الكائن الحي
تنظيم وظائف الخلايا والأنسجة والأعضاء ، والعلاقة بينها ، أي. يتم تنفيذ سلامة الكائن الحي ووحدة الكائن الحي والبيئة الخارجية بواسطة الجهاز العصبي والطريقة الخلطية. بعبارة أخرى ، لدينا آليتان لتنظيم الوظائف - العصبية والخلطية.
يتم تنظيم الجهاز العصبي عن طريق الجهاز العصبي والدماغ والحبل الشوكي من خلال الأعصاب التي تزود جميع أعضاء الجسم. يتأثر الجسم باستمرار بمحفزات معينة. يستجيب الجسم لكل هذه المحفزات بنشاط معين أو ، كما هو معتاد ، تتكيف وظائف الجسم مع الظروف البيئية المتغيرة باستمرار. وبالتالي ، فإن انخفاض درجة حرارة الهواء لا يترافق فقط مع تضييق الأوعية الدموية ، ولكن أيضًا مع زيادة التمثيل الغذائي في الخلايا والأنسجة ، وبالتالي زيادة في توليد الحرارة. نتيجة لذلك ، يتم إنشاء توازن معين بين انتقال الحرارة وتوليد الحرارة ، ولا يحدث انخفاض حرارة الجسم ، ويتم الحفاظ على ثبات درجة حرارة الجسم. يتسبب تهيج الطعام في براعم التذوق في شرائط الفم في فصل اللعاب وعصائر الجهاز الهضمي الأخرى. تحت تأثير يحدث هضم الطعام. بفضل هذا ، تدخل المواد الضرورية إلى الخلايا والأنسجة ، ويتم إنشاء توازن معين بين التشوه والاستيعاب. وفقًا لهذا المبدأ ، يتم تنظيم وظائف الجسم الأخرى.
التنظيم العصبي هو منعكس في الطبيعة. تدرك المستقبلات المنبهات المختلفة. ينتقل الإثارة الناتجة من المستقبلات عبر الأعصاب الحسية إلى الجهاز العصبي المركزي ، ومن هناك عبر الأعصاب الحركية إلى الأعضاء التي تقوم بنشاط معين. تتم هذه الاستجابات من الجسم للمنبهات من خلال الجهاز العصبي المركزي. اتصل ردود الفعل.يسمى المسار الذي تنتقل عبره الإثارة أثناء الانعكاس القوس الانعكاسي. ردود الفعل متنوعة. ا. قسم بافلوف جميع ردود الفعل إلى غير مشروط ومشروط.المنعكسات غير المشروطة هي ردود فعل خلقية موروثة. من الأمثلة على ردود الفعل هذه ردود الفعل الحركية الوعائية (انقباض أو توسع الأوعية الدموية استجابة لتهيج الجلد بالبرودة أو الحرارة) ، منعكس اللعاب (اللعاب عندما تهيج براعم التذوق بسبب الطعام) وغيرها الكثير.
ردود الفعل الشرطية هي ردود أفعال مكتسبة ، يتم تطويرها طوال حياة حيوان أو شخص. تحدث ردود الفعل هذه
فقط في ظل ظروف معينة ويمكن أن تختفي. من الأمثلة على المنعكسات المشروطة فصل اللعاب عند رؤية الطعام ، وعند شمّ الطعام ، وفي الإنسان حتى عند الحديث عنه.
يتم التنظيم الخلطي (الفكاهة - السائل) من خلال الدم وغيره من السوائل وتشكل البيئة الداخلية للجسم ، والمواد الكيميائية المختلفة التي تنتج في الجسم نفسه أو تأتي من البيئة الخارجية. ومن أمثلة هذه المواد الهرمونات التي تفرزها الغدد الصماء والفيتامينات التي تدخل الجسم مع الطعام. المواد الكيميائية التي يحملها الدم في جميع أنحاء الجسم وتؤثر على وظائف مختلفة ، ولا سيما التمثيل الغذائي في الخلايا والأنسجة. علاوة على ذلك ، تؤثر كل مادة على عملية معينة تحدث في عضو معين.
الآليات العصبية والخلطية لتنظيم الوظائف مترابطة. وبالتالي ، فإن الجهاز العصبي يمارس تأثيرًا منظمًا على الأعضاء ليس فقط من خلال الأعصاب مباشرة ، ولكن أيضًا من خلال الغدد الصماء ، مما يغير شدة تكوين الهرمونات في هذه الأعضاء ودخولها إلى الدم.
في المقابل ، تؤثر العديد من الهرمونات والمواد الأخرى على الجهاز العصبي.
في الكائن الحي ، يتم إجراء التنظيم العصبي والخلطي للوظائف المختلفة وفقًا لمبدأ التنظيم الذاتي ، أي تلقائيا. وفقًا لمبدأ التنظيم هذا ، يتم الحفاظ على ضغط الدم وثبات التركيب والخصائص الفيزيائية والكيميائية للدم ودرجة حرارة الجسم عند مستوى معين. التمثيل الغذائي ، نشاط القلب والجهاز التنفسي وأنظمة الأعضاء الأخرى أثناء العمل البدني ، وما إلى ذلك تتغير بطريقة منسقة بدقة.
نتيجة لذلك ، يتم الحفاظ على بعض الظروف الثابتة نسبيًا حيث يستمر نشاط خلايا وأنسجة الجسم ، أو بعبارة أخرى ، يتم الحفاظ على ثبات البيئة الداخلية.
وتجدر الإشارة إلى أن الجهاز العصبي عند الإنسان يلعب دورًا رائدًا في تنظيم النشاط الحيوي للجسم.
وبالتالي ، فإن جسم الإنسان هو نظام بيولوجي واحد ، متكامل ، معقد ، ذاتي التنظيم والتطور الذاتي مع بعض القدرات الاحتياطية. حيث
تعلم أن القدرة على أداء العمل البدني يمكن أن تزيد عدة مرات ، ولكن حتى حد معين. في حين أن النشاط العقلي في الواقع ليس له قيود في تطوره.
يسمح النشاط العضلي المنتظم ، من خلال تحسين الوظائف الفسيولوجية ، بتعبئة احتياطيات الجسم ، التي لا يعرف الكثيرون وجودها. وتجدر الإشارة إلى أن هناك عملية عكسية ، وانخفاض في القدرات الوظيفية للجسم وتسارع الشيخوخة مع انخفاض في النشاط البدني.
في سياق التمارين البدنية ، يتم تحسين النشاط العصبي العالي ووظائف الجهاز العصبي المركزي. عصبي عضلي. أنظمة القلب والأوعية الدموية والجهاز التنفسي والإخراج وغيرها ، والتمثيل الغذائي والطاقة ، وكذلك نظام تنظيمها العصبي.
يدرك جسم الإنسان ، باستخدام خصائص التنظيم الذاتي للعمليات الداخلية تحت تأثير خارجي ، الخاصية الأكثر أهمية - التكيف مع الظروف الخارجية المتغيرة ، وهو عامل حاسم في القدرة على تطوير الصفات البدنية والمهارات الحركية أثناء التدريب.
دعونا نفكر بمزيد من التفصيل في طبيعة التغيرات الفسيولوجية في عملية التدريب.
يؤدي النشاط البدني إلى تغييرات متنوعة في التمثيل الغذائي ، وتعتمد طبيعتها على المدة وقوة العمل وعدد العضلات المعنية. أثناء التمرين ، تسود عمليات تقويضية وتعبئة واستخدام ركائز الطاقة ، وتتراكم منتجات التمثيل الغذائي الوسيطة. تتميز فترة الراحة بهيمنة عمليات الابتنائية ، وتراكم احتياطي من العناصر الغذائية ، وزيادة تخليق البروتين.
يعتمد معدل الاسترداد على حجم التغييرات التي تحدث أثناء التشغيل ، أي على حجم الحمل.
خلال فترة الراحة ، يتم القضاء على التغيرات الأيضية التي حدثت أثناء نشاط العضلات. إذا كانت عمليات تقويض النشاط البدني ، وتعبئة واستخدام ركائز الطاقة هي السائدة ، فهناك تراكم للمنتجات الأيضية الوسيطة ، فإن فترة الراحة تتميز بهيمنة عمليات الابتنائية ، وتراكم احتياطي من العناصر الغذائية ، وزيادة تخليق البروتين.
في فترة ما بعد العمل ، تزداد شدة الأكسدة الهوائية ، ويزداد استهلاك الأكسجين ، أي يتم التخلص من ديون الأكسجين. الركيزة للأكسدة هي المنتجات الأيضية الوسيطة التي تتكون أثناء نشاط العضلات ، وحمض اللبنيك ، وأجسام الكيتون ، وأحماض الكيتو. يتم تقليل احتياطيات الكربوهيدرات أثناء العمل البدني ، كقاعدة عامة ، بشكل كبير ، لذلك تصبح الأحماض الدهنية الركيزة الرئيسية للأكسدة. بسبب زيادة استخدام الدهون خلال فترة الشفاء ، ينخفض معدل التنفس.
تتميز فترة الاسترداد بزيادة التخليق الحيوي للبروتين ، والذي يتم تثبيته أثناء العمل البدني ، كما يزداد تكوين وإفراز المنتجات النهائية لعملية التمثيل الغذائي للبروتين (اليوريا ، إلخ) من الجسم.
يعتمد معدل الاسترداد على حجم التغييرات التي تحدث أثناء العملية ، أي على حجم الحمل ، والذي يظهر بشكل تخطيطي في الشكل. واحد
الشكل 1 مخطط عمليات الإنفاق واسترداد المصادر
الطاقة أثناء النشاط العضلي بكثافة العسكرية
يكون استرداد التغييرات التي تحدث تحت تأثير الأحمال المنخفضة والمتوسطة الشدة أبطأ من بعد الأحمال المتزايدة والشدة الشديدة ، وهو ما يفسره تغييرات أعمق خلال فترة العمل. بعد زيادة شدة الأحمال ، فإن معدل الأيض المرصود ، لا يصل المواد إلى المستوى الأولي فحسب ، بل يتجاوزه أيضًا. هذه الزيادة فوق المستوى الأولي يسمى الانتعاش الفائق (تعويض السوبر). يتم تسجيله فقط عندما يتجاوز الحمل مستوى معينًا من القيمة ، أي عندما تؤثر التغييرات الناتجة في التمثيل الغذائي على الجهاز الجيني للخلية. تعتمد شدة الاسترداد ومدته بشكل مباشر على شدة الحمل.
تعد ظاهرة التغلب على القوة آلية مهمة للتكيف (للعضو) مع ظروف الأداء المتغيرة وهي مهمة لفهم الأسس البيوكيميائية للتدريب الرياضي. وتجدر الإشارة إلى أنه كنمط بيولوجي عام ، فإنه لا يمتد فقط إلى تراكم مواد الطاقة ، ولكن أيضًا إلى تخليق البروتينات ، والتي ، على وجه الخصوص ، تتجلى في شكل تضخم عامل في عضلات الهيكل العظمي ، عضلة القلب . بعد الحمل المكثف ، يزداد تخليق عدد من الإنزيمات (تحريض الإنزيم) ، ويزيد تركيز فوسفات الكرياتين ، والميوجلوبين ، ويحدث عدد من التغييرات الأخرى.
ثبت أن النشاط العضلي النشط يتسبب في زيادة نشاط القلب والأوعية الدموية والجهاز التنفسي وأنظمة الجسم الأخرى. في أي نشاط بشري ، تعمل جميع أعضاء وأنظمة الجسم في تناغم ووحدة وثيقة. تتم هذه العلاقة بمساعدة الجهاز العصبي والتنظيم الخلطي (السائل).
ينظم الجهاز العصبي نشاط الجسم من خلال النبضات الكهربية الحيوية. العمليات العصبية الرئيسية هي الإثارة والتثبيط الذي يحدث في الخلايا العصبية. الإثارة- الحالة النشطة للخلايا العصبية ، عندما تنقل الطمي ، فإنها هي نفسها توجه النبضات العصبية إلى خلايا أخرى: العصب والعضلات والغدية وغيرها. الكبح- حالة الخلايا العصبية ، عندما يهدف نشاطها إلى التعافي ، فالنوم ، على سبيل المثال ، هو حالة من الجهاز العصبي ، عندما يتم تثبيط الغالبية العظمى من الخلايا العصبية للجهاز العصبي المركزي.
يتم التنظيم الخلطي عن طريق الدم عن طريق مواد كيميائية خاصة (هرمونات) تفرزها الغدد الصماء ، نسبة التركيز ثاني أكسيد الكربونو O2 من خلال آليات أخرى. على سبيل المثال ، في حالة ما قبل البدء ، عندما يُتوقع نشاط بدني مكثف ، تفرز الغدد الصماء (الغدد الكظرية) هرمونًا خاصًا ، الأدرينالين ، في الدم ، مما يساعد على تعزيز نشاط الجهاز القلبي الوعائي.
يتم التنظيم الخلطي والعصبي في وحدة. يتم إسناد الدور القيادي للجهاز العصبي المركزي ، الدماغ ، والذي يعتبر ، كما كان ، المقر المركزي للتحكم في النشاط الحيوي للكائن الحي.
2.10.1. الطبيعة الانعكاسية وآليات الانعكاس للنشاط الحركي
يعمل الجهاز العصبي على مبدأ المنعكس. ردود الفعل الموروثة ، المتأصلة في الجهاز العصبي منذ الولادة ، في بنيته ، في الروابط بين الخلايا العصبية ، تسمى ردود الفعل غير المشروطة. عند الجمع في السلاسل الطويلة ، فإن ردود الفعل غير المشروطة هي أساس السلوك الغريزي. في البشر والحيوانات العليا ، يعتمد السلوك على ردود الفعل المشروطة التي تم تطويرها في عملية الحياة على أساس ردود الفعل غير المشروطة.
