdelekščitnica - tiroksin. Drug hormon, trijodtiranij, proizvaja ščitnica le v majhnih količinah. Nastane predvsem iz tiroksina po odstranitvi enega atoma joda iz njega. Ta proces poteka v številnih tkivih (zlasti v jetrih) in ima pomembno vlogo pri vzdrževanju hormonskega ravnovesja telesa, saj je trijodotironin veliko bolj aktiven kot tiroksin.

Bolezni, povezane z oslabljenim delovanjem ščitnice, se lahko pojavijo ne samo s spremembami v sami žlezi, ampak tudi s pomanjkanjem joda v telesu, pa tudi z boleznimi sprednjega režnja hipofize itd.

Z zmanjšanjem delovanja (hipofunkcije) ščitnice v otroštvu se razvije kretenizem, za katerega je značilna zaviranje razvoja vseh telesnih sistemov, nizka rast in demenca. Pri odraslih s pomanjkanjem ščitničnih hormonov se pojavi miksedem, pri katerem opazimo edem, demenco, zmanjšano imunost in šibkost. Ta bolezen se dobro odziva na zdravljenje s pripravki ščitničnih hormonov. S povečanim nastajanjem ščitničnih hormonov se pojavi Gravesova bolezen, pri kateri se močno povečajo razdražljivost, metabolizem, srčni utrip, pojavijo se izbuljene oči (eksoftalmus) in pride do hujšanja. Na tistih geografskih območjih, kjer voda vsebuje malo joda (običajno v gorah), ima prebivalstvo pogosto golšo - bolezen, pri kateri se izločajoče tkivo ščitnice poveča, vendar ne more sintetizirati potrebne količine joda. polnopravni hormoni. Na takih območjih je treba povečati porabo joda s strani prebivalstva, kar je mogoče zagotoviti na primer z uporabo kuhinjske soli z obveznimi majhnimi dodatki natrijevega jodida.

Rastni hormon

Prvič je leta 1921 skupina ameriških znanstvenikov podala domnevo o sproščanju specifičnega rastnega hormona s strani hipofize. V poskusu jim je uspelo spodbuditi rast podgan na dvakratno normalno velikost z dnevnim dajanjem izvlečka hipofize. IN čista oblika Rastni hormon so izolirali šele v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja, najprej iz hipofize bika, nato pa še iz konja in človeka. Ta hormon ne vpliva na posamezno žlezo, ampak na celotno telo.

Človeška višina je spremenljiva vrednost: narašča do 18-23 let, ostane nespremenjena do približno 50 let, nato pa se zmanjša za 1-2 cm vsakih 10 let.

Poleg tega se stopnje rasti razlikujejo od osebe do osebe. Za "pogojno osebo" (takšen izraz je sprejela Svetovna zdravstvena organizacija pri določanju različnih življenjskih parametrov) je povprečna višina 160 cm za ženske in 170 cm za moške. Toda oseba pod 140 cm ali nad 195 cm že velja za zelo nizko ali zelo visoko.

S pomanjkanjem rastnega hormona pri otrocih se razvije hipofizna pritlikavost, s presežkom pa hipofizni gigantizem. Najvišji hipofizni velikan, katerega višina je bila natančno izmerjena, je bil Američan R. Wadlow (272 cm).

Če pri odraslem opazimo presežek tega hormona, ko se normalna rast že ustavi, se pojavi akromegalija, pri kateri rastejo nos, ustnice, prsti na rokah in nogah ter nekateri drugi deli telesa.

Preizkusite svoje znanje

  1. Kaj je bistvo humoralne regulacije procesov, ki se pojavljajo v telesu?
  2. Katere žleze so endokrine žleze?
  3. Kakšne so funkcije nadledvičnih žlez?
  4. Naštejte glavne lastnosti hormonov.
  5. Kakšna je funkcija ščitnice?
  6. Katere žleze z mešanim izločanjem poznate?
  7. Kam gredo hormoni, ki jih izločajo endokrine žleze?
  8. Kakšna je funkcija trebušne slinavke?
  9. Naštejte funkcije obščitničnih žlez.

pomisli

Kaj lahko privede do pomanjkanja hormonov, ki jih izloča telo?

Smer procesa v humoralni regulaciji

Endokrine žleze izločajo hormone neposredno v kri – biolo! ic učinkovine. Hormoni uravnavajo presnovo, rast, razvoj telesa in delovanje njegovih organov.

Živčna in humoralna regulacija

Živčna regulacija poteka s pomočjo električnih impulzov, ki gredo skozi živčne celice. V primerjavi s humoralnim

  • gre hitreje
  • bolj natančno
  • zahteva veliko energije
  • evolucijsko bolj mladi.

Humoralna regulacija vitalni procesi (iz latinske besede humor - "tekočina") se izvajajo zaradi snovi, ki se sproščajo v notranje okolje telesa (limfa, kri, tkivna tekočina).

Humoralno regulacijo lahko izvajamo s pomočjo:

  • hormoni- biološko aktivne (delujejo v zelo majhni koncentraciji) snovi, ki jih v kri izločajo endokrine žleze;
  • druge snovi. Na primer ogljikov dioksid
  • povzroči lokalno širjenje kapilar, več krvi teče na to mesto;
  • vzdraži dihalni center medule oblongate, dihanje se okrepi.

