организъм
Регулиране на функциите на клетките, тъканите и органите, връзката между тях, т.е. целостта на организма, а единството на организма и външната среда се осъществява от нервната система и хуморалния път. С други думи, имаме два механизма на регулиране на функциите – нервен и хуморален.
Нервната регулация се осъществява от нервната система, мозъка и гръбначния мозък чрез нервите, които се доставят на всички органи на нашето тяло. Тялото е постоянно засегнато от определени раздразнения. Организмът реагира на всички тези стимули с определена активност или, както е обичайно да се създава, се осъществява адаптиране на функцията на организма към постоянно променящите се условия на външната среда. Така че понижаването на температурата на въздуха се придружава не само от стесняване на кръвоносните съдове, но и от увеличаване на метаболизма в клетките и тъканите и следователно от увеличаване на производството на топлина. Поради това се установява определен баланс между топлопреминаването и генерирането на топлина, не настъпва хипотермия на тялото и се поддържа постоянството на телесната температура. Дразненето на вкусовите рецептори на лентите на устата от храна причинява отделяне на слюнката и други храносмилателни сокове. под въздействието на които става смилането на храната. Благодарение на това необходимите вещества навлизат в клетките и тъканите и се установява определен баланс между дисимилация и асимилация. Според този принцип се регулират и други функции на тялото.
Нервната регулация има рефлекторен характер. Различни стимули се възприемат от рецепторите. Полученото възбуда от рецепторите по сетивните нерви се предава към централната нервна система, а оттам по двигателните нерви към органите, които извършват определени дейности. Такива реакции на тялото към стимули, извършвани през централната нервна система. са наречени рефлекси.Пътят, по който се предава възбуждането по време на рефлекс, се нарича рефлексна дъга. Рефлексите са разнообразни. I.P. Павлов раздели всички рефлекси на безусловно и условно.Безусловните рефлекси са вродени рефлекси, наследени. Пример за такива рефлекси са вазомоторните рефлекси (вазоконстрикция или разширяване на кръвоносните съдове в отговор на кожно дразнене от студ или топлина), рефлексът на слюноотделяне (слюноотделяне, когато вкусовите рецептори са раздразнени с храна) и много други.
Условните рефлекси са придобити рефлекси, развиват се през целия живот на животно или човек. Тези рефлекси възникват
само при определени условия и може да изчезне. Пример за условни рефлекси е отделянето на слюнка при вида на бедност, при усещането за миризми на храна и при човек, дори когато говори за това.
Хуморалната регулация (Humor - течност) се осъществява чрез кръв и други течности и, които изграждат вътрешната среда на тялото, чрез различни химикали, които се произвеждат в самия организъм или идват от външната среда. Примери за такива вещества са хормоните, секретирани от жлезите с вътрешна секреция, и витамините, които влизат в тялото с храната. Химикалите се пренасят от кръвта в тялото и засягат различни функции, по-специално метаболизма в клетките и тъканите. Освен това всяко вещество засяга определен процес, който се случва в този или онзи орган.
Нервните и хуморалните механизми на регулиране на функциите са взаимосвързани. По този начин нервната система упражнява регулаторен ефект върху органите не само директно чрез нервите, но и чрез ендокринните жлези, променяйки интензивността на образуването на хормони в тези органи и навлизането им в кръвта.
От своя страна много хормони и други вещества влияят на нервната система.
В живия организъм нервната и хуморална регулация на различни функции се осъществява по принципа на саморегулацията, т.е. автоматично. Съгласно този принцип на регулиране кръвното налягане, постоянството на състава и физикохимичните свойства на кръвта и телесната температура се поддържат на определено ниво. строго координирано се променят метаболизма, дейността на сърцето, дихателната и другите органи на системите при физическа работа и др.
Благодарение на това се поддържат определени относително постоянни условия, при които протича дейността на клетките и тъканите на тялото, или с други думи, поддържа се постоянството на вътрешната среда.
Трябва да се отбележи, че при хората нервната система играе водеща роля в регулирането на жизнената дейност на организма.
По този начин човешкото тяло е единна, интегрална, сложна, саморегулираща се и саморазвиваща се биологична система, която има определени резервни възможности. При което
да знаете, че способността за извършване на физическа работа може да се увеличи многократно, но до определен предел. Докато умствената дейност практически няма ограничения в своето развитие.
Систематичната мускулна дейност позволява чрез подобряване на физиологичните функции да се мобилизират резервите на тялото, за чието съществуване мнозина дори не знаят. Трябва да се отбележи, че има обратен процес, спад на функционалните възможности на организма и ускорено стареене с намаляване на физическата активност.
В хода на физическите упражнения се подобрява висшата нервна дейност и функциите на централната нервна система. нервно-мускулна. сърдечно-съдовата, дихателната, отделителната и други системи, обмяната на веществата и енергията, както и системата за тяхната неврохуморална регулация.
Човешкото тяло, използвайки свойствата на саморегулация на вътрешните процеси под външно въздействие, реализира най-важното свойство - адаптация към променящите се външни условия, което е определящ фактор за способността за развитие на физически качества и двигателни умения по време на тренировка.
Нека разгледаме по-подробно естеството на физиологичните промени по време на тренировка.
Физическата активност води до различни метаболитни промени, чийто характер зависи от продължителността, силата на работа и броя на участващите мускули. При физическо натоварване преобладават катаболните процеси, мобилизация и използване на енергийни субстрати, натрупване на междинни метаболитни продукти. Периодът на почивка се характеризира с преобладаване на анаболни процеси, натрупване на запас от хранителни вещества и засилен синтез на протеини.
Скоростта на възстановяване зависи от големината на промените, настъпили по време на работа, тоест от големината на натоварването.
През периода на почивка се елиминират метаболитните промени, възникнали по време на мускулната дейност. Ако по време на физическо натоварване преобладават катаболните процеси, мобилизирането и използването на енергийни субстрати, има натрупване на междинни метаболитни продукти, тогава периодът на почивка се характеризира с преобладаване на анаболни процеси, натрупване на запас от хранителни вещества и повишен протеин синтез.
В периода след работа интензивността на аеробното окисление се увеличава, консумацията на кислород се увеличава, т.е. кислородният дълг е елиминиран. Окислителният субстрат са междинни метаболитни продукти, образувани в хода на мускулната дейност, млечна киселина, кетонни тела и кето киселини. Запасите от въглехидрати по време на физическа работа, като правило, са значително намалени, следователно мастните киселини стават основният субстрат за окисление. Поради повишеното използване на липиди по време на възстановителния период, дихателният коефициент намалява.
Възстановителният период се характеризира със засилена биосинтеза на протеини, която се инхибира по време на физическа работа, а също така се увеличава образуването и отделянето на крайни продукти от протеиновия метаболизъм (урея и др.) от организма.
Скоростта на възстановяване зависи от големината на промените, настъпили по време на работа, т.е. върху големината на натоварването, което е схематично показано на фиг. 1
Фиг. 1 Диаграма на процесите на разход и възстановяване на източници
енергия по време на мускулна дейност с военна интензивност
Възстановяването на промените, възникнали под въздействието на натоварвания с ниска и средна интензивност, е по-бавно, отколкото след натоварвания с повишена и максимална интензивност, което се обяснява с по-дълбоки промени през периода на работа. След повишена интензивност на натоварванията, наблюдаваният индикатор за метаболизъм, веществата не само достига първоначалното ниво, но и го надхвърля. Това увеличение над първоначалното ниво се нарича свръхвъзстановяване (суперкомпенсация)... Регистрира се само когато натоварването надвиши определено ниво по величина, т.е. когато произтичащите от това метаболитни изменения засягат генетичния апарат на клетката. Тежестта на превъзстановяването и неговата продължителност са правопропорционални на интензивността на натоварването.