يتم تنفيذ النشاط الرياضي والعمل للشخص ، بما في ذلك إتقان المهارات الحركية ، وفقًا لمبدأ العلاقة بين ردود الفعل المشروطة والقوالب النمطية الديناميكية مع ردود الفعل غير المشروطة.
لأداء حركات مستهدفة واضحة ، من الضروري تلقي إشارات باستمرار إلى الجهاز العصبي المركزي حول الحالة الوظيفية للعضلات ، ودرجة تقلصها وتوترها واسترخاءها ، وحول وضعية الجسم ، وحول موضع المفاصل وزاوية الانحناء فيهم.
تنتقل كل هذه المعلومات من مستقبلات الأنظمة الحسية وخاصة من مستقبلات الجهاز الحسي الحركي ، من ما يسمى بالمستقبلات الحركية ، والتي توجد في الأنسجة العضلية واللفافة والأكياس المفصلية والأوتار.
من هذه المستقبلات ، من خلال مبدأ التغذية الراجعة وآلية الانعكاس ، يتلقى الجهاز العصبي المركزي معلومات كاملة حول أداء عمل حركي معين وحول مقارنته مع برنامج معين.
كل حركة ، حتى أبسط حركة ، تحتاج إلى تصحيح مستمر ، والذي يتم توفيره من خلال المعلومات الواردة من المستقبلات الحسية والأنظمة الحسية الأخرى. مع التكرار المتكرر للحركة الحركية ، تصل النبضات من المستقبلات إلى المراكز الحركية في الجهاز العصبي المركزي ، والتي تغير وفقًا لذلك نبضاتها التي تذهب إلى العضلات من أجل تحسين الحركة التي يتم تعلمها.
بفضل آلية الانعكاس المعقدة هذه ، تم تحسين النشاط الحركي.
التنظيم الفسيولوجي هو التحكم في وظائف الجسم من أجل تكييفها مع الظروف البيئية. تنظيم وظائف الجسم هو الأساس لضمان ثبات البيئة الداخلية للجسم وتكيفها مع ظروف الوجود المتغيرة ويتم تنفيذه وفقًا لمبدأ التنظيم الذاتي من خلال تكوين أنظمة وظيفية. تسمى وظيفة الأنظمة والكائن ككل نشاطًا يهدف إلى الحفاظ على سلامة وخصائص النظام. يتم وصف الوظائف كماً ونوعاً. أساس التنظيم الفسيولوجي هو نقل المعلومات ومعالجتها. يشير مصطلح "المعلومات" إلى أي اتصال حول الحقائق والأحداث التي تحدث في البيئة وجسم الإنسان. يُفهم التنظيم الذاتي على أنه نوع من التنظيم ، عندما يكون انحراف المعلمة الخاضعة للرقابة حافزًا لاستعادته. لتنفيذ مبدأ التنظيم الذاتي ، من الضروري تفاعل المكونات التالية للأنظمة الوظيفية.
المعلمة المنظمة (موضوع التنظيم ، ثابت).
أجهزة التحكم التي تراقب انحراف هذه المعلمة تحت تأثير العوامل الخارجية والداخلية.
الأجهزة التنظيمية التي توفر تأثيرًا مباشرًا على نشاط الأعضاء التي تعتمد عليها استعادة المعلمة المنحرفة.
أجهزة التنفيذ هي أجهزة وأنظمة للأعضاء ، يؤدي تغيير نشاطها وفقًا للتأثيرات التنظيمية إلى استعادة القيمة الأولية للمعامل. "التأكيد العكسي ينقل المعلومات إلى الجهاز التنظيمي حول تحقيق أو عدم تحقيق نتيجة مفيدة ، حول عودة أو عدم عودة المعلمة المنحرفة إلى القاعدة. وبالتالي ، يتم تنفيذ تنظيم الوظائف بواسطة نظام يتكون من العناصر المنفصلة: جهاز التحكم (CNS ، خلية الغدد الصماء) ، قنوات الاتصال (الأعصاب ، البيئة الداخلية السائلة) ، أجهزة الاستشعار التي تدرك عمل عوامل البيئة الخارجية والداخلية (المستقبلات) ، الهياكل التي تدرك المعلومات من قنوات الإخراج (الخلية المستقبلات) والأجهزة التنفيذية.
النظام التنظيمي في الجسم هو هيكل من ثلاثة مستويات. يتكون المستوى الأول من التنظيم من أنظمة محلية مستقلة نسبيًا تحافظ على الثوابت. يوفر المستوى الثاني من نظام التنظيم استجابات تكيفية فيما يتعلق بالتغيرات في البيئة الداخلية ؛ في هذا المستوى ، يتم توفير الوضع الأمثل لتشغيل الأنظمة الفسيولوجية لتكييف الجسم مع البيئة الخارجية. يتم تنفيذ المستوى الثالث من التنظيم من خلال ردود الفعل السلوكية للكائن الحي ويضمن تحسين نشاطه الحيوي.
هناك أربعة أنواع من التنظيم: ميكانيكي ، خلطي ، عصبي ، عصبي رضي.
التنظيم الفيزيائي (الميكانيكي)يتم تحقيق ذلك من خلال العمليات الميكانيكية والكهربائية والبصرية والصوتية والكهرومغناطيسية والحرارية وغيرها (على سبيل المثال ، يؤدي ملء تجاويف القلب بحجم إضافي من الدم إلى درجة أكبر من شد جدرانها وإلى تقلص أقوى لعضلة القلب ). آليات التنظيم الأكثر موثوقية هي محلية. تتحقق من خلال التفاعل الفيزيائي الكيميائي لهياكل العضو. على سبيل المثال ، في العضلة العاملة ، نتيجة لإطلاق المستقلبات الكيميائية والحرارة بواسطة الخلايا العضلية ، تتوسع الأوعية الدموية ، ويصاحب ذلك زيادة في سرعة تدفق الدم الحجمي وزيادة في إمداد الخلايا العضلية بالمغذيات و الأكسجين. يمكن إجراء التنظيم المحلي بمساعدة المواد النشطة بيولوجيًا (الهيستامين) وهرمونات الأنسجة (البروستاجلاندين).
التنظيم الخلطييتم إجراؤه من خلال الوسائط السائلة للجسم (الدم (الفكاهة) ، اللمف ، السائل بين الخلايا ، السائل النخاعي) بمساعدة العديد من المواد النشطة بيولوجيًا التي تفرزها الخلايا أو الأنسجة أو الأعضاء المتخصصة. يمكن تنفيذ هذا النوع من التنظيم على مستوى هياكل الأعضاء - التنظيم الذاتي المحلي ، أو توفير تأثيرات معممة من خلال نظام التنظيم الهرموني. يتلقى الدم مواد كيميائية تتكون في أنسجة متخصصة ولها وظائف محددة. من بين هذه المواد: المستقلبات ، الوسطاء ، الهرمونات. يمكنهم العمل محليا أو عن بعد. على سبيل المثال ، تتسبب منتجات التحلل المائي لـ ATP ، التي يزيد تركيزها مع زيادة النشاط الوظيفي للخلايا ، في تمدد الأوعية الدموية وتحسين غنى هذه الخلايا. تلعب الهرمونات دورًا مهمًا بشكل خاص - منتجات إفراز أعضاء الغدد الصماء الخاصة. تشمل الغدد الصماء: الغدة النخامية والغدة الدرقية والغدة جارات الدرقية وجهاز جزيرة البنكرياس والقشرة الكظرية والنخاع والغدد التناسلية والمشيمة والغدة الصنوبرية. تؤثر الهرمونات على عملية التمثيل الغذائي ، وتحفز عمليات التشكل ، والتمايز ، والنمو ، وتحول الخلايا ، بما في ذلك نشاط معين للأعضاء التنفيذية ، وتغيير شدة نشاط الأعضاء والأنسجة التنفيذية. يعمل المسار الخلطي للتنظيم ببطء نسبيًا ، ويعتمد معدل الاستجابة على معدل تكوين وإفراز الهرمون ، وتغلغلها في الليمفاوية والدم ، ومعدل تدفق الدم. يتحدد العمل الموضعي للهرمون من خلال وجود مستقبل معين له. تعتمد مدة عمل الهرمون على معدل تدميره في الجسم. في مختلف خلايا الجسم ، بما في ذلك الدماغ ، تتشكل الببتيدات العصبية التي تعمل على سلوك الجسم ، وعدد من الوظائف المختلفة وتنظم إفراز الهرمونات.
التنظيم العصبييتم تنفيذه من خلال الجهاز العصبي ، ويعتمد على معالجة المعلومات بواسطة الخلايا العصبية ونقلها على طول الأعصاب. الميزات التالية:
سرعة أكبر في تطوير العمل ؛
دقة الاتصال
خصوصية عالية - يشارك في التفاعل عدد محدد بدقة من المكونات المطلوبة في الوقت الحالي.
يتم تنفيذ التنظيم العصبي بسرعة ، مع توجيه الإشارة إلى المرسل إليه المحدد. يتم نقل المعلومات (إمكانات عمل الخلايا العصبية) بسرعة تصل إلى 80-120 م / ث دون انخفاض في السعة وفقدان الطاقة. تخضع الوظائف الجسدية والنباتية للجسم للتنظيم العصبي. المبدأ الأساسي للتنظيم العصبي هو المنعكس. نشأت الآلية العصبية لتنظيم النشوء والتطور في وقت متأخر عن المحلية والخلطية وتوفر دقة عالية وسرعة وموثوقية للاستجابة. إنها الآلية الأكثر كمالاً للتنظيم.
الارتباط العصبي.في عملية التطور ، تم دمج الأنواع العصبية والخلطية من الارتباطات في شكل عصبي عصبي ، عندما يتم استكمال وإطالة المشاركة العاجلة للأعضاء في عملية العمل عن طريق الارتباط العصبي بواسطة عوامل خلطية.
تلعب الارتباطات العصبية والخلطية دورًا رائدًا في توحيد (تكامل) الأجزاء (المكونات) المكونة للجسم في كائن حي واحد. في الوقت نفسه ، يبدو أنهم يكملون بعضهم البعض بخصائصهم الخاصة. العلاقة الأخلاقية لها طابع معمم. يتم تنفيذه في وقت واحد في جميع أنحاء الجسم. الاتصال العصبي له طابع موجه ، وهو الأكثر انتقائية ويتم تحقيقه في كل حالة محددة بشكل رئيسي على مستوى مكونات معينة من الجسم.
توفر الروابط الخالقة تبادل الجزيئات الكبيرة بين الخلايا ، القادرة على ممارسة تأثير تنظيمي على عمليات التمثيل الغذائي ، والتمايز ، والنمو ، والتطور ، وعمل الخلايا والأنسجة. Keylons ، البروتينات التي تثبط تخليق الأحماض النووية وانقسام الخلايا ، تتأثر بالروابط الإبداعية.
تؤثر المستقلبات بواسطة آلية التغذية المرتدة على التمثيل الغذائي داخل الخلايا ووظائف الخلايا وعمل الهياكل المجاورة. على سبيل المثال ، أثناء عمل العضلات المكثف ، تؤدي أحماض اللاكتيك والبيروفيك ، التي تتشكل في الخلية العضلية في ظل ظروف نقص الأكسجين ، إلى توسع الأوعية الدقيقة للعضلات ، مما يؤدي إلى زيادة تدفق الدم والمغذيات والأكسجين ، مما يحسن تغذية خلايا العضلات. في الوقت نفسه ، فإنها تحفز مسارات التمثيل الغذائي لاستخدامها ، وتقلل من انقباض العضلات.
يضمن نظام الغدد الصم العصبية أن الوظائف الأيضية والبدنية والتفاعلات السلوكية للجسم تتوافق مع الظروف البيئية ، ويدعم عمليات التمايز والنمو والتطور والتجديد للخلايا ؛ تساهم بشكل عام في الحفاظ على وتطوير كل من الفرد والأنواع البيولوجية ككل. يوفر التنظيم المزدوج (العصبي والغدد الصماء) ، من خلال آلية الازدواجية ، موثوقية التنظيم ، ومعدل الاستجابة المرتفع من خلال الجهاز العصبي ومدة الاستجابة في الوقت المناسب من خلال إطلاق الهرمونات. من الناحية التطورية ، تنتج الخلايا العصبية أقدم الهرمونات ؛ وغالبًا ما تكون الإشارة الكيميائية والنبضات العصبية قابلة للتحويل فيما بينها. تؤثر الهرمونات ، كونها معدِّلات عصبية ، على التأثيرات في الجهاز العصبي المركزي للعديد من الوسطاء (غاسترين ، كوليسيستوكينين ، VIP ، GIP ، نيوروتنسين ، بومبيسين ، مادة P ، أفيوميلانوكورتين - ACTH ، بيتا ، جاما ليبوتروبين ، ألفا- ، بيتا- ، جاما - إندورفين ، برولاكتين ، سوماتوتروبين). تم وصف الخلايا العصبية المنتجة للهرمونات.
يعتمد التنظيم العصبي والخلطي على مبدأ الاتصال الدائري ، والذي تم عرضه كأولوية في النظم البيولوجية من قبل عالم الفسيولوجيا السوفيتي P.K. Anokhin. توفر التغذية الراجعة الإيجابية والسلبية المستوى الأمثل من الأداء - تقوية الاستجابات الضعيفة والحد من الاستجابات الفائقة.