Vse žleze v telesu so razdeljene v 3 skupine

1) Endokrine žleze ( endokrine) nimajo izločevalnih kanalov in izločajo svoje skrivnosti neposredno v kri. Imenujejo se skrivnosti endokrinih žlez hormoni, imajo biološko aktivnost (delujejo v mikroskopski koncentraciji). Na primer: ščitnica, hipofiza, nadledvične žleze.

2) Žleze zunanjega izločanja imajo izločevalne kanale in izločajo svoje skrivnosti NE v kri, temveč v katero koli votlino ali na površino telesa. na primer jetra, solzni, slinasti, pot.

3) Žleze mešanega izločanja izvajajo notranje in zunanje izločanje. Na primer

  • trebušna slinavka izloča inzulin in glukagon v kri, in ne v kri (v dvanajstniku) - pankreatični sok;
  • genitalnižleze izločajo spolne hormone v kri in ne v kri – zarodne celice.

VEČ INFORMACIJ: Humoralna regulacija, Vrste žlez, Vrste hormonov, čas in mehanizmi njihovega delovanja, Vzdrževanje koncentracije glukoze v krvi
NALOGE 2. DEL: Živčna in humoralna regulacija

Testi in naloge

Vzpostavite korespondenco med organom (organskim oddelkom), ki sodeluje pri uravnavanju življenja človeškega telesa, in sistemom, ki mu pripada: 1) živčni, 2) endokrini.
A) most
B) hipofiza
B) trebušna slinavka
D) hrbtenjača
D) mali možgani

Določite zaporedje, v katerem se humoralna regulacija dihanja izvaja med mišičnim delom v človeškem telesu.
1) kopičenje ogljikovega dioksida v tkivih in krvi
2) vzbujanje dihalnega centra v podolgovati meduli
3) prenos impulzov na medrebrne mišice in diafragmo
4) krepitev oksidativnih procesov med aktivnim mišičnim delom
5) vdih in pretok zraka v pljuča

Vzpostavite ujemanje med procesom, ki se pojavi med človeškim dihanjem, in načinom njegove regulacije: 1) humoralno, 2) živčno
A) vzbujanje nazofaringealnih receptorjev s prašnimi delci
B) upočasnitev dihanja pri potopitvi v hladno vodo
C) sprememba ritma dihanja s presežkom ogljikovega dioksida v prostoru
D) odpoved dihanja pri kašljanju
D) sprememba ritma dihanja z zmanjšanjem vsebnosti ogljikovega dioksida v krvi

1. Vzpostavite ujemanje med značilnostmi žleze in vrsto, ki ji pripada: 1) notranje izločanje, 2) zunanje izločanje. Zapiši številki 1 in 2 v pravilnem vrstnem redu.
A) imajo izločevalne kanale
B) proizvajajo hormone
C) zagotavljajo regulacijo vseh vitalnih funkcij telesa
D) izločajo encime v želodec
D) izločevalni kanali gredo na površino telesa
E) proizvedene snovi se sprostijo v kri

2. Vzpostavite ujemanje med značilnostmi žlez in njihovo vrsto: 1) zunanje izločanje, 2) notranje izločanje.

Humoralna regulacija telesa

Zapiši številki 1 in 2 v pravilnem vrstnem redu.
A) proizvajajo prebavne encime
B) izločajo v telesno votlino
B) izločajo kemično aktivne snovi – hormone
D) sodelujejo pri uravnavanju vitalnih procesov v telesu
D) imajo izločevalne kanale

Vzpostavite ujemanje med žlezami in njihovimi vrstami: 1) zunanje izločanje, 2) notranje izločanje. Zapiši številki 1 in 2 v pravilnem vrstnem redu.
A) epifiza
B) hipofiza
B) nadledvična žleza
D) slinavke
D) jetra
E) celice trebušne slinavke, ki proizvajajo tripsin

Vzpostavite ujemanje med primerom regulacije dela srca in vrsto regulacije: 1) humoralno, 2) živčno
A) povečan srčni utrip pod vplivom adrenalina
B) spremembe v delovanju srca pod vplivom kalijevih ionov
C) spremembe srčnega utripa pod vplivom avtonomnega sistema
D) oslabitev delovanja srca pod vplivom parasimpatičnega sistema

Vzpostavite ujemanje med žlezo v človeškem telesu in njeno vrsto: 1) notranje izločanje, 2) zunanje izločanje
A) mlečni izdelki
B) ščitnica
B) jetra
D) znoj
D) hipofiza
E) nadledvične žleze

1. Vzpostavite ujemanje med znakom regulacije funkcij v človeškem telesu in njegovim tipom: 1) živčnim, 2) humoralnim. Zapiši številki 1 in 2 v pravilnem vrstnem redu.
A) se v organe prenaša s krvjo
B) visoka hitrost odziva
B) je starejše
D) se izvaja s pomočjo hormonov
D) je povezana z aktivnostjo endokrinega sistema