Феноменът свръхестествено поведение е важен: механизмът на адаптация (на орган) към променените условия на функциониране и е важен за разбирането на биохимичните основи на спортната тренировка. Трябва да се отбележи, че като обща биологична закономерност тя се отнася не само за натрупването на енергиен материал, но и за синтеза на протеини, който по-специално се проявява под формата на работеща хипертрофия на скелетните мускули, сърдечния мускул. След интензивно натоварване се увеличава синтеза на редица ензими (ензимна индукция), повишава се концентрацията на креатин фосфат, миоглобин и настъпват редица други промени.
Установено е, че активната мускулна дейност предизвиква повишаване на активността на сърдечно-съдовата, дихателната и други системи на тялото. При всяка човешка дейност всички органи и системи на тялото действат съгласувано, в тясно единство. Тази връзка се осъществява с помощта на нервната система и хуморалната (течност) регулация.
Нервната система регулира дейността на тялото чрез биоелектрични импулси. Основните нервни процеси са възбуждане и инхибиране, които възникват в нервните клетки. Възбуждане- активното състояние на нервните клетки, когато предават тиня, „насочват самите нервни импулси към други клетки: нервни, мускулни, жлезисти и други. Спиране- състоянието на нервните клетки, когато тяхната дейност е насочена към възстановяване.Сънят например е състояние на нервната система, когато преобладаващият брой нервни клетки на централната нервна система е инхибиран.
Хуморалната регулация се осъществява чрез кръвта с помощта на специални химикали (хормони), секретирани от ендокринните жлези, съотношението на концентрация CO2и O2 по други механизми. Например, в предстартовото състояние, когато се очаква интензивна физическа активност, жлезите с вътрешна секреция (надбъбречните жлези) отделят в кръвта специален хормон адреналин, който спомага за засилване на дейността на сърдечно-съдовата система.
Хуморалната и нервната регулация се осъществяват в единство. Водещата роля е възложена на централната нервна система, мозъка, който е като че ли централният щаб на жизнените функции на тялото.
2.10.1. Рефлексна природа и рефлекторни механизми на двигателната дейност
Нервната система работи на рефлекторния принцип. Унаследените рефлекси, заложени от раждането в нервната система, в нейната структура, във връзките между нервните клетки, се наричат безусловни рефлекси. Обединени в дълги вериги, безусловните рефлекси са в основата на инстинктивното поведение. При хората и при висшите животни основата на поведението са условните рефлекси, развити в процеса на жизнената дейност на базата на безусловни рефлекси.
Спортно-трудовата дейност на човек, включително овладяването на двигателните умения, се осъществява на принципа на връзката между условните рефлекси и динамичните стереотипи с безусловни рефлекси.
За извършване на ясни, целенасочени движения е необходимо непрекъснато да получавате сигнали до централната нервна система за функционалното състояние на мускулите, за степента на тяхното свиване, напрежение и отпускане, за стойката на тялото, за положението на ставите и ъгълът на огъване в тях.
Цялата тази информация се предава от рецепторите на сетивните системи и особено от рецепторите на двигателната сензорна система, от т. нар. проприорецептори, които се намират в мускулната тъкан, фасцията, ставните капсули и сухожилията.
От тези рецептори, съгласно принципа на обратната връзка и рефлекторния механизъм, ЦНС получава пълна информация за изпълнението на дадено двигателно действие и за съпоставянето му с дадена програма.
Всяко, дори и най-простото движение се нуждае от постоянна корекция, която се осигурява от информация, идваща от проприорецепторите и от други сензорни системи. При многократно повторение на двигателното действие импулсите от рецепторите достигат до двигателните центрове в централната нервна система, които съответно променят импулсите си, отиващи към мускулите, за да подобрят заучените движения.
Благодарение на такъв сложен рефлексен механизъм се подобрява двигателната активност.
Физиологичната регулация се нарича контрол на функциите на тялото, за да се адаптира към условията на околната среда. Регулирането на функциите на тялото е основата за осигуряване на постоянство на вътрешната среда на тялото и адаптирането му към променящите се условия на съществуване и се осъществява съгласно принципа на саморегулация чрез формиране на функционални системи. Функцията на системите и на организма като цяло е дейността, насочена към поддържане на целостта и свойствата на системата. Функциите се характеризират количествено и качествено. Основата на физиологичната регулация е предаването и обработката на информация. Терминът "информация" означава всяко съобщение за факти и събития, случващи се в околната среда и човешкото тяло. Под саморегулация се разбира този вид регулация, когато отклонението на регулирания параметър е стимул за неговото възстановяване. За прилагане на принципа на саморегулиране е необходимо взаимодействието на следните компоненти на функционалните системи.
Регулируем параметър (обект на регулиране, константа).
Устройства за управление, които наблюдават отклонението на този параметър под въздействието на външни и вътрешни фактори.
Регулаторни устройства, които осигуряват насочено действие върху дейността на органите, от които зависи възстановяването на отклонения параметър.
Изпълнителните апарати са органи и системи от органи, промяната в дейността на които в съответствие с регулаторни влияния води до възстановяване на първоначалната стойност на параметъра. „Обратната аферентация носи информация към регулаторните апарати за постигане или непостигане на полезен резултат, за връщане или невръщане на отклонения параметър към нормалното. Така регулирането на функциите се осъществява от система, която се състои от отделни елементи: устройство за управление (централна нервна система, ендокринна клетка), комуникационни канали (нерви, течна вътрешна среда), сензори, които възприемат действието на фактори на външната и вътрешната среда (рецептори), структури, които възприемат информация от изходните канали (клетка рецептори) и изпълнителни органи.
Регулаторната система в тялото е структура на три нива. Първото ниво на регулиране се състои от относително автономни локални системи, които поддържат константи. Второто ниво на регулаторната система осигурява адаптивни реакции във връзка с промените във вътрешната среда, на това ниво се осигурява оптималният режим на работа на физиологичните системи за адаптиране на тялото към външната среда. Третото ниво на регулиране се осъществява от поведенческите реакции на организма и осигурява оптимизиране на неговата жизнена дейност.
Има четири вида регулация: механична, хуморална, нервна, невро-хуморална.
Физическо (механично) регулиранеосъществява се чрез механични, електрически, оптични, звукови, електромагнитни, термични и други процеси (например запълването на сърдечните кухини с допълнителен обем кръв води до по-голяма степен на разтягане на стените им и до по-силно свиване на миокарда). Най-надеждните регулаторни механизми са местните. Те се реализират чрез физикохимичното взаимодействие на структурите на органите. Например, в работещ мускул, в резултат на освобождаването на химични метаболити и топлина от миоцитите, настъпва разширяване на кръвоносните съдове, което е придружено от увеличаване на обемния кръвен поток и увеличаване на доставката на хранителни вещества и кислород към миоцитите. Локалното регулиране може да се извърши с помощта на биологично активни вещества (хистамин), тъканни хормони (простагландини).