إن تقسيم الآليات التنظيمية إلى عصبية وخلطية أمر مشروط. في الجسم ، هذه الآليات لا تنفصل.
1) يتم إدراك المعلومات حول حالة البيئة الخارجية والداخلية ، كقاعدة عامة ، من خلال عناصر الجهاز العصبي ، وبعد المعالجة في الخلايا العصبية ، يمكن استخدام كل من المسارات العصبية والخلطية للتنظيم كأعضاء تنفيذية.
2) يتحكم الجهاز العصبي في نشاط الغدد الصماء. في المقابل ، تتم عملية التمثيل الغذائي والتطور والتمايز بين الخلايا العصبية تحت تأثير الهرمونات.
3) تتسبب إمكانات العمل عند نقاط الاتصال بين الخلية العصبية والخلية العاملة في إفراز وسيط يغير وظيفة الخلية من خلال الرابط الخلطي. وهكذا ، يوجد في الجسم تنظيم عصبي عصبي واحد مع إعطاء الأولوية للجهاز العصبي. يستجيب الجسم لعمل كل منبه بتفاعل بيولوجي معقد ككل. يتم تحقيق ذلك من خلال تفاعل جميع أنظمة وأنسجة وخلايا الجسم. يتم توفير التفاعل من خلال آليات التنظيم المحلية والخلطية والعصبية
ينقسم الجهاز العصبي البشري إلى مركزي (دماغ ونخاع شوكي) وجهاز طرفي. يضمن الجهاز العصبي المركزي التكيف الفردي للكائن الحي مع البيئة ، وتكييف الكائن الحي ، وسلوك الكائن الحي وفقًا للدستور واحتياجاته ، ويضمن تكامل وتوحيد الأعضاء في كل واحد على أساس الإدراك ، التقييم والمقارنة وتحليل المعلومات الواردة من البيئة الخارجية والداخلية للجسم. يوفر الجهاز العصبي المحيطي غذاء الأنسجة وله تأثير مباشر على بنية الأعضاء ونشاطها الوظيفي.
أهم مفاهيم نظرية التنظيم الفسيولوجي.
قبل النظر في آليات التنظيم العصبي ، دعونا نتناول أهم مفاهيم هذا الفرع من علم وظائف الأعضاء. تم تطوير بعضها بواسطة علم التحكم الآلي. تسهل معرفة هذه المفاهيم فهم تنظيم الوظائف الفسيولوجية وحل عدد من المشاكل في الطب.
الوظيفة الفسيولوجية- مظهر من مظاهر النشاط الحيوي للكائن الحي أو هياكله (الخلايا والأعضاء وأنظمة الخلايا والأنسجة) ، بهدف الحفاظ على الحياة وتحقيق البرامج المحددة جينيًا واجتماعيًا.
نظام- مجموعة من العناصر المتفاعلة التي تؤدي وظيفة لا يمكن لعنصر واحد أن يؤديها.
جزء -الوحدة الهيكلية والوظيفية للنظام.
الإشارة -أنواع مختلفة من المادة والطاقة التي تنقل المعلومات.
معلومةالمعلومات والرسائل المنقولة عبر قنوات الاتصال والتي يتصورها الجسم.
التحفيز- عامل من عوامل البيئة الخارجية أو الداخلية ، حيث يتسبب تأثيره على تشكيلات مستقبلات الجسم في حدوث تغيير في عمليات النشاط الحيوي. تنقسم المهيجات إلى كافية وغير كافية. للإدراك محفزات كافيةيتم تكييف مستقبلات الجسم وتنشيطها بطاقة منخفضة للغاية من العامل المؤثر. على سبيل المثال ، لتنشيط مستقبلات شبكية العين (العصي والمخاريط) ، يكفي 1-4 كميات من الضوء. غير كافنكون مهيجاتللإدراك الذي لا تتكيف معه العناصر الحساسة في الجسم. على سبيل المثال ، مخاريط وقضبان شبكية العين لا تتكيف مع إدراك التأثيرات الميكانيكية ولا توفر مظهر الإحساس حتى مع وجود تأثير كبير عليها. فقط مع قوة تأثير كبيرة جدًا (تأثير) يمكن تنشيطها وينشأ إحساس بالضوء.
تنقسم المهيجات أيضًا وفقًا لقوتها إلى عتبة فرعية وعتبة وعتبة عليا. سلطة محفزات العتبة الفرعيةغير كافية لحدوث استجابة مسجلة من الجسم أو هياكله. عتبة التحفيزيسمى هذا ، والذي يكون الحد الأدنى من القوة فيه كافياً لحدوث استجابة واضحة. محفزات فائقةهي أقوى من محفزات العتبة.
التحفيز والإشارة مفاهيم متشابهة ولكنها ليست واضحة. قد يكون لنفس الحافز قيمة إشارة مختلفة. على سبيل المثال ، قد يكون صرير الأرنب إشارة تحذر من خطر الأقارب ، ولكن بالنسبة للثعلب ، فإن الصوت نفسه هو إشارة إلى إمكانية الحصول على الطعام.
تهيج -تأثير العوامل البيئية أو الداخلية على هياكل الجسم. وتجدر الإشارة إلى أن مصطلح "تهيج" في الطب يستخدم أحيانًا بمعنى آخر - للإشارة إلى استجابة الجسم أو هياكله لعمل المنبه.
مستقبلاتالهياكل الجزيئية أو الخلوية التي تدرك عمل العوامل البيئية الخارجية أو الداخلية وتنقل المعلومات حول قيمة إشارة التحفيز إلى الروابط اللاحقة في الدائرة التنظيمية.
يُنظر إلى مفهوم المستقبلات من وجهتي نظر: من الناحية الجزيئية البيولوجية والتشكيلية. في الحالة الأخيرة ، نتحدث عن المستقبلات الحسية.
مع الجزيئية البيولوجيةمن وجهة نظر ، المستقبلات عبارة عن جزيئات بروتينية متخصصة مدمجة في غشاء الخلية أو موجودة في العصارة الخلوية والنواة. كل نوع من هذه المستقبلات قادر على التفاعل فقط مع جزيئات إشارة محددة بدقة - يجند.على سبيل المثال ، بالنسبة لما يسمى مستقبلات الأدرينالين ، فإن الروابط هي جزيئات هرمون الأدرينالين والنورادرينالين. يتم تضمين هذه المستقبلات في أغشية العديد من خلايا الجسم. يتم تنفيذ دور الروابط في الجسم بواسطة مواد نشطة بيولوجيًا: الهرمونات ، الناقلات العصبية ، عوامل النمو ، السيتوكينات ، البروستاجلاندين. يؤدون وظيفة الإشارات الخاصة بهم ، في السوائل البيولوجية بتركيزات صغيرة جدًا. على سبيل المثال ، يوجد محتوى الهرمونات في الدم في حدود 10-7-10-10 مول / لتر.
مع شكليمن وجهة نظر المستقبلات (المستقبلات الحسية) هي خلايا متخصصة أو نهايات عصبية ، وتتمثل وظيفتها في إدراك عمل المنبهات وضمان حدوث الإثارة في الألياف العصبية. بهذا المعنى ، غالبًا ما يستخدم مصطلح "المستقبل" في علم وظائف الأعضاء عندما يتعلق الأمر بالتنظيم الذي يوفره الجهاز العصبي.
تسمى مجموعة المستقبلات الحسية من نفس النوع ومنطقة الجسم التي تتركز فيها مجال المستقبل.
يتم تنفيذ وظيفة المستقبلات الحسية في الجسم عن طريق:
النهايات العصبية المتخصصة. قد تكون حرة وليست مغلفة (مثل مستقبلات ألم الجلد) أو مغلفة (مثل مستقبلات الجلد اللمسية) ؛
الخلايا العصبية المتخصصة (الخلايا العصبية الحسية). في البشر ، توجد هذه الخلايا الحسية في طبقة الظهارة المبطنة لسطح تجويف الأنف. أنها توفر تصور المواد ذات الرائحة. في شبكية العين ، يتم تمثيل الخلايا العصبية الحسية بواسطة مخاريط وقضبان تستقبل أشعة الضوء.
3) الخلايا الظهارية المتخصصة هي خلايا تتطور من الأنسجة الطلائية التي اكتسبت حساسية عالية لعمل أنواع معينة من المنبهات ويمكنها نقل المعلومات حول هذه المحفزات إلى النهايات العصبية. توجد هذه المستقبلات في الأذن الداخلية ، وبراعم التذوق في اللسان والجهاز الدهليزي ، مما يوفر القدرة على إدراك الموجات الصوتية ، وأحاسيس التذوق ، ووضع الجسم والحركة ، على التوالي.
اللائحةالمراقبة المستمرة والتصحيح الضروري لعمل النظام وهياكله الفردية من أجل تحقيق نتيجة مفيدة.
التنظيم الفسيولوجي- عملية تضمن الحفاظ على الثبات النسبي أو تغيير الاتجاه المطلوب للتوازن والوظائف الحيوية للجسم وهياكله.
يتميز التنظيم الفسيولوجي للوظائف الحيوية للجسم بالسمات التالية.
وجود حلقات تحكم مغلقة.تتضمن أبسط دائرة تنظيمية (الشكل 2.1) الكتل: معلمة قابلة للتعديل(مثل مستوى الجلوكوز في الدم وقيمة ضغط الدم) ، جهاز التحكم- في الكائن الحي كله هو مركز عصبي ، في خلية منفصلة - جينوم ، المستجيبين- الأجهزة والأنظمة التي ، تحت تأثير الإشارات الصادرة عن جهاز التحكم ، تغير عملها وتؤثر بشكل مباشر على قيمة المعلمة الخاضعة للرقابة.
يتم تنفيذ تفاعل الكتل الوظيفية الفردية لمثل هذا النظام التنظيمي من خلال القنوات المباشرة وقنوات التغذية الراجعة. من خلال قنوات الاتصال المباشر ، يتم نقل المعلومات من جهاز التحكم إلى المستجيبين ، ومن خلال قنوات التغذية الراجعة - من المستقبلات (المستشعرات) التي تتحكم
أرز. 2.1.مخطط حلقة مغلقة
التي تحدد قيمة المعلمة الخاضعة للرقابة - لجهاز التحكم (على سبيل المثال ، من مستقبلات العضلات الهيكلية - إلى النخاع الشوكي والدماغ).
وبالتالي ، فإن التغذية الراجعة (تسمى أيضًا التوكيد العكسي في علم وظائف الأعضاء) تضمن أن جهاز التحكم يتلقى إشارة حول قيمة (حالة) المعلمة الخاضعة للرقابة. يوفر التحكم في استجابة المستجيبين لإشارة التحكم ونتائج الإجراء. على سبيل المثال ، إذا كان الغرض من حركة اليد البشرية هو فتح كتاب مدرسي لعلم وظائف الأعضاء ، فإن التغذية الراجعة تتم عن طريق إجراء نبضات على طول الألياف العصبية الواردة من مستقبلات العين والجلد والعضلات إلى الدماغ. يوفر هذا الاندفاع إمكانية تتبع حركات اليد. بفضل هذا ، يمكن للجهاز العصبي إجراء تصحيح الحركة لتحقيق النتيجة المرجوة من الإجراء.
بمساعدة التغذية المرتدة (التأكيد العكسي) ، يتم إغلاق الدائرة التنظيمية ، ويتم دمج عناصرها في دائرة مغلقة - نظام من العناصر. فقط في وجود حلقة تحكم مغلقة يمكن تنفيذ تنظيم مستقر لمعلمات التوازن والتفاعلات التكيفية.
تنقسم التعليقات إلى سلبية وإيجابية. في الجسم ، الغالبية العظمى من ردود الفعل سلبية. هذا يعني أنه تحت تأثير المعلومات الواردة من خلال قنواتهم ، يعيد النظام التنظيمي المعلمة المنحرفة إلى قيمتها الأصلية (العادية). وبالتالي ، فإن التغذية الراجعة السلبية ضرورية للحفاظ على استقرار مستوى المؤشر المنظم. في المقابل ، تساهم الملاحظات الإيجابية في تغيير قيمة المعلمة الخاضعة للرقابة ، ونقلها إلى مستوى جديد. لذلك ، في بداية الحمل الشديد للعضلات ، تساهم نبضات مستقبلات العضلات الهيكلية في زيادة مستوى ضغط الدم الشرياني.
لا يهدف عمل الآليات التنظيمية العصبية في الجسم دائمًا فقط إلى الحفاظ على ثوابت الاستتباب عند مستوى ثابت وغير متغير. في عدد من الحالات ، من الضروري للهيئة أن تعيد الأنظمة التنظيمية هيكلة عملها وتغير قيمة ثابت التماثل الساكن ، وتغير ما يسمى بـ "نقطة الضبط" للمعامل المتحكم به.
نقطة محددة(إنجليزي) تعيين نقطة).هذا هو مستوى المعلمة الخاضعة للرقابة التي يسعى النظام التنظيمي فيها للحفاظ على قيمة هذه المعلمة.
يساعد فهم وجود واتجاه التغييرات في نقطة ضبط التنظيم التماثل الساكن على تحديد سبب العمليات المرضية في الجسم ، والتنبؤ بتطورها وإيجاد الطريقة الصحيحة للعلاج والوقاية.