2. Vzpostavite ujemanje med značilnostmi in vrstami regulacije telesnih funkcij: 1) živčno, 2) humoralno. Zapišite številki 1 in 2 v vrstnem redu, ki ustreza črkam.
A) se vklopi počasi in traja dolgo časa
B) signal se širi po strukturah refleksnega loka
B) poteka z delovanjem hormona
D) signal se širi s krvnim obtokom
D) se hitro vklopi in deluje kratko
E) evolucijsko starejša ureditev

Izberite eno, najbolj pravilno možnost. Katere od naslednjih žlez izločajo svoje produkte skozi posebne kanale v votline telesnih organov in neposredno v kri
1) lojnice
2) znoj
3) nadledvične žleze
4) spolno

Vzpostavite ujemanje med žlezo človeškega telesa in vrsto, ki ji pripada: 1) notranje izločanje, 2) mešano izločanje, 3) zunanje izločanje
A) trebušna slinavka
B) ščitnica
B) solzni
D) lojnice
D) spolno
E) nadledvična žleza

Izberite tri možnosti. V katerih primerih se izvaja humoralna regulacija?
1) presežek ogljikovega dioksida v krvi
2) reakcija telesa na zeleno luč na semaforju
3) presežek glukoze v krvi
4) reakcija telesa na spremembo položaja telesa v prostoru
5) sproščanje adrenalina med stresom

Vzpostavite ujemanje med primeri in vrstami regulacije dihanja pri ljudeh: 1) refleksno, 2) humoralno. Zapišite številki 1 in 2 v vrstnem redu, ki ustreza črkam.
A) prenehajte dihati ob vdihu, ko vstopite v hladno vodo
B) povečanje globine dihanja zaradi povečanja koncentracije ogljikovega dioksida v krvi
C) kašelj, ko hrana vstopi v grlo
D) rahla zamuda pri dihanju zaradi zmanjšanja koncentracije ogljikovega dioksida v krvi
D) sprememba intenzivnosti dihanja glede na čustveno stanje
E) krč možganskih žil zaradi močnega povečanja koncentracije kisika v krvi

Izberite tri endokrine žleze.
1) hipofiza
2) spolno
3) nadledvične žleze
4) ščitnica
5) želodca
6) mlečni izdelki

Izberite tri možnosti. Humoralni učinki na fiziološke procese v človeškem telesu
1), ki se izvaja s pomočjo kemično aktivnih snovi
2), povezana z aktivnostjo žlez zunanjega izločanja
3) se širi počasneje kot živci
4) se pojavijo s pomočjo živčnih impulzov
5) jih nadzira podolgovata medula
6) se izvajajo skozi cirkulacijski sistem

© D. V. Pozdnjakov, 2009-2018


Prva starodavna oblika interakcije med celicami večceličnih organizmov je kemična interakcija s presnovnimi produkti, ki vstopajo v telesne tekočine. Takšni produkti ali metaboliti so produkti razgradnje beljakovin, ogljikovega dioksida itd. To je humoralni prenos vplivov, humoralni mehanizem korelacije ali povezave med organi.

Za humoralno povezavo so značilne naslednje značilnosti. Prvič, pomanjkanje točnega naslova, kamor vstopi kemikalija ali se pošljejo druge telesne tekočine. Kemična snov lahko torej deluje vse organe in. Njegovo delovanje ni lokalizirano, ni omejeno določeno mesto. Drugič, kemikalija se relativno počasi širi. In končno, tretjič, deluje v zanemarljivih količinah in se običajno hitro uniči ali izloči iz telesa. Humorne povezave so skupne tako živalskemu kot rastlinskemu svetu.

Živčna in humoralna regulacija

Na naslednji stopnji razvoja živih bitij se pojavijo posebni organi - žleze, v katerih nastajajo humoralne aktivne snovi - hormoni, ki nastanejo iz hranil, ki vstopajo v telo. Tako na primer hormon adrenalin nastaja v nadledvičnih žlezah iz aminokisline tirozin. To je hormonska regulacija.

Glavna naloga živčnega sistema je uravnavanje interakcije telesa kot celote z zunanjim okoljem ter uravnavanje delovanja posameznih organov in povezav med organi.

Živčni sistem povečuje ali zavira delovanje vseh organov ne le z valovi vzbujanja ali živčnih impulzov, temveč tudi z vnosom mediatorjev, hormonov in metabolitov ali presnovnih produktov v kri, limfo, cerebrospinalne in tkivne tekočine. Te kemikalije delujejo na organe in živčni sistem. Tako v naravnih razmerah ne obstaja izključno živčna regulacija delovanja organov, ampak nevrohumoralna.

Vzbujanje živčnega sistema ima biokemično naravo. Presnovni premik se širi vzdolž nje v valovih, pri čemer ioni selektivno prehajajo skozi membrane, zaradi česar nastane potencialna razlika med območji, ki so v stanju relativnega mirovanja in vznemirjenih, in nastanejo. Ti tokovi se imenujejo biotokovi, oz biopotencialov, se širijo po živčnem sistemu in povzročajo vzburjenje v njegovih naslednjih delih.