Хуморална регулацияосъществява се през телесните течности (кръв (хумор), лимфа, междуклетъчни, цереброспинални течности) с помощта на различни биологично активни вещества, които се секретират от специализирани клетки, тъкани или органи. Този тип регулация може да се осъществи на ниво органни структури – локална саморегулация, или да осигури генерализирани ефекти чрез системата за хормонална регулация. Химикалите, които се образуват в специализирани тъкани и имат специфични функции, навлизат в кръвния поток. Сред тези вещества се разграничават: метаболити, медиатори, хормони. Те могат да действат локално или дистанционно. Например, продуктите от хидролизата на АТФ, чиято концентрация се увеличава с увеличаване на функционалната активност на клетките, предизвикват разширяване на кръвоносните съдове и подобряват трофиката на тези клетки. Особено важна роля играят хормоните, продуктите на секрецията на специални, ендокринни органи. Ендокринните жлези включват: хипофизата, щитовидната и паращитовидните жлези, островния апарат на панкреаса, кората и медулата на надбъбречните жлези, половите жлези, плацентата и епифизата. Хормоните влияят на метаболизма, стимулират морфообразуващите процеси, диференциацията, растежа, метаморфозата на клетките, включват определена активност на изпълнителните органи, променят интензивността на дейността на изпълнителните органи и тъкани. Хуморалният път на регулация действа сравнително бавно, скоростта на реакцията зависи от скоростта на образуване и секреция на хормона, проникването му в лимфата и кръвта и скоростта на кръвния поток. Локалното действие на хормона се определя от наличието на специфичен рецептор за него. Продължителността на действието на хормона зависи от скоростта на унищожаването му в организма. В различни клетки на тялото, включително и в мозъка, се образуват невропептиди, които влияят върху поведението на тялото, редица различни функции и регулират секрецията на хормони.
Нервна регулацияизвършва се от нервната система, въз основа на обработката на информация от невроните и нейното предаване по нервите. Има следните характеристики:
Висока скорост на развитие на действие;
Комуникационна точност;
Висока специфичност – в реакцията участват строго определен брой компоненти, които са необходими в даден момент.
Нервната регулация се извършва бързо, с насочване на сигнала към конкретен адресат. Предаването на информация (потенциали на действие на невроните) се извършва със скорост до 80-120 m / s без намаляване на амплитудата и загуба на енергия. Соматичните и вегетативните функции на тялото са обект на нервна регулация. Основният принцип на нервната регулация е рефлексът. Нервният механизъм на регулация филогенетично възниква по-късно от локалния и хуморалния и осигурява висока точност, бързина и надеждност на отговора. Това е най-съвършеният регулаторен механизъм.
Неврохуморална корелация.В хода на еволюцията нервният и хуморалният тип корелации се обединяват в неврохуморална форма, когато неотложното участие на органите в процеса на действие чрез нервна корелация се допълва и удължава от хуморални фактори.
Нервните и хуморалните корелации играят водеща роля в обединяването (интегрирането) на съставните части (компонентите) на организма в единен цялостен организъм. В същото време те сякаш се допълват взаимно със собствените си характеристики. Хуморалната връзка е генерализирана. Тя се реализира едновременно в цялото тяло. Нервната връзка има насочен характер, тя е най-селективна и се реализира във всеки конкретен случай, главно на нивото на определени компоненти на тялото.
Творческите връзки осигуряват обмен между клетките с макромолекули, които са в състояние да упражняват регулаторен ефект върху процесите на метаболизъм, диференциация, растеж, развитие и функциониране на клетките и тъканите. Чрез творчески връзки се осъществява влиянието на кейлоните – протеини, които потискат синтеза на нуклеинови киселини и клетъчното делене.
Метаболитите, чрез механизъм на обратна връзка, влияят на вътреклетъчния метаболизъм и клетъчните функции и функционирането на съседни структури. Например, по време на интензивна мускулна работа, млечната и пировиноградната киселина, образувани в мускулната клетка в условия на недостиг на кислород, водят до разширяване на мускулните микросъдове, до увеличаване на притока на кръв, хранителни вещества и кислород, което подобрява храненето на мускулните клетки . В същото време те стимулират метаболитните пътища на тяхното използване и намаляват контрактилитета на мускулите.
Невроендокринната система осигурява съответствието на метаболитните, физическите функции и поведенческите реакции на организма към условията на външната среда, подпомага процесите на диференциация, растеж, развитие и регенерация на клетките; като цяло те допринасят за опазването и развитието както на отделния човек, така и на биологичния вид като цяло. Двойната (нервна и ендокринна) регулация осигурява чрез механизма на дублиране, надеждността на регулацията, висока степен на отговор през нервната система и продължителността на отговора във времето чрез освобождаване на хормони. Филогенетично най-древните хормони се произвеждат от нервните клетки; химически сигнал и нервен импулс често се преобразуват помежду си. Хормоните, като невромодулатори, влияят върху ефектите в централната нервна система на много медиатори (гастрин, холецистокинин, VIP, GIP, невротензин, бомбезин, субстанция P, опиомеланокортини - ACTH, бета, гама липотропини, алфа, бета, гама ендорфини, пролактин, хормон на растежа). Описани са неврони, произвеждащи хормони.
Нервната и хуморална регулация се основава на принципа на кръговата връзка, който в биологичните системи е показан като приоритет от съветския физиолог П. К. Анохин. Положителните и отрицателните отзиви осигуряват оптимално ниво на функциониране – засилват слабите реакции и ограничават прекалено силните.
Разделянето на регулаторните механизми на нервни и хуморални е произволно. В тялото тези механизми са неразделни.
1) Информацията за състоянието на външната и вътрешната среда, като правило, се възприема от елементите на нервната система и след обработка в невроните, както нервните, така и хуморалните пътища на регулиране могат да се използват като изпълнителни органи.
2) Дейността на жлезите с вътрешна секреция се контролира от нервната система. От своя страна метаболизмът, развитието и диференциацията на невроните се осъществява под въздействието на хормоните.
3) Потенциите на действие в точките на контакт между неврона и работната клетка предизвикват секреция на медиатор, който чрез хуморалната връзка променя функцията на клетката. Така тялото има единна неврохуморална регулация с приоритетна стойност на нервната система. Тялото отговаря на действието на всеки стимул със сложна биологична реакция като цяло. Това се постига чрез взаимодействието на всички системи, тъкани и клетки на тялото. Взаимодействието се осигурява от локални, хуморални и нервни механизми на регулиране
Човешката нервна система е разделена на централна (мозък и гръбначен мозък) и периферна. Централната нервна система осигурява индивидуалната адаптация на организма към околната среда, адаптацията на организма, поведението на организма в съответствие с конституцията и неговите нужди, осигурява интегрирането и обединяването на органите в едно цяло въз основа на възприятието. , оценка, сравнение, анализ на информация, идваща от външната и вътрешната среда на организма... Периферната нервна система осигурява трофика на тъканите и има пряк ефект върху структурата и функционалната активност на органите.
Най-важните понятия от теорията на физиологичната регулация.
Преди да разгледаме механизмите на неврохуморалната регулация, нека се спрем на най-важните концепции от този раздел на физиологията. Някои от тях са разработени от кибернетиката. Познаването на подобни понятия улеснява разбирането на регулирането на физиологичните функции и решаването на редица проблеми в медицината.
Физиологична функция- проявата на жизнената дейност на организма или неговите структури (клетки, орган, системи от клетки и тъкани), насочена към запазване на живота и изпълнение на генетично и социално детерминирани програми.