ضع في اعتبارك هذا باستخدام مثال تقييم تفاعلات درجة حرارة الجسم. حتى عندما يكون الشخص بصحة جيدة ، فإن درجة حرارة قلب الجسم خلال النهار تتقلب بين 36 درجة مئوية و 37 درجة مئوية ، وفي المساء تكون أقرب إلى 37 درجة مئوية ، في الليل وفي الصباح الباكر - إلى 36 درجة مئوية. يشير هذا إلى وجود إيقاع يومي للتغيير في قيمة نقطة ضبط الحرارة. لكن وجود تغيرات في نقطة ضبط درجة حرارة قلب الجسم في عدد من الأمراض التي تصيب الإنسان يتجلى بشكل خاص. على سبيل المثال ، مع تطور الأمراض المعدية ، تتلقى مراكز التنظيم الحراري للجهاز العصبي إشارة حول ظهور السموم البكتيرية في الجسم وإعادة هيكلة عملها بطريقة تزيد من مستوى درجة حرارة الجسم. تم تطوير رد فعل الجسم لإدخال العدوى من خلال التطور الوراثي. إنه مفيد ، لأنه في درجات الحرارة المرتفعة ، يعمل الجهاز المناعي بشكل أكثر نشاطًا ، وتزداد ظروف تطور العدوى سوءًا. هذا هو السبب في أنه ليس من الضروري دائمًا وصف خافضات الحرارة عندما تتطور الحمى. ولكن نظرًا لأن ارتفاع درجة حرارة قلب الجسم (أكثر من 39 درجة مئوية ، خاصة عند الأطفال) يمكن أن يشكل خطورة على الجسم (بشكل أساسي من حيث الضرر الذي يلحق بالجهاز العصبي) ، يجب على الطبيب اتخاذ قرار فردي في كل منها حالة فردية. إذا كانت هناك علامات عند درجة حرارة الجسم 38.5 - 39 درجة مئوية مثل ارتعاش العضلات ، قشعريرة ، عندما يلف الشخص نفسه في بطانية ، ويسعى إلى الاحماء ، فمن الواضح أن آليات التنظيم الحراري تستمر في تعبئة جميع مصادر إنتاج الحرارة وطرق حفظ الحرارة في الجسم. هذا يعني أن نقطة التحديد لم يتم الوصول إليها بعد وأن درجة حرارة الجسم سترتفع في المستقبل القريب لتصل إلى حدود خطيرة. ولكن إذا أصيب المريض ، في نفس درجة الحرارة ، بالتعرق الغزير ، واختفت رعشات العضلات وانفتح ، فمن الواضح أن نقطة التحديد قد وصلت بالفعل وأن آليات التنظيم الحراري ستمنع زيادة أخرى في درجة الحرارة. في مثل هذه الحالة ، قد يمتنع الطبيب في بعض الحالات عن وصف خافضات الحرارة.
مستويات الأنظمة التنظيمية.هناك المستويات التالية:
تحت الخلوية (على سبيل المثال ، التنظيم الذاتي لسلاسل التفاعلات الكيميائية الحيوية مجتمعة في دورات كيميائية حيوية) ؛
الخلوية - تنظيم العمليات داخل الخلايا بمساعدة المواد النشطة بيولوجيًا (autocrinia) والمستقلبات ؛
الأنسجة (باراكرينيا ، وصلات إبداعية ، تنظيم التفاعل الخلوي: الالتصاق ، الاندماج في الأنسجة ، تزامن الانقسام والنشاط الوظيفي) ؛
العضو - التنظيم الذاتي للأعضاء الفردية ، وعملها ككل. يتم تنفيذ هذا التنظيم بسبب الآليات الخلطية (باراكرينيا ، وصلات إبداعية) ، والخلايا العصبية ، التي تقع أجسامها في العقد اللاإرادية داخل الجسم. تتفاعل هذه الخلايا العصبية لتكوين أقواس انعكاسية داخل العضوية. في الوقت نفسه ، تتحقق أيضًا من خلالها التأثيرات التنظيمية للجهاز العصبي المركزي على الأعضاء الداخلية ؛
التنظيم العضوي للتوازن ، وسلامة الكائن الحي ، وتشكيل أنظمة وظيفية تنظيمية توفر استجابات سلوكية مناسبة ، وتكييف الكائن الحي مع التغيرات في الظروف البيئية.
وبالتالي ، هناك مستويات عديدة من الأنظمة التنظيمية في الجسم. يتم دمج أبسط أنظمة الجسم في أنظمة أكثر تعقيدًا قادرة على أداء وظائف جديدة. في هذه الحالة ، تخضع الأنظمة البسيطة ، كقاعدة عامة ، لإشارات التحكم من الأنظمة الأكثر تعقيدًا. يسمى هذا التبعية التسلسل الهرمي للأنظمة التنظيمية.
ستتم مناقشة آليات تنفيذ هذه اللوائح بمزيد من التفصيل أدناه.
الوحدة والسمات المميزة للتنظيم العصبي والخلطي.تنقسم آليات تنظيم الوظائف الفسيولوجية تقليديا إلى عصبية وخلطية.
على الرغم من أنها في الواقع تشكل نظامًا تنظيميًا واحدًا يضمن الحفاظ على التوازن والنشاط التكيفي للجسم. تحتوي هذه الآليات على العديد من الوصلات على مستوى أداء المراكز العصبية ونقل معلومات الإشارة إلى هياكل المستجيب. يكفي أن نقول أنه أثناء تنفيذ أبسط منعكس كآلية أولية للتنظيم العصبي ، يتم نقل الإشارات من خلية إلى أخرى من خلال عوامل خلطية - الناقلات العصبية. تتغير حساسية المستقبلات الحسية لعمل المنبهات والحالة الوظيفية للخلايا العصبية تحت تأثير الهرمونات والناقلات العصبية وعدد من المواد الأخرى النشطة بيولوجيًا ، بالإضافة إلى أبسط المستقلبات والأيونات المعدنية (K + Na + CaCI - ). في المقابل ، يمكن للجهاز العصبي أن يطلق أو يصحح التنظيم الخلطي. يخضع التنظيم الخلطي في الجسم لسيطرة الجهاز العصبي.
ملامح التنظيم العصبي والخلطي في الجسم. الآليات الخلطية أقدم نسبيًا ؛ فهي موجودة حتى في الحيوانات وحيدة الخلية وتكتسب تنوعًا كبيرًا في الكائنات متعددة الخلايا ، وخاصة في البشر.
تم تشكيل الآليات العصبية للتنظيم في وقت لاحق نسبيًا وتشكلت تدريجياً في تكوين الإنسان. مثل هذا التنظيم ممكن فقط في الهياكل متعددة الخلايا التي تحتوي على خلايا عصبية تتحد في دوائر عصبية وتشكل أقواسًا انعكاسية.
يتم التنظيم الخلطي من خلال توزيع جزيئات الإشارة في سوائل الجسم وفقًا لمبدأ "كل شخص ، كل شيء ، كل شخص" ، أو مبدأ "الاتصال اللاسلكي"
يتم تنظيم الأعصاب وفقًا لمبدأ "حرف مع عنوان" أو "اتصال تلغراف". تنتقل الإشارات من المراكز العصبية إلى هياكل محددة بدقة ، على سبيل المثال ، إلى ألياف عضلية محددة بدقة أو مجموعاتها في عضلة معينة . فقط في هذه الحالة تكون الحركات البشرية المنسقة الهادفة ممكنة.
التنظيم الخلطي ، كقاعدة عامة ، يتم بشكل أبطأ من التنظيم العصبي. تصل سرعة الإشارة (جهد الفعل) في الألياف العصبية السريعة إلى 120 م / ث ، بينما تصل سرعة نقل جزيء الإشارة
كولا مع تدفق الدم في الشرايين ما يقرب من 200 مرة ، وفي الشعيرات الدموية - ألف مرة أقل.
يؤدي وصول النبضات العصبية إلى العضو المستجيب على الفور تقريبًا إلى تأثير فسيولوجي (على سبيل المثال ، تقلص العضلات الهيكلية). تكون الاستجابة للعديد من الإشارات الهرمونية أبطأ. على سبيل المثال ، يحدث مظهر من مظاهر الاستجابة لعمل هرمونات الغدة الدرقية وقشرة الغدة الكظرية بعد عشرات الدقائق وحتى ساعات.
الآليات الخلطية لها أهمية أساسية في تنظيم عمليات التمثيل الغذائي ، ومعدل انقسام الخلايا ، ونمو الأنسجة وتخصصها ، والبلوغ ، والتكيف مع الظروف البيئية المتغيرة.
يؤثر الجهاز العصبي في الكائن الحي السليم على جميع التنظيمات الخلطية ويصححها. ومع ذلك ، فإن للجهاز العصبي وظائفه الخاصة. ينظم العمليات الحيوية التي تتطلب ردود فعل سريعة ، ويوفر تصورًا للإشارات القادمة من المستقبلات الحسية للأعضاء الحسية والجلد والأعضاء الداخلية. ينظم تناغم وانقباضات عضلات الهيكل العظمي ، مما يضمن الحفاظ على الموقف وحركة الجسم في الفضاء. يوفر الجهاز العصبي مظهرًا من مظاهر الوظائف العقلية مثل الإحساس والعواطف والتحفيز والذاكرة والتفكير والوعي ، وينظم ردود الفعل السلوكية التي تهدف إلى تحقيق نتيجة تكيفية مفيدة.
على الرغم من الوحدة الوظيفية والترابطات المتعددة للوائح العصبية والخلطية في الجسم ، من أجل الراحة في دراسة آليات تنفيذ هذه اللوائح ، سننظر فيها بشكل منفصل.
توصيف آليات التنظيم الخلطي في الجسم. يتم تنظيم الخلط بسبب إرسال الإشارات بمساعدة المواد النشطة بيولوجيًا عبر الوسائط السائلة للجسم. تشمل المواد النشطة بيولوجيًا في الجسم: الهرمونات ، والناقلات العصبية ، والبروستاجلاندين ، والسيتوكينات ، وعوامل النمو ، والبطانة ، وأكسيد النيتريك ، وعدد من المواد الأخرى. لأداء وظيفة الإشارات الخاصة بهم ، فإن كمية صغيرة جدًا من هذه المواد كافية. على سبيل المثال ، تؤدي الهرمونات دورها التنظيمي عندما يكون تركيزها في الدم في حدود 10 -7-10 0 مول / لتر.
ينقسم التنظيم الخلطي إلى الغدد الصماء والمحلية.
تنظيم الغدد الصماء تتم بسبب عمل الغدد الصماء (الغدد الصماء) ، وهي أعضاء متخصصة تفرز الهرمونات. الهرمونات- المواد الفعالة بيولوجيا التي تنتجها الغدد الصماء والتي يحملها الدم ولها تأثيرات تنظيمية محددة على النشاط الحيوي للخلايا والأنسجة. من السمات المميزة لتنظيم الغدد الصماء أن الغدد الصماء تفرز الهرمونات في الدم وبهذه الطريقة يتم توصيل هذه المواد إلى جميع الأعضاء والأنسجة تقريبًا. ومع ذلك ، فإن الاستجابة لعمل الهرمون يمكن أن تكون فقط من تلك الخلايا (الأهداف) على الأغشية ، في العصارة الخلوية أو النواة التي توجد بها مستقبلات للهرمون المقابل.
سمة مميزة التنظيم الخلطي المحلي هو أن المواد النشطة بيولوجيًا التي تنتجها الخلية لا تدخل مجرى الدم ، ولكنها تعمل على الخلية المنتجة لها وبيئتها المباشرة ، وتنتشر عبر السائل بين الخلايا بسبب الانتشار. ينقسم هذا التنظيم إلى تنظيم التمثيل الغذائي في الخلية بسبب المستقلبات ، autocrinia ، paracrinia ، juxtacrinia ، التفاعلات من خلال الاتصالات بين الخلايا.
تنظيم التمثيل الغذائي في الخلية بسبب المستقلبات.المستقلبات هي المنتجات النهائية والمتوسطة لعمليات التمثيل الغذائي في الخلية. ترجع مشاركة المستقلبات في تنظيم العمليات الخلوية إلى وجود سلاسل من التفاعلات الكيميائية الحيوية ذات الصلة وظيفيًا - الدورات الكيميائية الحيوية في عملية التمثيل الغذائي. من المميزات أنه في مثل هذه الدورات الكيميائية الحيوية توجد بالفعل العلامات الرئيسية للتنظيم البيولوجي ، ووجود حلقة تحكم مغلقة وردود فعل سلبية ، مما يضمن إغلاق هذه الحلقة. على سبيل المثال ، تُستخدم سلاسل من هذه التفاعلات في تخليق الإنزيمات والمواد المشاركة في تكوين ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP). ATP عبارة عن مادة تتراكم فيها الطاقة ، والتي تستخدمها الخلايا بسهولة في مجموعة متنوعة من عمليات الحياة: الحركة ، وتكوين المواد العضوية ، والنمو ، ونقل المواد عبر أغشية الخلايا.
آلية الاستبداد.مع هذا النوع من التنظيم ، يتم تحرير جزيء الإشارة المركب في الخلية من خلاله
مستقبلات الغدد الصماء
يا؟ ماوو
أوجوكرينيا باراكرينيا يوكستاكرينيا تي
أرز. 2.2.أنواع التنظيم الخلطي في الجسم
غشاء الخلية في السائل بين الخلايا ويرتبط بالمستقبل على السطح الخارجي للغشاء (الشكل 2.2). وهكذا ، تتفاعل الخلية مع جزيء الإشارة المركب فيها - الليجند. يتسبب ارتباط الليجند بمستقبل على الغشاء في تنشيط هذا المستقبل ، ويؤدي إلى سلسلة كاملة من التفاعلات الكيميائية الحيوية في الخلية ، والتي توفر تغييرًا في نشاطها الحيوي. غالبًا ما تستخدم خلايا الجهاز المناعي والجهاز العصبي التنظيم الذاتي. يعد مسار التنظيم الذاتي هذا ضروريًا للحفاظ على مستوى ثابت من إفراز هرمونات معينة. على سبيل المثال ، في منع إفراز الأنسولين المفرط من قبل الخلايا P في البنكرياس ، من المهم التأثير المثبط للهرمون الذي يفرزه على نشاط هذه الخلايا.
آلية paracrine.يتم تنفيذه عن طريق إفراز الخلية لجزيئات الإشارة ، والتي تدخل السائل بين الخلايا وتؤثر على النشاط الحيوي للخلايا المجاورة (الشكل 2.2). السمة المميزة لهذا النوع من التنظيم هي أنه في إرسال الإشارات ، توجد مرحلة من انتشار جزيء الترابط عبر السائل بين الخلايا من خلية إلى خلايا أخرى مجاورة. وهكذا ، فإن خلايا البنكرياس التي تفرز الأنسولين تؤثر على خلايا هذه الغدة التي تفرز هرمونًا آخر ، وهو الجلوكاجون. تؤثر عوامل النمو والإنترلوكينات على انقسام الخلايا ، والبروستاجلاندين - على قوة العضلات الملساء ، وتعبئة الكالسيوم 2+. هذا النوع من الإشارات مهم في تنظيم نمو الأنسجة أثناء التطور الجنيني ، والتئام الجروح ، ونمو الألياف العصبية التالفة وفي نقل الإثارة في المشابك.
أظهرت الدراسات الحديثة أن بعض الخلايا (خاصة الخلايا العصبية) يجب أن تتلقى باستمرار إشارات محددة من أجل الحفاظ على نشاطها الحيوي.
L1 من الخلايا المجاورة. من بين هذه الإشارات المحددة ، تعتبر عوامل النمو (NGFs) مهمة بشكل خاص. في حالة عدم التعرض لجزيئات الإشارات هذه لفترة طويلة ، تبدأ الخلايا العصبية برنامجًا للتدمير الذاتي. تسمى آلية موت الخلية هذه موت الخلايا المبرمج.
غالبًا ما يتم استخدام تنظيم Paracrine في وقت واحد مع تنظيم الاستبداد. على سبيل المثال ، أثناء انتقال الإثارة في المشابك ، ترتبط جزيئات الإشارة الصادرة عن نهاية العصب ليس فقط بمستقبلات الخلية المجاورة (على الغشاء بعد المشبكي) ، ولكن أيضًا بالمستقبلات الموجودة على غشاء نفس نهاية العصب ( أي الغشاء قبل المشبكي).
آلية جوكستاكرين.يتم تنفيذه عن طريق نقل جزيئات الإشارة مباشرة من السطح الخارجي لغشاء خلية إلى غشاء خلية أخرى. يحدث هذا في حالة الاتصال المباشر (التعلق ، الرابطة اللاصقة) لأغشية خليتين. يحدث هذا الارتباط ، على سبيل المثال ، عندما تتفاعل الكريات البيض والصفائح الدموية مع بطانة الشعيرات الدموية في مكان توجد به عملية التهابية. على الأغشية المبطنة للشعيرات الدموية للخلايا ، تظهر جزيئات الإشارات في موقع الالتهاب ، والتي ترتبط بمستقبلات أنواع معينة من الكريات البيض. يؤدي هذا الارتباط إلى تنشيط ارتباط الكريات البيض بسطح الأوعية الدموية. يمكن أن يتبع ذلك مجموعة كاملة من التفاعلات البيولوجية التي تضمن انتقال الكريات البيض من الشعيرات الدموية إلى الأنسجة وقمع التفاعل الالتهابي بواسطتها.
التفاعلات من خلال الاتصالات بين الخلايا.نفذت من خلال الوصلات بين الغشاء (إدراج الأقراص ، الروابط). على وجه الخصوص ، يعد انتقال جزيئات الإشارات وبعض المستقلبات من خلال الوصلات الفجائية - الروابط - أمرًا شائعًا جدًا. أثناء تكوين الروابط ، يتم الجمع بين جزيئات البروتين الخاصة (connexons) لغشاء الخلية في 6 قطع بحيث تشكل حلقة ذات مسام بداخلها. على غشاء الخلية المجاورة (المعاكس تمامًا) ، يتم تشكيل نفس الشكل الدائري ذي المسام. يتحد مسامان مركزيان لتشكيل قناة تخترق أغشية الخلايا المجاورة. عرض القناة كافٍ لمرور العديد من المواد النشطة بيولوجيا والمستقلبات. تمر أيونات Ca 2+ بحرية عبر الرابطة ، كونها منظمات قوية للعمليات داخل الخلايا.
بسبب الموصلية الكهربائية العالية ، تساهم الروابط في انتشار التيارات المحلية بين الخلايا المجاورة وتشكيل الوحدة الوظيفية للأنسجة. تظهر هذه التفاعلات بشكل خاص في خلايا عضلة القلب والعضلات الملساء. يؤدي انتهاك حالة الاتصالات بين الخلايا إلى حدوث تغييرات في أمراض القلب
زيادة في توتر عضلات الأوعية الدموية ، وضعف تقلص الرحم ، وتغيرات في عدد من اللوائح الأخرى.
تسمى جهات الاتصال من خلية إلى خلية والتي تعمل على تقوية الاتصال المادي بين الأغشية الوصلات الضيقة والأحزمة اللاصقة. قد تتخذ هذه الاتصالات شكل حزام دائري يمر بين الأسطح الجانبية للخلية. يتم ضمان ضغط هذه المركبات وزيادة قوتها عن طريق ربط بروتينات الميوسين والأكتينين والتروبوميوسين والفينكولين وما إلى ذلك على سطح الأغشية.تسهم الوصلات الضيقة في تكامل الخلايا في الأنسجة ، والتصاقها ومقاومة الأنسجة للإجهاد الميكانيكي. كما أنهم يشاركون في تكوين تكوينات الحاجز في الجسم. تظهر التقاطعات الضيقة بشكل خاص بين البطانة المبطنة لأوعية الدماغ. أنها تقلل من نفاذية هذه الأوعية للمواد المتداولة في الدم.
تلعب الأغشية الخلوية وداخل الخلايا دورًا مهمًا في كل التنظيم الخلطي الذي يتضمن جزيئات إشارات محددة. لذلك ، لفهم آلية التنظيم الخلطي ، من الضروري معرفة عناصر فسيولوجيا أغشية الخلايا.
أرز. 2.3مخطط هيكل غشاء الخلية
البروتين الناقل
(ثانوي نشط
المواصلات)
بروتين الغشاء
بروتين PKC
طبقة مزدوجة من الفسفوليبيدات
المستضدات
سطح خارج الخلية
البيئة داخل الخلايا
ملامح هيكل وخصائص أغشية الخلايا.تتميز جميع أغشية الخلايا بمبدأ واحد للهيكل (الشكل 2.3). تعتمد على طبقتين من الدهون (جزيئات الدهون ، ومعظمها من الدهون الفوسفورية ، ولكن هناك أيضًا الكوليسترول والدهون السكرية). جزيئات الدهون الغشائية لها رأس (موقع يجذب الماء ويسعى للتفاعل معه ، يسمى الدليلالملف الشخصي) والذيل كاره للماء (يصد جزيئات الماء ، ويتجنب قربها). نتيجة لهذا الاختلاف في خواص الرأس والذيل لجزيئات الدهون ، عندما تصطدم بسطح الماء ، فإنها تصطف في صفوف: رأسًا لرأس ، وذيلًا إلى ذيلًا وتشكل طبقة مزدوجة فيها الرؤوس المحبة للماء مواجهة الماء ، وذيول كارهة للماء تواجه بعضها البعض. ذيول داخل هذه الطبقة المزدوجة. يشكل وجود الطبقة الدهنية مساحة مغلقة ، ويعزل السيتوبلازم عن البيئة المائية المحيطة ويخلق عقبة أمام مرور الماء والمواد القابلة للذوبان فيها عبر غشاء الخلية. يبلغ سمك طبقة ثنائية الدهون حوالي 5 نانومتر.
يحتوي الغشاء أيضًا على بروتينات. جزيئاتها من حيث الحجم والكتلة أكبر 40-50 مرة من جزيئات الدهون الغشائية. بسبب البروتينات ، يصل سمك الغشاء إلى 10 نانومتر. على الرغم من حقيقة أن الكتل الإجمالية للبروتينات والدهون في معظم الأغشية متساوية تقريبًا ، فإن عدد جزيئات البروتين في الغشاء أقل بعشر مرات من جزيئات الدهون. عادة ، جزيئات البروتين مبعثرة. هم ، كما كان ، مذاب في الغشاء ، يمكنهم التحرك فيه وتغيير موضعهم. كان هذا هو سبب تسمية هيكل الغشاء فسيفساء سائلة.يمكن أن تتحرك جزيئات الدهون أيضًا على طول الغشاء وحتى القفز من طبقة دهنية إلى أخرى. وبالتالي ، فإن الغشاء لديه علامات السيولة ، وفي الوقت نفسه ، له خاصية التجميع الذاتي ، ويمكن أن يتعافى من التلف الناتج عن خاصية جزيئات الدهون التي تصطف في طبقة دهنية مزدوجة.
يمكن لجزيئات البروتين أن تخترق الغشاء بأكمله بحيث تبرز أقسامها الطرفية خارج حدودها العرضية. تسمى هذه البروتينات الغشاءأو متكامل.هناك أيضًا بروتينات مغمورة جزئيًا في الغشاء أو موجودة على سطحه.
تؤدي بروتينات غشاء الخلية وظائف عديدة. لتنفيذ كل وظيفة ، يوفر جينوم الخلية الدافع لتخليق بروتين معين. حتى في غشاء كريات الدم الحمراء البسيط نسبيًا ، يوجد حوالي 100 بروتين مختلف. من بين أهم وظائف بروتينات الغشاء: 1) المستقبل - التفاعل مع جزيئات الإشارة ونقل الإشارة إلى الخلية ؛ 2) النقل - نقل المواد عبر الأغشية وضمان التبادل بين العصارة الخلوية والبيئة. هناك عدة أنواع من جزيئات البروتين (أكياس شفافة) التي توفر النقل عبر الغشاء. من بينها البروتينات التي تشكل قنوات تخترق الغشاء ومن خلالها يحدث انتشار لمواد معينة بين العصارة الخلوية والفضاء خارج الخلية. غالبًا ما تكون هذه القنوات انتقائية للأيونات ؛ تمر الأيونات من مادة واحدة فقط. هناك أيضًا قنوات تكون انتقائها أقل ، على سبيل المثال ، تمر أيونات Na + و K + و K + و C1 ~. توجد أيضًا بروتينات حاملة تضمن نقل مادة عبر الغشاء عن طريق تغيير موضعها في هذا الغشاء ؛ 3) مادة لاصقة - تشارك البروتينات مع الكربوهيدرات في تنفيذ الالتصاق (الالتصاق معًا ، لصق الخلايا أثناء التفاعلات المناعية ، دمج الخلايا في طبقات وأنسجة) ؛ 4) إنزيمية - تعمل بعض البروتينات الموجودة في الغشاء كمحفزات للتفاعلات الكيميائية الحيوية ، والتي لا يمكن إجراءها إلا عند التلامس مع أغشية الخلايا ؛ 5) الميكانيكية - توفر البروتينات قوة ومرونة الأغشية ، وارتباطها بالهيكل الخلوي. على سبيل المثال ، في كريات الدم الحمراء ، يلعب هذا الدور بروتين سبيكترين ، المرتبط بالسطح الداخلي لغشاء كريات الدم الحمراء في شكل بنية شبكية وله ارتباط بالبروتينات داخل الخلايا التي تشكل الهيكل الخلوي. هذا يعطي كريات الدم الحمراء مرونة ، والقدرة على تغيير واستعادة الشكل عند المرور عبر الشعيرات الدموية.
تشكل الكربوهيدرات 2-10٪ فقط من كتلة الغشاء ، وكميتها في الخلايا المختلفة متغيرة. بفضل الكربوهيدرات ، يتم تنفيذ بعض أنواع التفاعلات بين الخلايا ، وهي تشارك في التعرف على المستضدات الأجنبية بواسطة الخلية ، وتخلق ، جنبًا إلى جنب مع البروتينات ، نوعًا من التركيب المستضدي للغشاء السطحي لخليتها. من خلال هذه المستضدات ، تتعرف الخلايا على بعضها البعض ، وتتحد في الأنسجة ، وتلتصق ببعضها البعض لفترة قصيرة لنقل جزيئات الإشارة. تسمى مركبات البروتينات المحتوية على السكريات البروتينات السكرية. إذا تم الجمع بين الكربوهيدرات والدهون ، فإن هذه الجزيئات تسمى جليكوليبيدات.
نظرًا لتفاعل المواد الموجودة في الغشاء والانتظام النسبي لترتيبها ، يكتسب غشاء الخلية عددًا من الخصائص والوظائف التي لا يمكن اختزالها في مجموع بسيط من خصائص المواد التي تشكلها.