Система- набор от взаимодействащи елементи, изпълняващи функция, която не може да бъде изпълнена от един отделен елемент.
елемент -структурна и функционална единица на системата.
Сигнал -различни видове материя и енергия, които предават информация.
Информацияинформация, съобщения, предавани по комуникационни канали и възприемани от тялото.
Стимул- фактор на външната или вътрешната среда, чийто ефект върху рецепторните образувания на тялото причинява промяна в процесите на жизненоважна дейност. Иритантите се делят на адекватни и неадекватни. Към възприятието адекватни стимулирецепторите на тялото се адаптират и се активират при много ниска енергия на влияещия фактор. Например, за да активирате рецепторите на ретината (пръчици и колбички), са достатъчни 1-4 светлинни кванта. Неадекватноса дразнители,към чието възприятие не са адаптирани чувствителните елементи на тялото. Например, конусите и пръчиците на ретината не са приспособени към възприемането на механични въздействия и не осигуряват появата на усещане дори при значителна сила на въздействие върху тях. Само с много голяма сила на удар (удар) те могат да бъдат активирани и може да възникне усещането за светлина.
Стимулите също се подразделят според силата си на подпрагови, прагови и надпрагови. Сила подпрагови стимулинедостатъчни за възникване на регистриран отговор на организма или неговите структури. Прагов стимулсе нарича такъв, чиято минимална сила е достатъчна за възникване на изразен отговор. Надпрагови стимулиса по-мощни от праговите стимули.
Дразнител и сигнал са сходни, но не и еднозначни понятия. Един и същ стимул може да има различни стойности на сигнала. Например, скърцането на заек може да бъде сигнал, предупреждаващ за опасността от конгенери, но за лисица същият звук е сигнал за възможността за получаване на храна.
дразнене -въздействието на околната среда или вътрешните фактори върху структурата на тялото. Трябва да се отбележи, че в медицината терминът "дразнене" понякога се използва в друг смисъл - за означаване на реакцията на тялото или неговите структури към действието на стимула.
Рецепторимолекулярни или клетъчни структури, които възприемат действието на фактори на външната или вътрешната среда и предават информация за сигналната стойност на стимула към следващите връзки на регулаторната верига.
Концепцията за рецептори се разглежда от две гледни точки: от молекулярно-биологична и морфофункционална. В последния случай говорим за сензорни рецептори.
С молекулярно-биологиченОт гледна точка, рецепторите са специализирани протеинови молекули, вградени в клетъчната мембрана или разположени в цитозола и ядрото. Всеки тип такъв рецептор е в състояние да взаимодейства само със строго определени сигнални молекули - лиганди.Например за така наречените адренергични рецептори лигандът са молекулите на хормона адреналин и норепинефрин. Тези рецептори са вградени в мембраните на много клетки в тялото. Ролята на лигандите в организма се играе от биологично активни вещества: хормони, невротрансмитери, растежни фактори, цитокини, простагландини. Те изпълняват своята сигнална функция, намирайки се в биологични течности в много ниски концентрации. Например, съдържанието на хормони в кръвта се намира в диапазона 10 -7 -10 "10 mol / l.
С морфофункционалниОт гледна точка рецепторите (сензорните рецептори) са специализирани клетки или нервни окончания, чиято функция е да възприемат действието на стимулите и да осигуряват възникването на възбуждане в нервните влакна. В този смисъл терминът „рецептор” се използва най-често във физиологията, когато става въпрос за регулиране, осигурено от нервната система.
Наборът от един и същи тип сензорни рецептори и областта на тялото, в която са концентрирани, се наричат рецепторно поле.
Функцията на сензорните рецептори в тялото се изпълнява от:
специализирани нервни окончания. Те могат да бъдат разхлабени, без покритие (например, кожни болкови рецептори) или покрити (например, кожни тактилни рецептори);
специализирани нервни клетки (невросензорни клетки). При хората такива сензорни клетки се намират в епителния слой, покриващ повърхността на носната кухина; осигуряват възприемането на миризливи вещества. В ретината на окото невросензорните клетки са представени от конуси и пръчици, които възприемат светлинни лъчи;
3) специализирани епителни клетки са клетки, развиващи се от епителна тъкан, които са придобили висока чувствителност към действието на определени видове стимули и могат да предават информация за тези стимули до нервните окончания. Такива рецептори присъстват във вътрешното ухо, вкусовите рецептори на езика и вестибуларния апарат, осигурявайки способността за възприемане на звукови вълни, вкусови усещания, положение и движение на тялото, съответно.
Регламентпостоянно наблюдение и необходимата корекция на функционирането на системата и отделните й структури с цел постигане на полезен резултат.
Физиологична регулация- процес, който осигурява поддържане на относително постоянство или промяна в желаната посока на показателите на хомеостазата и жизнените функции на организма и неговите структури.
Следните особености са характерни за физиологичната регулация на жизнените функции на организма.
Наличието на затворени контури за управление.Най-простата регулаторна верига (фиг.2.1) включва блокове: регулируем параметър(например ниво на кръвната захар, стойност на кръвното налягане), контролно устройство- в цял организъм е нервен център, в отделна клетка - геном, ефектори- органи и системи, които под въздействието на сигнали от управляващото устройство променят работата си и пряко влияят върху стойността на контролирания параметър.
Взаимодействието на отделни функционални блокове на такава регулаторна система се осъществява чрез директни и обратни канали. Чрез директните комуникационни канали информацията се предава от управляващото устройство към ефекторите, а по каналите за обратна връзка - от рецепторите (сензорите), които управляват
Ориз. 2.1.Контролна верига със затворена верига
стойността на контролирания параметър, - към устройството за управление (например от рецепторите на скелетните мускули - към гръбначния мозък и мозъка).
По този начин обратната връзка (във физиологията се нарича още обратна аферентация) осигурява сигнализиране за стойността (състоянието) на контролирания параметър към управляващото устройство. Той осигурява контрол върху реакцията на ефекторите към управляващия сигнал и резултата от действието. Например, ако целта на движението на човешка ръка е да се отвори учебник по физиология, тогава обратната връзка се осъществява чрез провеждане на импулси по аферентните нервни влакна от рецепторите на очите, кожата и мускулите към мозъка. Този импулс осигурява възможност за проследяване на движенията на ръцете. Благодарение на това нервната система може да коригира движението, за да постигне желания резултат от действието.
С помощта на обратна връзка (обратна аферентация) регулаторният контур се затваря, елементите му се комбинират в затворена верига - система от елементи. Само при наличие на затворен контролен контур е възможно да се постигне стабилно регулиране на параметрите на хомеостазата и адаптивните реакции.
Обратната връзка е разделена на отрицателна и положителна. В тялото преобладаващият брой отзиви са отрицателни. Това означава, че под влиянието на информацията, идваща по техните канали, регулаторната система връща отклонения параметър към първоначалната (нормална) стойност. По този начин е необходима отрицателна обратна връзка, за да се поддържа стабилността на нивото на регулирания индикатор. За разлика от това, положителната обратна връзка допринася за промяна в стойността на контролирания параметър, прехвърляйки го на ново ниво. Така че, в началото на интензивно мускулно натоварване, импулсите от рецепторите на скелетните мускули допринасят за развитието на повишаване на нивото на артериалното кръвно налягане.
Функционирането на неврохуморалните механизми на регулация в организма не винаги е насочено само към поддържане на хомеостатичните константи на постоянно, строго стабилно ниво. В редица случаи е жизнено важно за организма регулаторните системи да преструктурират работата си и да променят стойността на хомеостатичната константа, да променят така наречената „зададена точка“ на регулирания параметър.