وظائف أغشية الخلايا وآليات تنفيذها
إلى الرئيسيوظائف أغشية الخلايا يُعزى إلى تكوين غشاء (حاجز) يفصل العصارة الخلوية عن
^ ملحةبيئة، والترسيم وشكل الخلية ؛ حول توفير الاتصالات بين الخلايا ، يرافقه بانيأغشية (التصاق). يعد الالتصاق بين الخلايا أمرًا مهمًا - فأنا أقوم بدمج نفس النوع من الخلايا في الأنسجة ، وتشكيل GIS- دمويالحواجز ، تنفيذ ردود الفعل المناعية. والتفاعل معهم ، وكذلك نقل الإشارات إلى الخلية ؛ 4) توفير البروتينات - الإنزيمات الغشائية لتحفيز الكيمياء الحيوية تفاعلات،الذهاب في طبقة الغشاء القريب. تعمل بعض هذه البروتينات أيضًا كمستقبلات. ينشط ارتباط اللجند بمستقبلات الستاك خواصه الأنزيمية ؛ 5) ضمان استقطاب الغشاء وتوليد الفرق الكهرباءبين الإمكانات في الهواء الطلق وداخلي الجانبأغشية. 6) خلق خصوصية مناعية للخلية لوجود مستضدات في بنية الغشاء. يتم تنفيذ دور المستضدات ، كقاعدة عامة ، بواسطة أقسام من جزيئات البروتين البارزة فوق سطح الغشاء وجزيئات الكربوهيدرات المرتبطة بها. تكون الخصوصية المناعية مهمة عندما تتحد الخلايا في نسيج وتتفاعل مع خلايا المراقبة المناعية في الجسم ؛ 7) ضمان النفاذية الانتقائية للمواد من خلال الغشاء ونقلها بين العصارة الخلوية والبيئة (انظر أدناه).
تشير القائمة أعلاه لوظائف أغشية الخلايا إلى أنها تلعب دورًا متعدد الأوجه في آليات التنظيم العصبي في الجسم. بدون معرفة عدد من الظواهر والعمليات التي توفرها الهياكل الغشائية ، من المستحيل فهم إجراءات تشخيصية وإجراءات علاجية معينة وتنفيذها بوعي. على سبيل المثال ، من أجل الاستخدام الصحيح للعديد من المواد الطبية ، من الضروري معرفة إلى أي مدى يخترق كل منها من الدم إلى سائل الأنسجة وإلى العصارة الخلوية.
منتشر و انا ونقل المواد عبر الخلايا أغشية. يتم نقل المواد من خلال أغشية الخلايا بسبب أنواع مختلفة من الانتشار ، أو نشطة
المواصلات.
انتشار بسيطيتم إجراؤه بسبب تدرجات التركيز لمادة معينة أو الشحنة الكهربائية أو الضغط الاسموزي بين جانبي غشاء الخلية. على سبيل المثال ، يبلغ متوسط محتوى أيونات الصوديوم في بلازما الدم 140 ملي مولار / لتر ، وفي كريات الدم الحمراء - أقل بحوالي 12 مرة. يخلق فرق التركيز (التدرج) قوة دافعة تضمن انتقال الصوديوم من البلازما إلى خلايا الدم الحمراء. ومع ذلك ، فإن معدل مثل هذا الانتقال منخفض ، لأن الغشاء له نفاذية منخفضة جدًا لأيونات الصوديوم + ، ونفاذية هذا الغشاء للبوتاسيوم أكبر بكثير. لا يتم إنفاق طاقة التمثيل الغذائي الخلوي على عمليات الانتشار البسيط. تتناسب الزيادة في معدل الانتشار البسيط بشكل مباشر مع تدرج تركيز المادة بين جانبي الغشاء.
نشر الميسر،مثل بسيط ، فإنه يتبع تدرج تركيز ، لكنه يختلف عن التدرج البسيط في أن الجزيئات الحاملة المحددة تشارك بالضرورة في مرور مادة عبر الغشاء. تخترق هذه الجزيئات الغشاء (قد تشكل قنوات) أو على الأقل مرتبطة به. المادة التي يتم نقلها يجب أن تتصل بالناقل. بعد ذلك ، يقوم الناقل بتغيير موضعه في الغشاء أو شكله بحيث يسلم المادة إلى الجانب الآخر من الغشاء. إذا كانت مشاركة الناقل ضرورية للانتقال عبر الغشاء لمادة ما ، فغالبًا ما يستخدم مصطلح "الانتشار" بدلاً من المصطلح نقل مادة عبر الغشاء.
مع الانتشار الميسر (على عكس الانتشار البسيط) ، إذا كانت هناك زيادة في التدرج اللوني لتركيز الغشاء لمادة ما ، فإن معدل مرورها عبر الغشاء يزيد فقط حتى تشارك جميع ناقلات الغشاء. مع زيادة أخرى في مثل هذا التدرج ، ستبقى سرعة النقل دون تغيير ؛ تسمى ظاهرة التشبع.من أمثلة نقل المواد عن طريق الانتشار الميسر: نقل الجلوكوز من الدم إلى المخ ، وإعادة امتصاص الأحماض الأمينية والجلوكوز من البول الأولي إلى الدم في الأنابيب الكلوية.
انتشار الصرف -نقل المواد ، حيث يمكن أن يكون هناك تبادل لجزيئات نفس المادة الموجودة على جوانب متقابلة من الغشاء. يظل تركيز المادة على كل جانب من جوانب الغشاء دون تغيير.
تباين انتشار التبادل هو تبادل جزيء مادة واحدة لجزيء واحد أو أكثر من مادة أخرى. على سبيل المثال ، في ألياف العضلات الملساء للأوعية الدموية والشعب الهوائية ، تتمثل إحدى طرق إزالة أيونات الكالسيوم 2+ من الخلية في استبدالها بأيونات الصوديوم خارج الخلية. وبالنسبة لثلاثة أيونات صوديوم واردة ، تتم إزالة أيون كالسيوم واحد من خلية - زنزانة. يتم إنشاء حركة مترابطة من الصوديوم والكالسيوم عبر الغشاء في اتجاهين متعاكسين (يسمى هذا النوع من النقل مضاد).وبالتالي ، يتم تحرير الخلية من الكالسيوم الزائد 2+ ، وهذا شرط ضروري لاسترخاء ألياف العضلات الملساء. تعد معرفة آليات نقل الأيونات عبر الأغشية وطرق التأثير على هذا النقل شرطًا لا غنى عنه ليس فقط لفهم آليات تنظيم الوظائف الحيوية ، ولكن أيضًا من أجل الاختيار الصحيح للأدوية لعلاج عدد كبير من الأمراض (ارتفاع ضغط الدم) ، والربو القصبي ، وعدم انتظام ضربات القلب ، واضطرابات استقلاب الماء والملح). وما إلى ذلك).
النقل النشطيختلف عن السلبي من حيث أنه يتعارض مع تدرجات تركيز مادة ما ، باستخدام طاقة ATP ، والتي تتشكل بسبب التمثيل الغذائي الخلوي. بفضل النقل النشط ، لا يمكن التغلب على قوى التركيز فحسب ، بل أيضًا التدرج الكهربائي. على سبيل المثال ، مع النقل النشط لـ Na + من الخلية ، لا يتم التغلب على تدرج التركيز فقط (في الخارج ، يكون محتوى Na 10-15 مرة أكبر) ، ولكن أيضًا مقاومة الشحنة الكهربائية (خارج ، غشاء الخلية في الغالبية العظمى من الخلايا مشحونة إيجابياً ، وهذا يخلق رد فعل مضاد لإطلاق Na مشحونة إيجابياً من الخلية).
يتم توفير النقل النشط لـ Na بواسطة بروتين Na + ، K + المعتمد على ATPase. في الكيمياء الحيوية ، تُضاف النهاية "aza" إلى اسم البروتين إذا كان له خصائص إنزيمية. وبالتالي ، فإن اسم ATPase المعتمد على Na + ، K + يعني أن هذه المادة عبارة عن بروتين يشق حمض الأدينوزين ثلاثي الفوسفوريك فقط إذا كان هناك تفاعل إلزامي مع أيونات Na + و K +. يتم أخذ الطاقة المنبعثة نتيجة انقسام ATP من خلية ثلاثة أيونات الصوديوم ونقل اثنين من أيونات البوتاسيوم إلى الخلية.
هناك أيضًا بروتينات تنقل بنشاط أيونات الهيدروجين والكالسيوم والكلور. في ألياف العضلات الهيكلية ، يتم بناء ATPase المعتمد على Ca 2+ في أغشية الشبكة الساركوبلازمية ، والتي تشكل حاويات داخل الخلايا (خزانات ، وأنابيب طولية) تتراكم Ca 2+. تنتقل مضخة الكالسيوم ، بسبب طاقة انقسام ATP Ca 2+ أيونات من الساركوبلازم إلى الصهاريج الشبكية ويمكن أن تخلق فيها تركيز Ca يقترب من 1 (G 3 M ، أي 10000 مرة أكبر من ساركوبلازم الألياف.
النقل النشط الثانويتتميز بحقيقة أن انتقال مادة عبر الغشاء يرجع إلى تدرج التركيز لمادة أخرى توجد آلية نقل نشطة لها. في أغلب الأحيان ، يحدث النقل النشط الثانوي من خلال استخدام تدرج الصوديوم ، أي يمر Na + عبر الغشاء باتجاه تركيزه المنخفض ويسحب مادة أخرى معه. في هذه الحالة ، عادةً ما يتم استخدام بروتين حامل معين مدمج في الغشاء.
على سبيل المثال ، يحدث نقل الأحماض الأمينية والجلوكوز من البول الأساسي إلى الدم ، والذي يتم إجراؤه في القسم الأولي من الأنابيب الكلوية ، بسبب حقيقة أن بروتين الغشاء الأنبوبي ينقل ترتبط الظهارة بالحمض الأميني وأيون الصوديوم ، وعندها فقطيغير موقعه في الغشاء بطريقة تنقل الأحماض الأمينية والصوديوم إلى السيتوبلازم. لوجود مثل هذا النقل ، من الضروري أن يكون تركيز الصوديوم خارج الخلية أعلى بكثير من تركيزه في الداخل.
لفهم آليات التنظيم الخلطي في الجسم ، من الضروري معرفة ليس فقط بنية ونفاذية أغشية الخلايا للمواد المختلفة ، ولكن أيضًا بنية ونفاذية التكوينات الأكثر تعقيدًا الموجودة بين الدم والأنسجة لمختلف الأعضاء.
فسيولوجيا الحواجز النسيجية (HGB).الحواجز النسيجية الدموية هي مزيج من الآليات المورفولوجية والفسيولوجية والفيزيائية الكيميائية التي تعمل ككل وتنظم تفاعلات الدم والأعضاء. وتشارك الحواجز النسيجية في خلق التوازن في الجسم والأعضاء الفردية. نظرًا لوجود HGB ، يعيش كل عضو في بيئته الخاصة ، والتي يمكن أن تختلف اختلافًا كبيرًا عن بلازما الدم من حيث تكوين المكونات الفردية. توجد حواجز قوية بشكل خاص بين الدم والدماغ ودم وأنسجة الغدد التناسلية والدم ورطوبة حجرة العين. الاتصال المباشر مع الدم له طبقة حاجزة تتكون من البطانة للشعيرات الدموية ، يليها الغشاء القاعدي مع الخلايا الشوكية (الطبقة الوسطى) ثم الخلايا العرضية للأعضاء والأنسجة (الطبقة الخارجية). يمكن للحواجز النسيجية ، التي تغير نفاذية المواد المختلفة ، أن تحد أو تسهل توصيلها إلى العضو. بالنسبة لعدد من المواد السامة ، فهي غير قابلة للاختراق. هذه هي وظيفتهم الوقائية.
حاجز الدم في الدماغ (BBB) - إنها مجموعة من الهياكل المورفولوجية والآليات الفسيولوجية والفيزيائية الكيميائية التي تعمل ككل وتنظم تفاعل الدم وأنسجة المخ. الأساس المورفولوجي لـ BBB هو البطانة والغشاء القاعدي للشعيرات الدموية الدماغية والعناصر الخلالية و glycocalyx ، الخلايا العصبية ، التي تغطي خلاياها الغريبة (الخلايا النجمية) كامل سطح الشعيرات الدموية بأرجلها. تتضمن آليات الحاجز أيضًا أنظمة نقل البطانة للجدران الشعرية ، بما في ذلك البينيو وإخراج الخلايا ، والشبكة الإندوبلازمية ، وتشكيل القناة ، وأنظمة الإنزيم التي تعدل أو تدمر المواد الواردة ، بالإضافة إلى البروتينات التي تعمل كناقلات. في بنية الأغشية البطانية الشعيرية للدماغ ، وكذلك في عدد من الأعضاء الأخرى ، تم العثور على بروتينات الأكوابورين التي تخلق قنوات تسمح بشكل انتقائي لجزيئات الماء بالمرور.
تختلف الشعيرات الدموية في الدماغ عن الشعيرات الدموية في الأعضاء الأخرى في أن الخلايا البطانية تشكل جدارًا مستمرًا. عند نقاط التلامس ، تندمج الطبقات الخارجية من الخلايا البطانية ، وتشكل ما يسمى بالتقاطعات الضيقة.
من بين وظائف BBB الحماية والتنظيم. إنه يحمي الدماغ من عمل المواد الغريبة والسامة ، ويشارك في نقل المواد بين الدم والدماغ ، وبالتالي يخلق توازن السائل بين الخلايا في الدماغ والسائل النخاعي.
الحاجز الدموي الدماغي قابل للاختراق بشكل انتقائي للمواد المختلفة. بعض المواد النشطة بيولوجيًا (على سبيل المثال ، الكاتيكولامينات) لا تمر عمليًا عبر هذا الحاجز. الاستثناء هو فقطمناطق صغيرة من الحاجز على الحدود مع الغدة النخامية ، المشاشية وبعض مناطق ما تحت المهاد ، حيث تكون نفاذية BBB لجميع المواد عالية. في هذه المناطق ، تم العثور على فجوات أو قنوات تخترق البطانة ، والتي من خلالها تخترق المواد من الدم إلى السائل خارج الخلية في أنسجة المخ أو إلى الخلايا العصبية نفسها.