Зададена точка(англ. зададена точка).Това е нивото на контролирания параметър, при което системата за управление се стреми да поддържа стойността на този параметър.
Разбирането на наличието и посоката на промените в настройката на хомеостатичната регулация помага да се определи причината за патологични процеси в организма, да се предвиди тяхното развитие и да се намери правилния начин за лечение и превенция.
Нека разгледаме това, използвайки пример за оценка на температурните реакции на тялото. Дори когато човек е здрав, температурата на сърцевината на тялото през деня се колебае между 36 ° C и 37 ° C, а вечерните часове - по-близо до 37 ° C, през нощта и рано сутрин - до 36 ° C . Това показва наличието на циркаден ритъм на промени в стойността на зададената точка на терморегулация. Но наличието на промени в зададената точка на температурата на ядрото на тялото при редица човешки заболявания е особено изразено. Например, с развитието на инфекциозни заболявания, терморегулаторните центрове на нервната система получават сигнал за появата на бактериални токсини в тялото и реорганизират работата си, така че да повишат нивото на телесната температура. Такава реакция на организма към въвеждането на инфекция се развива филогенетично. Полезно е, защото при повишени температури имунната система функционира по-активно, а условията за развитие на инфекцията се влошават. Ето защо не винаги е необходимо да се предписват антипиретици, когато се развие треска. Но тъй като много висока температура на сърцевината на тялото (повече от 39 ° C, особено при деца) може да бъде опасна за тялото (предимно по отношение на увреждане на нервната система), тогава във всеки случай лекарят трябва да направи индивидуално решение. Ако при телесна температура 38,5 - 39 ° C има признаци като мускулно треперене, втрисане, когато човек се увива в одеяло, търси да се затопли, тогава е ясно, че механизмите на терморегулация продължават да мобилизират всички източници на производство на топлина и методи за запазване на топлината в тялото. Това означава, че зададената точка все още не е достигната и в близко бъдеще телесната температура ще се повиши, достигайки опасни граници. Но ако при същата температура пациентът има обилно изпотяване, мускулните тремори са изчезнали и той се отваря, тогава е ясно, че зададената точка вече е достигната и механизмите за терморегулация ще предотвратят по-нататъшно повишаване на температурата. В такава ситуация лекарят за известно време в някои случаи може да се въздържа от предписване на антипиретични лекарства.
Нива на регулаторни системи.Разграничават се следните нива:
субклетъчни (например саморегулиране на вериги от биохимични реакции, комбинирани в биохимични цикли);
клетъчен - регулиране на вътреклетъчните процеси с помощта на биологично активни вещества (автокриния) и метаболити;
тъкан (паракриния, творчески връзки, регулиране на клетъчното взаимодействие: адхезия, интеграция в тъканта, синхронизация на деленето и функционалната активност);
орган - саморегулация на отделни органи, тяхното функциониране като цяло. Такава регулация се осъществява както от хуморални механизми (паракриния, творчески връзки), така и от нервни клетки, чиито тела са разположени във вътрешноорганните автономни ганглии. Тези неврони взаимодействат, за да образуват интраорганни рефлексни дъги. В същото време чрез тях се реализират и регулаторните влияния на централната нервна система върху вътрешните органи;
органична регулация на хомеостазата, целостта на организма, формиране на регулаторни функционални системи, които осигуряват целесъобразни поведенчески реакции, адаптиране на организма към промените в условията на околната среда.
По този начин има много нива на регулаторни системи в тялото. Най-простите системи на тялото се комбинират в по-сложни, способни да изпълняват нови функции. В този случай простите системи като правило се подчиняват на контролни сигнали от по-сложни системи. Това подчинение се нарича йерархия на регулаторните системи.
Механизмите за прилагане на тези разпоредби ще бъдат разгледани по-подробно по-долу.
Единство и отличителни черти на нервната и хуморалната регулация.Механизмите на регулиране на физиологичните функции традиционно се разделят на нервни и хуморални
nye, въпреки че в действителност те образуват единна регулаторна система, която поддържа хомеостазата и адаптивната активност на организма. Тези механизми имат многобройни връзки както на нивото на функциониране на нервните центрове, така и при предаването на сигнална информация към ефекторните структури. Достатъчно е да се каже, че при осъществяването на най-простия рефлекс като елементарен механизъм на нервната регулация предаването на сигнализация от една клетка в друга се осъществява посредством хуморални фактори – невротрансмитери. Чувствителността на сензорните рецептори към действието на стимули и функционалното състояние на невроните се променят от действието на хормони, невротрансмитери, редица други биологично активни вещества, както и най-простите метаболити и минерални йони (K + Na + CaCl - ). От своя страна нервната система може да задейства или да извърши корекция на хуморалната регулация. Хуморалната регулация в организма е под контрола на нервната система.
Характеристики на нервната и хуморалната регулация в организма. Хуморалните механизми са филогенетично по-древни, присъстват дори при едноклетъчните животни и придобиват голямо разнообразие при многоклетъчните и особено при хората.
Нервните механизми на регулация се формират филогенетично по-късно и се формират постепенно в онтогенезата на човека. Такова регулиране е възможно само в многоклетъчни структури с нервни клетки, които се комбинират в нервни вериги и образуват рефлекторни дъги.
Хуморалната регулация се осъществява чрез разпространението на сигнални молекули в телесните течности според принципа "всеки, всичко, всеки" или принципа на "радио комуникация"
Нервната регулация се осъществява по принципа на „писмо с адрес”, или „телеграфна комуникация”.Сигнализирането се предава от нервните центрове към строго определени структури, например до точно определени мускулни влакна или техните групи в определен мускул. Само в този случай са възможни целенасочени, координирани човешки движения.
Хуморалната регулация, като правило, се извършва по-бавно, отколкото нервната. Скоростта на провеждане на сигнала (потенциал на действие) в бързите нервни влакна достига 120 m / s, докато скоростта на транспортиране на сигналната молекула
кула с притока на кръв в артериите е около 200 пъти, а в капилярите - хиляди пъти по-малко.
Пристигането на нервен импулс към ефекторния орган почти незабавно предизвиква физиологичен ефект (например свиване на скелетните мускули). Отговорът на много хормонални сигнали е по-бавен. Например, проявата на отговор към действието на хормоните на щитовидната жлеза и кората на надбъбречната жлеза се появява след десетки минути или дори часове.
Хуморалните механизми са от първостепенно значение за регулирането на метаболитните процеси, скоростта на клетъчно делене, растежа и специализацията на тъканите, пубертета, адаптирането към промените в условията на околната среда.
Нервната система в здраво тяло влияе на всички хуморални регулации и ги коригира. В същото време нервната система има свои специфични функции. Той регулира жизнените процеси, които изискват бързи реакции, осигурява възприемането на сигнали, идващи от сетивните рецептори на сетивата, кожата и вътрешните органи. Регулира тонуса и свиването на скелетните мускули, които осигуряват поддържане на стойката и движението на тялото в пространството. Нервната система осигурява проявлението на такива психични функции като усещане, емоции, мотивация, памет, мислене, съзнание, регулира поведенческите реакции, насочени към постигане на полезен адаптивен резултат.
Въпреки функционалното единство и многобройните взаимовръзки на нервните и хуморалните регулации в тялото, за удобство при изучаване на механизмите на тези регулации, ще ги разгледаме поотделно.
Характеристика на механизмите на хуморална регулация в организма. Хуморалната регулация се осъществява чрез предаване на сигнали с помощта на биологично активни вещества през телесните течности. Биологично активните вещества на тялото включват: хормони, невротрансмитери, простагландини, цитокини, растежни фактори, ендотел, азотен оксид и редица други вещества. За осъществяване на тяхната сигнална функция е достатъчно много малко количество от тези вещества. Например, хормоните изпълняват своята регулаторна роля, когато концентрацията им в кръвта е в рамките на 10 -7 -10 0 mol / l.
Хуморалната регулация се подразделя на ендокринна и локална.
Ендокринна регулация се осъществяват поради функционирането на жлезите с вътрешна секреция (жлезите с вътрешна секреция), които са специализирани органи, които отделят хормони. Хормони- биологично активни вещества, произвеждани от жлезите с вътрешна секреция, пренасяни от кръвта и имащи специфични регулаторни ефекти върху жизнената активност на клетките и тъканите. Отличителна черта на ендокринната регулация е, че ендокринните жлези отделят хормони в кръвта и по този начин тези вещества се доставят до почти всички органи и тъкани. Отговорът на действието на хормона обаче може да бъде само от тези клетки (цели), върху мембрани, в цитозола или ядрото на които има рецептори за съответния хормон.
Отличителна черта местни хуморални разпоредби е, че биологично активните вещества, произвеждани от клетката, не влизат в кръвния поток, а действат върху клетката, която ги произвежда, и нейната непосредствена среда, разпространявайки се поради дифузия през междуклетъчната течност. Такова регулиране се подразделя на регулиране на метаболизма в клетката поради метаболити, автокриния, паракриния, юкстакриния, взаимодействия чрез междуклетъчни контакти.
Регулиране на метаболизма в клетката поради метаболити.Метаболитите са крайни и междинни продукти на метаболитните процеси в клетката. Участието на метаболитите в регулацията на клетъчните процеси се дължи на наличието в метаболизма на вериги от функционално свързани биохимични реакции – биохимични цикли. Характерно е, че вече в такива биохимични цикли има основните признаци на биологична регулация, наличие на затворен контролен контур и отрицателна обратна връзка, която осигурява затварянето на този цикъл. Например, вериги от такива реакции се използват при синтеза на ензими и вещества, участващи в образуването на аденозинтрифосфорна киселина (АТФ). АТФ е вещество, в което се натрупва енергия, лесно се използва от клетките за различни жизнени процеси: движение, синтез на органични вещества, растеж, транспорт на вещества през клетъчните мембрани.
Автокринен механизъм.При този тип регулация, сигналната молекула, синтезирана в клетката, напуска
Рецептор r t ендокриния
О? мооо
Augocrinia Paracrinia Juxtacrinia t
Ориз. 2.2.Видове хуморална регулация в тялото
клетъчната мембрана в междуклетъчната течност и се свързва с рецептора на външната повърхност на мембраната (фиг. 2.2). Така клетката реагира на синтезираната в нея сигнална молекула – лиганда. Прикрепването на лиганд към рецептор на мембраната предизвиква активиране на този рецептор и предизвиква цяла каскада от биохимични реакции в клетката, които осигуряват промяна в нейната жизнена активност. Автокринната регулация често се използва от клетките на имунната и нервната система. Този авторегулаторен път е необходим за поддържане на стабилно ниво на секреция на определени хормони. Например, за предотвратяване на прекомерна секреция на инсулин от Р-клетките на панкреаса, инхибиторният ефект на секретирания от тях хормон върху активността на тези клетки е важен.
Паракринен механизъм.Осъществява се от секретиращите клетки сигнални молекули, които навлизат в междуклетъчната течност и влияят върху жизнената активност на съседните клетки (фиг. 2.2). Отличителна черта на този тип регулация е, че при предаването на сигнала има етап на дифузия на молекулата на лиганда през междуклетъчната течност от една клетка към други съседни клетки. По този начин клетките на панкреаса, които отделят инсулин, засягат клетките на тази жлеза, които отделят друг хормон, глюкагон. Растежните фактори и интерлевкините влияят на клетъчното делене, простагландините влияят върху тонуса на гладката мускулатура, мобилизацията на Ca 2+. Този тип сигнализиране е важно за регулирането на растежа на тъканите по време на ембрионалното развитие, заздравяването на рани, за растежа на увредените нервни влакна и за предаването на възбуждане в синапсите.
Последните проучвания показват, че някои клетки (особено нервните) трябва постоянно да получават специфични сигнали, за да поддържат жизнените си функции.
L1 от съседни клетки. Сред тези специфични сигнали особено важни са веществата – растежни фактори (NGF). При липса на тези сигнални молекули за дълго време, нервните клетки започват програма за самоунищожение. Този механизъм на клетъчна смърт се нарича апоптоза.
Паракринната регулация често се използва едновременно с автокринната регулация. Например, когато възбуждането се предава в синапси, сигналните молекули, секретирани от нервен край, се свързват не само с рецепторите на съседна клетка (на постсинаптичната мембрана), но и с рецепторите на мембраната на същия нервен край (т.е. пресинаптична мембрана).
Юкстакринен механизъм.Извършва се чрез прехвърляне на сигнални молекули директно от външната повърхност на мембраната на една клетка към мембраната на друга. Това се случва при директен контакт (прикрепване, адхезивна адхезия) на мембраните на две клетки. Такова прикрепване възниква, например, когато левкоцитите и тромбоцитите взаимодействат с ендотела на кръвоносните капиляри на място, където има възпалителен процес. Върху мембраните, облицоващи капилярите на клетките, на мястото на възпалението се появяват сигнални молекули, които се свързват с рецепторите на някои видове левкоцити. Тази връзка води до активиране на прикрепването на левкоцитите към повърхността на кръвоносния съд. Това може да бъде последвано от цял комплекс от биологични реакции, които осигуряват прехода на левкоцитите от капиляра към тъканта и тяхното потискане на възпалителната реакция.
Взаимодействия чрез междуклетъчни контакти.Те се осъществяват чрез междумембранни връзки (вмъкни дискове, нексуси). По-специално, предаването на сигнални молекули и някои метаболити през празнини - нексуси - е много често. Когато се образуват връзки, специални протеинови молекули (конексони) на клетъчната мембрана комбинират 6 части, така че да образуват пръстен с пора вътре. На мембраната на съседна клетка (точно противоположна) се образува същото пръстеновидно образувание с пора. Двете централни пори се комбинират, за да образуват канал, който прониква през мембраните на съседните клетки. Ширината на канала е достатъчна за преминаването на много биологично активни вещества и метаболити. Ca 2+ йони свободно преминават през нексусите и са мощни регулатори на вътреклетъчните процеси.
Поради високата си електрическа проводимост, нексусите допринасят за разпространението на локални токове между съседните клетки и образуването на функционалното единство на тъканта. Такива взаимодействия са особено изразени в клетките на сърдечния мускул и гладката мускулатура. Нарушаването на състоянието на междуклетъчните контакти води до сърдечна патология, промени
намаляване на тонуса на мускулите на съдовете, слабост на свиването на матката и промяна в редица други разпоредби.