تسمح النفاذية العالية لـ BBB في هذه المناطق للمواد النشطة بيولوجيًا بالوصول إلى تلك الخلايا العصبية في منطقة ما تحت المهاد والخلايا الغدية ، والتي تُغلق عليها الدائرة التنظيمية لأنظمة الغدد الصم العصبية في الجسم.
السمة المميزة لعمل BBB هي تنظيم نفاذية المواد بشكل مناسب للظروف السائدة. يرجع التنظيم إلى: 1) التغيرات في منطقة الشعيرات الدموية المفتوحة ، 2) التغيرات في سرعة تدفق الدم ، 3) التغيرات في حالة أغشية الخلايا والمادة بين الخلايا ، نشاط أنظمة الإنزيم الخلوي ، بينوت وإخراج الخلايا.
يُعتقد أن BBB ، بينما يخلق عقبة كبيرة أمام تغلغل المواد من الدم إلى الدماغ ، يقوم في نفس الوقت بتمرير هذه المواد في الاتجاه المعاكس من الدماغ إلى الدم.
تختلف نفاذية BBB للمواد المختلفة بشكل كبير. المواد القابلة للذوبان في الدهون ، كقاعدة عامة ، تخترق BBB بسهولة أكبر من المواد القابلة للذوبان في الماء. الأكسجين وثاني أكسيد الكربون والنيكوتين والكحول الإيثيلي والهيروين والمضادات الحيوية التي تذوب في الدهون (الكلورامفينيكول ، إلخ) تخترق بسهولة نسبيًا.
لا يمكن أن ينتقل الجلوكوز غير القابل للذوبان في الدهون وبعض الأحماض الأمينية الأساسية إلى الدماغ عن طريق الانتشار البسيط. يتم التعرف عليها ونقلها بواسطة ناقلات خاصة. يعتبر نظام النقل محددًا لدرجة أنه يميز الأيزومرات الفراغية للجلوكوز D و L ، ويتم نقل الجلوكوز D ، بينما لا يتم نقل الجلوكوز L. يتم توفير هذا النقل بواسطة بروتينات حاملة مدمجة في الغشاء. النقل غير حساس للأنسولين ، لكنه يثبطه بواسطة السيتوكولاسين ب.
يتم نقل الأحماض الأمينية المحايدة الكبيرة (على سبيل المثال ، فينيل ألانين) بالمثل.
هناك أيضا وسائل نقل نشطة. على سبيل المثال ، بسبب النقل النشط ضد تدرجات التركيز ، يتم نقل أيونات Na + K + ، الحمض الأميني جلايسين ، الذي يعمل كوسيط مثبط.
تميز المواد المقدمة طرق اختراق المواد المهمة بيولوجيا من خلال الحواجز البيولوجية. إنها ضرورية لفهم الأخلاط حصصفي الكائن الحي.
أسئلة التحكم والمهام
ما هي الشروط الأساسية للحفاظ على النشاط الحيوي للكائن الحي؟
ما هو تفاعل الكائن الحي مع البيئة الخارجية؟ تحديد مفهوم التكيف مع بيئة الوجود.
ما هي البيئة الداخلية للجسم ومكوناته؟
ما هو التوازن والثوابت الاستتبابية؟
اسم حدود تقلبات الثوابت الاستتبابية الصلبة والبلاستيكية. تحديد مفهوم إيقاعاتهم اليومية.
ضع قائمة بأهم مفاهيم نظرية التنظيم المتماثل.
7 تحديد التهيج والمهيجات. كيف يتم تصنيف المنبهات؟
ما هو الفرق بين مفهوم "المستقبل" من وجهة نظر بيولوجية وصرفية الجزيئية؟
تحديد مفهوم الروابط.
ما هو التنظيم الفسيولوجي وتنظيم الحلقة المغلقة؟ ما هي مكوناته؟
قم بتسمية أنواع ودور التغذية الراجعة.
إعطاء تعريف لمفهوم النقطة المحددة للتنظيم التماثل الساكن.
ما هي مستويات الأنظمة الرقابية؟
ما هي الوحدة والخصائص المميزة للتنظيم العصبي والخلطي في الجسم؟
ما هي أنواع التنظيم الخلطي؟ أعطهم وصفا.
ما هي بنية وخصائص أغشية الخلايا؟
17 ما هي وظائف أغشية الخلايا؟
ما هو انتشار ونقل المواد عبر أغشية الخلايا؟
أعط وصفاً وأمثلة على النقل الغشائي النشط.
تحديد مفهوم الحواجز النسيجية.
ما هو الحاجز الدموي الدماغي وما هو دوره؟ ر ؛
تنظيم وظائف الخلايا والأنسجة والأعضاء ، والعلاقة بينها ، أي. يتم تنفيذ سلامة الكائن الحي ووحدة الكائن الحي والبيئة الخارجية بواسطة الجهاز العصبي والطريقة الخلطية. بعبارة أخرى ، لدينا آليتان لتنظيم الوظائف - العصبية والخلطية.
يتم تنظيم الجهاز العصبي عن طريق الجهاز العصبي والدماغ والحبل الشوكي من خلال الأعصاب التي تزود جميع أعضاء الجسم. يتأثر الجسم باستمرار بمحفزات معينة. يستجيب الجسم لكل هذه المحفزات بنشاط معين أو ، كما هو معتاد ، تتكيف وظائف الجسم مع الظروف البيئية المتغيرة باستمرار. وبالتالي ، فإن انخفاض درجة حرارة الهواء لا يترافق فقط مع تضييق الأوعية الدموية ، ولكن أيضًا مع زيادة التمثيل الغذائي في الخلايا والأنسجة ، وبالتالي زيادة في توليد الحرارة. نتيجة لذلك ، يتم إنشاء توازن معين بين انتقال الحرارة وتوليد الحرارة ، ولا يحدث انخفاض حرارة الجسم ، ويتم الحفاظ على ثبات درجة حرارة الجسم. يتسبب تهيج الطعام في براعم التذوق في شرائط الفم في فصل اللعاب وعصائر الجهاز الهضمي الأخرى. تحت تأثير يحدث هضم الطعام. بفضل هذا ، تدخل المواد الضرورية إلى الخلايا والأنسجة ، ويتم إنشاء توازن معين بين التشوه والاستيعاب. وفقًا لهذا المبدأ ، يتم تنظيم وظائف الجسم الأخرى.
التنظيم العصبي هو منعكس في الطبيعة. تدرك المستقبلات المنبهات المختلفة. ينتقل الإثارة الناتجة من المستقبلات عبر الأعصاب الحسية إلى الجهاز العصبي المركزي ، ومن هناك عبر الأعصاب الحركية إلى الأعضاء التي تقوم بنشاط معين. تتم هذه الاستجابات من الجسم للمنبهات من خلال الجهاز العصبي المركزي. اتصل ردود الفعل.يسمى المسار الذي تنتقل عبره الإثارة أثناء الانعكاس القوس الانعكاسي. ردود الفعل متنوعة. ا. قسم بافلوف جميع ردود الفعل إلى غير مشروط ومشروط.المنعكسات غير المشروطة هي ردود فعل خلقية موروثة. من الأمثلة على ردود الفعل هذه ردود الفعل الحركية الوعائية (انقباض أو توسع الأوعية الدموية استجابة لتهيج الجلد بالبرودة أو الحرارة) ، منعكس اللعاب (اللعاب عندما تهيج براعم التذوق بسبب الطعام) وغيرها الكثير.
ردود الفعل الشرطية هي ردود أفعال مكتسبة ، يتم تطويرها طوال حياة حيوان أو شخص. تحدث ردود الفعل هذه
فقط في ظل ظروف معينة ويمكن أن تختفي. من الأمثلة على المنعكسات المشروطة فصل اللعاب عند رؤية الطعام ، وعند شمّ الطعام ، وفي الإنسان حتى عند الحديث عنه.
يتم التنظيم الخلطي (الفكاهة - السائل) من خلال الدم وغيره من السوائل وتشكل البيئة الداخلية للجسم ، والمواد الكيميائية المختلفة التي تنتج في الجسم نفسه أو تأتي من البيئة الخارجية. ومن أمثلة هذه المواد الهرمونات التي تفرزها الغدد الصماء والفيتامينات التي تدخل الجسم مع الطعام. المواد الكيميائية التي يحملها الدم في جميع أنحاء الجسم وتؤثر على وظائف مختلفة ، ولا سيما التمثيل الغذائي في الخلايا والأنسجة. علاوة على ذلك ، تؤثر كل مادة على عملية معينة تحدث في عضو معين.
الآليات العصبية والخلطية لتنظيم الوظائف مترابطة. وبالتالي ، فإن الجهاز العصبي يمارس تأثيرًا منظمًا على الأعضاء ليس فقط من خلال الأعصاب مباشرة ، ولكن أيضًا من خلال الغدد الصماء ، مما يغير شدة تكوين الهرمونات في هذه الأعضاء ودخولها إلى الدم.
في المقابل ، تؤثر العديد من الهرمونات والمواد الأخرى على الجهاز العصبي.
في الكائن الحي ، يتم إجراء التنظيم العصبي والخلطي للوظائف المختلفة وفقًا لمبدأ التنظيم الذاتي ، أي تلقائيا. وفقًا لمبدأ التنظيم هذا ، يتم الحفاظ على ضغط الدم وثبات التركيب والخصائص الفيزيائية والكيميائية للدم ودرجة حرارة الجسم عند مستوى معين. التمثيل الغذائي ، نشاط القلب والجهاز التنفسي وأنظمة الأعضاء الأخرى أثناء العمل البدني ، وما إلى ذلك تتغير بطريقة منسقة بدقة.
نتيجة لذلك ، يتم الحفاظ على بعض الظروف الثابتة نسبيًا حيث يستمر نشاط خلايا وأنسجة الجسم ، أو بعبارة أخرى ، يتم الحفاظ على ثبات البيئة الداخلية.
وتجدر الإشارة إلى أن الجهاز العصبي عند الإنسان يلعب دورًا رائدًا في تنظيم النشاط الحيوي للجسم.
وبالتالي ، فإن جسم الإنسان هو نظام بيولوجي واحد ، متكامل ، معقد ، ذاتي التنظيم والتطور الذاتي مع بعض القدرات الاحتياطية. حيث
تعلم أن القدرة على أداء العمل البدني يمكن أن تزيد عدة مرات ، ولكن حتى حد معين. في حين أن النشاط العقلي في الواقع ليس له قيود في تطوره.
يسمح النشاط العضلي المنتظم ، من خلال تحسين الوظائف الفسيولوجية ، بتعبئة احتياطيات الجسم ، التي لا يعرف الكثيرون وجودها. وتجدر الإشارة إلى أن هناك عملية عكسية ، وانخفاض في القدرات الوظيفية للجسم وتسارع الشيخوخة مع انخفاض في النشاط البدني.
في سياق التمارين البدنية ، يتم تحسين النشاط العصبي العالي ووظائف الجهاز العصبي المركزي. عصبي عضلي. أنظمة القلب والأوعية الدموية والجهاز التنفسي والإخراج وغيرها ، والتمثيل الغذائي والطاقة ، وكذلك نظام تنظيمها العصبي.
يدرك جسم الإنسان ، باستخدام خصائص التنظيم الذاتي للعمليات الداخلية تحت تأثير خارجي ، الخاصية الأكثر أهمية - التكيف مع الظروف الخارجية المتغيرة ، وهو عامل حاسم في القدرة على تطوير الصفات البدنية والمهارات الحركية أثناء التدريب.
دعونا نفكر بمزيد من التفصيل في طبيعة التغيرات الفسيولوجية في عملية التدريب.
يؤدي النشاط البدني إلى تغييرات متنوعة في التمثيل الغذائي ، وتعتمد طبيعتها على المدة وقوة العمل وعدد العضلات المعنية. أثناء التمرين ، تسود عمليات تقويضية وتعبئة واستخدام ركائز الطاقة ، وتتراكم منتجات التمثيل الغذائي الوسيطة. تتميز فترة الراحة بهيمنة عمليات الابتنائية ، وتراكم احتياطي من العناصر الغذائية ، وزيادة تخليق البروتين.
يعتمد معدل الاسترداد على حجم التغييرات التي تحدث أثناء التشغيل ، أي على حجم الحمل.
خلال فترة الراحة ، يتم القضاء على التغيرات الأيضية التي حدثت أثناء نشاط العضلات. إذا كانت عمليات تقويض النشاط البدني ، وتعبئة واستخدام ركائز الطاقة هي السائدة ، فهناك تراكم للمنتجات الأيضية الوسيطة ، فإن فترة الراحة تتميز بهيمنة عمليات الابتنائية ، وتراكم احتياطي من العناصر الغذائية ، وزيادة تخليق البروتين.
في فترة ما بعد العمل ، تزداد شدة الأكسدة الهوائية ، ويزداد استهلاك الأكسجين ، أي يتم التخلص من ديون الأكسجين. الركيزة للأكسدة هي المنتجات الأيضية الوسيطة التي تتكون أثناء نشاط العضلات ، وحمض اللبنيك ، وأجسام الكيتون ، وأحماض الكيتو. يتم تقليل احتياطيات الكربوهيدرات أثناء العمل البدني ، كقاعدة عامة ، بشكل كبير ، لذلك تصبح الأحماض الدهنية الركيزة الرئيسية للأكسدة. بسبب زيادة استخدام الدهون خلال فترة الشفاء ، ينخفض معدل التنفس.
تتميز فترة الاسترداد بزيادة التخليق الحيوي للبروتين ، والذي يتم تثبيته أثناء العمل البدني ، كما يزداد تكوين وإفراز المنتجات النهائية لعملية التمثيل الغذائي للبروتين (اليوريا ، إلخ) من الجسم.
يعتمد معدل الاسترداد على حجم التغييرات التي تحدث أثناء العملية ، أي على حجم الحمل ، والذي يظهر بشكل تخطيطي في الشكل. واحد
الشكل 1 مخطط عمليات الإنفاق واسترداد المصادر
الطاقة أثناء النشاط العضلي بكثافة العسكرية
يكون استرداد التغييرات التي تحدث تحت تأثير الأحمال المنخفضة والمتوسطة الشدة أبطأ من بعد الأحمال المتزايدة والشدة الشديدة ، وهو ما يفسره تغييرات أعمق خلال فترة العمل. بعد زيادة شدة الأحمال ، فإن معدل الأيض المرصود ، لا يصل المواد إلى المستوى الأولي فحسب ، بل يتجاوزه أيضًا. هذه الزيادة فوق المستوى الأولي يسمى على الانتعاش (تعويض ممتاز). يتم تسجيله فقط عندما يتجاوز الحمل مستوى معينًا من القيمة ، أي عندما تؤثر التغييرات الناتجة في التمثيل الغذائي على الجهاز الجيني للخلية. تعتمد شدة الاسترداد ومدته بشكل مباشر على شدة الحمل.
تعد ظاهرة التغلب على القوة آلية مهمة للتكيف (للعضو) مع ظروف الأداء المتغيرة وهي مهمة لفهم الأسس البيوكيميائية للتدريب الرياضي. وتجدر الإشارة إلى أنه كنمط بيولوجي عام ، فإنه لا يمتد فقط إلى تراكم مواد الطاقة ، ولكن أيضًا إلى تخليق البروتينات ، والتي ، على وجه الخصوص ، تتجلى في شكل تضخم عامل في عضلات الهيكل العظمي ، عضلة القلب . بعد الحمل المكثف ، يزداد تخليق عدد من الإنزيمات (تحريض الإنزيم) ، ويزيد تركيز فوسفات الكرياتين ، والميوجلوبين ، ويحدث عدد من التغييرات الأخرى.
ثبت أن النشاط العضلي النشط يتسبب في زيادة نشاط القلب والأوعية الدموية والجهاز التنفسي وأنظمة الجسم الأخرى. في أي نشاط بشري ، تعمل جميع أعضاء وأنظمة الجسم في تناغم ووحدة وثيقة. تتم هذه العلاقة بمساعدة الجهاز العصبي والتنظيم الخلطي (السائل).
ينظم الجهاز العصبي نشاط الجسم من خلال النبضات الكهربية الحيوية. العمليات العصبية الرئيسية هي الإثارة والتثبيط الذي يحدث في الخلايا العصبية. الإثارة- الحالة النشطة للخلايا العصبية ، عندما تنقل الطمي ، فإنها هي نفسها توجه النبضات العصبية إلى خلايا أخرى: العصب والعضلات والغدية وغيرها. الكبح- حالة الخلايا العصبية ، عندما يهدف نشاطها إلى التعافي ، فالنوم ، على سبيل المثال ، هو حالة من الجهاز العصبي ، عندما يتم تثبيط الغالبية العظمى من الخلايا العصبية للجهاز العصبي المركزي.
يتم التنظيم الخلطي عن طريق الدم عن طريق مواد كيميائية خاصة (هرمونات) تفرزها الغدد الصماء ، نسبة التركيز ثاني أكسيد الكربونو O2 من خلال آليات أخرى. على سبيل المثال ، في حالة ما قبل البدء ، عندما يُتوقع نشاط بدني مكثف ، تفرز الغدد الصماء (الغدد الكظرية) هرمونًا خاصًا ، الأدرينالين ، في الدم ، مما يساعد على تعزيز نشاط الجهاز القلبي الوعائي.
يتم التنظيم الخلطي والعصبي في وحدة. يتم إسناد الدور القيادي للجهاز العصبي المركزي ، الدماغ ، والذي يعتبر ، كما كان ، المقر المركزي للتحكم في النشاط الحيوي للكائن الحي.
الهيكل المعقد لجسم الإنسان هو حاليا ذروة التحول التطوري. مثل هذا النظام يحتاج إلى طرق خاصة للتنسيق. يتم التنظيم الخلطي بمساعدة الهرمونات. لكن الجهاز العصبي هو تنسيق النشاط بمساعدة نظام الأعضاء الذي يحمل نفس الاسم.
ما هو تنظيم وظائف الجسم
جسم الإنسان له بنية معقدة للغاية. من الخلايا إلى أنظمة الأعضاء ، إنه نظام مترابط ، من أجل الأداء الطبيعي الذي يجب إنشاء آلية تنظيمية واضحة له. يتم تنفيذها بطريقتين. الطريقة الأولى هي الأسرع. يطلق عليه التنظيم العصبي. يتم تنفيذ هذه العملية من قبل النظام الذي يحمل نفس الاسم. هناك رأي خاطئ مفاده أن التنظيم الخلطي يتم بمساعدة النبضات العصبية. ومع ذلك ، هذا ليس هو الحال على الإطلاق. يتم التنظيم الخلطي بمساعدة الهرمونات التي تدخل بيئة السوائل في الجسم.
ميزات التنظيم العصبي
يشمل هذا النظام الدائرة المركزية والطرفية. إذا كان التنظيم الخلطي لوظائف الجسم يتم بمساعدة المواد الكيميائية ، فإن هذه الطريقة هي "طريق مرور سريع" ، يربط الجسم في كل واحد. هذه العملية تحدث بسرعة كبيرة. فقط تخيل أنك لمست مكواة ساخنة بيدك أو مشيت حافي القدمين في الثلج في الشتاء. سيكون رد فعل الجسم فوريًا تقريبًا. لها أهم قيمة وقائية ، وتعزز التكيف والبقاء في مختلف الظروف. يقوم الجهاز العصبي على أساس ردود الفعل الفطرية والمكتسبة من الجسم. الأول هو ردود الفعل غير المشروطة. وتشمل هذه الجهاز التنفسي والامتصاص والوميض. وبمرور الوقت ، يطور الشخص ردود فعل مكتسبة. هذه ردود أفعال غير مشروطة.
ميزات التنظيم الخلطي
يتم تنفيذ الخلط بمساعدة الأجهزة المتخصصة. يطلق عليهم اسم الغدد ويتم دمجهم في نظام منفصل يسمى نظام الغدد الصماء. تتكون هذه الأعضاء من نوع خاص من الأنسجة الظهارية وهي قادرة على التجدد. عمل الهرمونات طويل الأمد ويستمر طوال حياة الشخص.
ما هي الهرمونات
تفرز الغدد الهرمونات. نظرًا لتركيبها الخاص ، تعمل هذه المواد على تسريع أو تطبيع العمليات الفسيولوجية المختلفة في الجسم. على سبيل المثال ، توجد الغدة النخامية في قاعدة الدماغ. ينتج نتيجة لذلك يزداد حجم جسم الإنسان لأكثر من عشرين عامًا.
الغدد: ملامح الهيكل والأداء
لذلك ، يتم إجراء التنظيم الخلطي في الجسم بمساعدة أعضاء خاصة - غدد. أنها تضمن ثبات البيئة الداخلية ، أو التوازن. عملهم هو في طبيعة ردود الفعل. على سبيل المثال ، مؤشر مهم للجسم مثل مستوى السكر في الدم ينظمه هرمون الأنسولين في الحد الأعلى والجلوكاجون في الحد الأدنى. هذه هي آلية عمل جهاز الغدد الصماء.
الغدد خارجية الإفراز
يتم التنظيم الخلطي بمساعدة الغدد. ومع ذلك ، اعتمادًا على السمات الهيكلية ، يتم دمج هذه الأعضاء في ثلاث مجموعات: خارجي (خارجي (خارجي) ، داخلي (غدد صماء) وإفراز مختلط. ومن أمثلة المجموعة الأولى اللعابية والدهنية والدمعية. تتميز بوجود قنوات الإخراج الخاصة بها. تفرز الغدد الإفرازية على سطح الجلد أو في تجاويف الجسم.
الغدد الصماء
تفرز الغدد الصماء الهرمونات في الدم. ليس لديهم قنوات الإخراج الخاصة بهم ، لذلك يتم التنظيم الخلطي بمساعدة سوائل الجسم. عند دخولها إلى الدم أو اللمف ، يتم حملها في جميع أنحاء الجسم ، وتأتي إلى كل خلية من خلاياه. والنتيجة هي تسارع أو تباطؤ العمليات المختلفة. قد يكون هذا النمو والتطور الجنسي والنفسي والتمثيل الغذائي ونشاط الأعضاء الفردية وأنظمتها.
نقص وفرط وظائف الغدد الصماء
نشاط كل غدة صماء له "وجهان للعملة". لنلق نظرة على هذا بأمثلة محددة. إذا كانت الغدة النخامية تفرز كمية زائدة من هرمون النمو ، فإن العملقة تتطور ، ومع نقص هذه المادة ، يلاحظ التقزم. كلاهما انحرافات عن التطور الطبيعي.
تفرز الغدة الدرقية عدة هرمونات في وقت واحد. هذه هي هرمون الغدة الدرقية والكالسيتونين وثلاثي يودوثيرونين. مع عدم كفاية عدد الأطفال ، يطور الأطفال القماءة ، والتي تتجلى في التخلف العقلي. إذا ظهر قصور في الوظيفة في مرحلة البلوغ ، يكون مصحوبًا بتورم الغشاء المخاطي والأنسجة تحت الجلد وتساقط الشعر والنعاس. إذا تجاوزت كمية هرمونات هذه الغدة الحد الطبيعي ، فقد يصاب الشخص بمرض جريفز. يتجلى في زيادة استثارة الجهاز العصبي ، وارتعاش الأطراف ، والقلق غير المبرر. كل هذا يؤدي حتما إلى الهزال وفقدان الحيوية.
تشمل الغدد الصماء أيضًا الغدة الدرقية والغدة الصعترية والغدد الكظرية. تفرز الغدد الأخيرة في وقت المواقف العصيبة هرمون الأدرينالين. يضمن وجوده في الدم حشد جميع القوى الحيوية والقدرة على التكيف والبقاء في ظروف غير قياسية للجسم. بادئ ذي بدء ، يتم التعبير عن هذا في تزويد الجهاز العضلي بالقدر اللازم من الطاقة. يُطلق على الهرمون العكسي المفعول ، والذي تفرزه الغدد الكظرية أيضًا ، النورإبينفرين. كما أنه ذو أهمية كبيرة للجسم ، لأنه يحميه من الإثارة المفرطة ، وفقدان القوة ، والطاقة ، والتآكل السريع. هذا مثال آخر على الإجراء العكسي لنظام الغدد الصماء البشري.
غدد مختلطة الإفراز
وتشمل هذه البنكرياس والغدد التناسلية. مبدأ عملهم ذو شقين. نوعان فقط والجلوكاجون. هم ، على التوالي ، يخفضون ويزيدون مستوى الجلوكوز في الدم. في جسم الإنسان السليم ، يمر هذا التنظيم دون أن يلاحظه أحد. ومع ذلك ، إذا تم انتهاك هذه الوظيفة ، يحدث مرض خطير يسمى داء السكري. يحتاج الأشخاص المصابون بهذا التشخيص إلى تناول الأنسولين الاصطناعي. كغدة إفراز خارجية ، يفرز البنكرياس عصير الجهاز الهضمي. تفرز هذه المادة في القسم الأول من الأمعاء الدقيقة - الاثني عشر. تحت تأثيرها ، هناك عملية تقسيم البوليمرات الحيوية المعقدة إلى البوليمرات البسيطة. في هذا القسم تتفكك البروتينات والدهون إلى الأجزاء المكونة لها.
تفرز الغدد التناسلية أيضًا هرمونات مختلفة. هذه هي هرمون التستوستيرون والإستروجين الأنثوي. تبدأ هذه المواد في العمل حتى في سياق التطور الجنيني ، وتؤثر الهرمونات الجنسية على تكوين الجنس ، ثم تشكل خصائص جنسية معينة. مثل الغدد الخارجية ، فإنها تشكل الأمشاج. الإنسان ، مثل كل الثدييات ، كائن حي ثنائي المسكن. جهازه التناسلي له خطة هيكلية عامة ويتم تمثيله في الغدد التناسلية وقنواتها وخلاياها مباشرة. في النساء ، يتم إقران هذه المبايض مع مسالكها وبيضها. يتكون الجهاز التناسلي عند الرجال من الخصيتين والقنوات الإخراجية وخلايا الحيوانات المنوية. في هذه الحالة ، تعمل هذه الغدد كغدد إفراز خارجي.
التنظيم العصبي والخلطي مترابطان ارتباطًا وثيقًا. يعملون كآلية واحدة. الخلط أقدم في الأصل ، وله تأثير طويل المدى ويعمل على الجسم كله ، حيث يحمل الدم الهرمونات وتدخل إلى كل خلية. والشخص العصبي يعمل بشكل تدريجي ، في وقت محدد وفي مكان محدد ، وفقًا لمبدأ "هنا والآن". بعد تغيير الشروط ، يتم إنهاء عملها.
لذلك ، يتم إجراء التنظيم الخلطي للعمليات الفسيولوجية بمساعدة نظام الغدد الصماء. هذه الأعضاء قادرة على إفراز مواد خاصة نشطة بيولوجيا في الوسائط السائلة ، والتي تسمى الهرمونات.
جار التحميل...