Междуклетъчните контакти, които играят ролята на укрепване на физическата връзка между мембраните, се наричат плътни връзки и адхезионни пояси. Такива контакти могат да бъдат под формата на кръгъл колан, преминаващ между страничните повърхности на клетката. Уплътняването и увеличаването на здравината на тези съединения се осигурява от прикрепването към повърхността на мембраната на протеини миозин, актинин, тропомиозин, винкулин и др. Плътните връзки насърчават обединяването на клетките в тъкан, тяхната адхезия и устойчивост на тъканите към механично натоварване . Те също така участват в образуването на бариерни образувания в тялото. Тесните контакти са особено изразени между ендотела, облицоващ съдовете на мозъка. Те намаляват пропускливостта на тези съдове за вещества, циркулиращи в кръвта.
Клетъчните и вътреклетъчните мембрани играят важна роля във всяка хуморална регулация, включваща специфични сигнални молекули. Следователно, за да се разбере механизмът на хуморалната регулация, е необходимо да се познават елементите на физиологията на клетъчните мембрани.
Ориз. 2.3.Диаграма на структурата на клетъчната мембрана
Протеин носител
(вторично активен
транспорт)
Мембранен протеин
PKC протеин
Двоен слой фосфолипиди
Антигени
Извънклетъчна повърхност
Вътреклетъчна среда
Характеристики на структурата и свойствата на клетъчните мембрани.Всички клетъчни мембрани се характеризират с един структурен принцип (фиг. 2.3). Те се основават на два слоя липиди (мастни молекули, сред които повечето са фосфолипиди, но има и холестерол и гликолипиди). Мембранните липидни молекули имат глава (участък, който привлича вода и се стреми да взаимодейства с нея, наречен водачphilic) и опашка, която е хидрофобна (отблъсква водните молекули, избягва близостта им). В резултат на тази разлика в свойствата на главата и опашката на липидните молекули, последните, когато ударят водната повърхност, се подреждат в редове: глава до глава, опашка до опашка и образуват двоен слой, в който хидрофилните глави обърнат към водата и хидрофобните опашки са обърнати една към друга. Опашките са вътре в този двоен слой. Наличието на липиден слой образува затворено пространство, изолира цитоплазмата от заобикалящата ги водна среда и създава препятствие за преминаването на вода и разтворими в нея вещества през клетъчната мембрана. Дебелината на такъв липиден бислой е около 5 nm.
Мембраните също съдържат протеини. Техните молекули по обем и маса са 40-50 пъти по-големи от молекулите на мембранните липиди. Благодарение на протеините дебелината на мембраната достига?-10 nm. Въпреки факта, че общите маси на протеини и липиди в повечето мембрани са почти равни, броят на протеиновите молекули в мембраната е десетки пъти по-малък от липидните молекули. Обикновено протеиновите молекули са разпръснати. Те са сякаш разтворени в мембраната, могат да се изместват и променят позицията си в нея. Това беше причината да се нарече структурата на мембраната течна мозайка.Липидните молекули също могат да се движат по протежение на мембраната и дори да прескачат от един липиден слой в друг. Следователно, мембраната има признаци на течливост и в същото време има свойството да се самосглобява, може да се възстанови от увреждане поради свойството на липидните молекули да се натрупват в двоен липиден слой.
Протеиновите молекули могат да проникнат през цялата мембрана, така че краищата им да излизат извън нейните напречни граници. Такива протеини се наричат трансмембраненили интегрална.Има и протеини, които са само частично потопени в мембраната или са разположени на нейната повърхност.
Протеините на клетъчните мембрани имат множество функции. За изпълнението на всяка функция, геномът на клетката задейства синтеза на специфичен протеин. Дори в сравнително проста еритроцитна мембрана има около 100 различни протеина. Сред най-важните функции на мембранните протеини са: 1) рецептор - взаимодействие със сигнални молекули и предаване на сигнала към клетката; 2) транспорт - пренасяне на вещества през мембрани и осигуряване на обмен между цитозола и околната среда. Има няколко вида протеинови молекули (транслокази), които осигуряват трансмембранен транспорт. Сред тях има протеини, които образуват канали, които проникват през мембраната и през тях се осъществява дифузия на определени вещества между цитозола и извънклетъчното пространство. Такива канали най-често са йоноселективни, т.е. само йони от едно вещество могат да преминат. Има и канали, чиято селективност е по-малка, например те преминават йони Na + и K +, K + и C1 ~. Съществуват и протеини носители, които осигуряват транспорта на вещества през мембраната, като променят позицията си в тази мембрана; 3) адхезив - протеините, заедно с въглехидратите, участват в осъществяването на адхезия (адхезия, адхезия на клетките по време на имунни реакции, комбиниране на клетките в слоеве и тъкани); 4) ензимни - някои протеини, вградени в мембраната, действат като катализатори на биохимични реакции, протичането на които е възможно само при контакт с клетъчните мембрани; 5) механични - протеините осигуряват здравината и еластичността на мембраните, връзката им с цитоскелета. Така например в еритроцитите тази роля играе спектриновият протеин, който е прикрепен под формата на мрежова структура към вътрешната повърхност на еритроцитната мембрана и има връзка с вътреклетъчните протеини, изграждащи цитоскелета. Това придава на еритроцитите еластичност, способността да променят и възстановяват формата си при преминаване през кръвоносните капиляри.
Въглехидратите съставляват само 2-10% от масата на мембраната; количеството им в различните клетки е променливо. Благодарение на въглехидратите се осъществяват някои видове междуклетъчни взаимодействия, те участват в разпознаването на чужди антигени от клетката и заедно с протеините създават един вид антигенна структура на повърхностната мембрана на собствената си клетка. Чрез такива антигени клетките се разпознават взаимно, комбинират се в тъкан и се слепват за кратко време, за да предадат сигнални молекули. Съединенията на протеини със захари се наричат гликопротеини. Ако въглехидратите се комбинират с липиди, тогава такива молекули се наричат гликолипиди.
Поради взаимодействието на веществата, влизащи в мембраната, и относителното подреждане на тяхното подреждане, клетъчната мембрана придобива редица свойства и функции, които не могат да се сведат до обикновен сбор от свойства на веществата, които я образуват.
Функции на клетъчните мембрани и механизми на тяхното изпълнение
Към основнотофункции на клетъчните мембрани отнасят се до създаването на мембрана (бариера), разделяща цитозола от
^ натисканесряда, иопределяне на граници иформа на клетката; около \ осигуряване на междуклетъчни контакти, придружени от пеенемембрани (адхезия). Междуклетъчната адхезия е важна ° I обединяване на същия тип клетки в тъкан, образуването на неговата хематиченбариери, осъществяване на имунни реакции; ^ h 0 bdobrazhenie> keniya сигнални молекули ивзаимодействие с тях, както и предаване на сигнали в клетката; 4) осигуряване на мембранни протеини-ензими за катализа на биохимични реакции,преминавайки в близкия до мембраната слой. Някои от тези протеини действат и като рецептори. Свързването на лиганда към stackim рецептора активира неговите ензимни свойства; 5) осигуряване на поляризация на мембраната, генериране на разлика електрическипотенциали между външни ивътрешни странамембрани; 6) създаване на имунна специфичност на клетката поради наличието на антигени в структурата на мембраната. Ролята на антигените, като правило, се изпълнява от областите на протеинови молекули, стърчащи над повърхността на мембраната, и свързаните с тях въглехидратни молекули. Имунната специфичност е важна при интегрирането на клетките в тъканите и взаимодействието с клетките, които упражняват имунен надзор в тялото; 7) осигуряване на селективната пропускливост на веществата през мембраната и техния транспорт между цитозола и околната среда (виж по-долу).
Горният списък с функции на клетъчните мембрани показва, че те участват многостранно в механизмите на неврохуморалната регулация в организма. Без познаване на редица явления и процеси, осигурени от мембранните структури, е невъзможно разбирането и съзнателното извършване на някои диагностични процедури и терапевтични мерки. Например, за правилното използване на много лекарствени вещества е необходимо да се знае до каква степен някои от тях проникват от кръвта в тъканната течност и в цитозола.
Дифузна и аз и транспорт на вещества през клетките Мембрани. Преходът на вещества през клетъчните мембрани се осъществява поради различни видове дифузия или активен
транспорт.
Проста дифузиясе осъществява поради градиенти на концентрация на определено вещество, електрически заряд или осмотично налягане между страните на клетъчната мембрана. Например, средното съдържание на натриеви йони в кръвната плазма е 140 mM / L, а в еритроцитите - приблизително 12 пъти по-малко. Тази разлика в концентрацията (градиент) създава движеща сила, която позволява на натрия да се движи от плазмата към червените кръвни клетки. Въпреки това, скоростта на такъв преход е ниска, тъй като мембраната има много ниска пропускливост за Na + йони.Пропускливостта на тази мембрана за калий е много по-висока. Процесите на проста дифузия не изразходват енергията на клетъчния метаболизъм. Увеличаването на скоростта на простата дифузия е право пропорционално на градиента на концентрация на веществото между страните на мембраната.
Улеснена дифузия,като обикновен, той следва концентрационен градиент, но се различава от обикновения по това, че специфични молекули носители задължително участват в прехода на вещество през мембрана. Тези молекули проникват в мембраната (могат да образуват канали) или поне са свързани с нея. Транспортираното вещество трябва да се свърже с превозвача. След това носителят променя своята локализация в мембраната или нейната конформация по такъв начин, че да доставя веществото от другата страна на мембраната. Ако участието на носител е необходимо за трансмембранния преход на вещество, терминът често се използва вместо термина "дифузия" транспортиране на материята през мембраната.
При улеснена дифузия (за разлика от простата дифузия), ако има увеличение на градиента на трансмембранната концентрация на веществото, тогава скоростта на преминаването му през мембраната се увеличава само докато се включат всички мембранни носители. При по-нататъшно увеличаване на този градиент транспортната скорост ще остане непроменена; нарича се феномен на насищане.Примери за транспорт на вещества чрез улеснена дифузия са: пренос на глюкоза от кръвта в мозъка, реабсорбция на аминокиселини и глюкоза от първичната урина в кръвта в бъбречните тубули.
Обменна дифузия -транспорт на вещества, при който може да има обмен на молекули от едно и също вещество, разположени от различни страни на мембраната. Концентрацията на веществото от всяка страна на мембраната остава непроменена.
Един вид обменна дифузия е обменът на молекула от едно вещество за една или повече молекули от друго вещество. Например, в гладките мускулни влакна на кръвоносните съдове и бронхите, един от начините за отстраняване на Ca 2+ йони от клетката е да се обменят с извънклетъчни Na + йони. Един калциев йон се отстранява от клетката за три входящи натриеви йона . Създава се взаимозависимо движение на натрий и калций през мембраната в противоположни посоки (този вид транспорт се нарича антипорт).Така клетката се освобождава от излишния Са 2+, а това е предпоставка за отпускането на гладките мускулни влакна. Познаването на механизмите на йонния транспорт през мембраните и начините за повлияване на този транспорт е необходимо условие не само за разбиране на механизмите на регулиране на жизнените функции, но и за правилния избор на лекарства за лечение на голям брой заболявания (хипертония , бронхиална астма, сърдечни аритмии, нарушения на водно-солевия метаболизъм и др.).
Активен транспортсе различава от пасивния по това, че се противопоставя на концентрационните градиенти на веществото, използвайки енергията на АТФ, генерирана от клетъчния метаболизъм. Благодарение на активния транспорт, силите не само на концентрацията, но и на електрическия градиент могат да бъдат преодолени. Например, при активен транспорт на Na + от клетката навън се преодолява не само градиента на концентрацията (извън съдържанието на Na + е 10-15 пъти по-високо), но и съпротивлението на електрическия заряд (извън клетъчната мембрана в по-голямата част от клетките е положително зареден и това създава опозиция срещу освобождаването на положително зареден Na + от клетката).
Активният Na + транспорт се осигурява от протеина Na +, K + -зависимата АТФаза. В биохимията, окончанието "аза" се добавя към името на протеин, ако има ензимни свойства. По този начин името Na +, K + -зависима АТФаза означава, че това вещество е протеин, който разгражда аденозин трифосфорната киселина само при задължително наличие на взаимодействие с Na + и K + йони. натриеви йони и транспортиране на два калиеви йона в клетка.
Има и протеини, които активно транспортират водородни, калциеви и хлорни йони. Във влакната на скелетните мускули Ca 2+-зависимата АТФаза се вгражда в мембраните на саркоплазмения ретикулум, който образува вътреклетъчни контейнери (цистерни, надлъжни тубули), които натрупват Ca 2+ и могат да създават в тях концентрацията на Ca +, приближаваща се 1 (G 3 M, т.е. 10 000 пъти по-голям, отколкото в саркоплазмата на влакното.
Вторичен активен транспортхарактеризиращ се с това, че пренасянето на вещество през мембраната се дължи на градиента на концентрацията на друго вещество, за което има активен транспортен механизъм. Най-често вторичният активен транспорт се осъществява поради използването на натриев градиент, т.е. Na + преминава през мембраната към по-ниската си концентрация и привлича друго вещество заедно с него. В този случай обикновено се използва специфичен протеин-носител, вграден в мембраната.
Например, транспортирането на аминокиселини и глюкоза от първичната урина в кръвта, извършвано в началната част на бъбречните тубули, се осъществява поради факта, че транспортният протеин на тубулната мембрана епитела се свързва с аминокиселината и натриевия йон и едва тогавапроменя позицията си в мембраната по такъв начин, че пренася аминокиселината и натрия в цитоплазмата. За наличието на такъв транспорт е необходимо концентрацията на натрий извън клетката да е много по-висока, отколкото вътре.
За да се разберат механизмите на хуморалната регулация в организма, е необходимо да се познава не само структурата и пропускливостта на клетъчните мембрани за различни вещества, но и структурата и пропускливостта на по-сложни образувания, разположени между кръвта и тъканите на различни органи.
Физиология на хистохематологичните бариери (HGB).Хистохемичните бариери са комбинация от морфологични, физиологични и физикохимични механизми, които функционират като едно цяло и регулират взаимодействието на кръвта и органите. Хистохематогенните бариери участват в създаването на хомеостазата на тялото и отделните органи. Поради наличието на GHB всеки орган живее в своя специална среда, която може да се различава значително от кръвната плазма по състава на отделните съставки. Особено мощни бариери съществуват между кръвта и мозъка, кръвта и тъканта на половите жлези, кръвта и влагата в камерата на окото. Директният контакт с кръвта има бариерен слой, образуван от ендотела на кръвоносните капиляри, след това има базална мембрана със сперицити (среден слой) и след това адвентициални клетки на органи и тъкани (външен слой). Хистохематогенните бариери, променящи тяхната пропускливост за различни вещества, могат да ограничат или улеснят доставянето им до органа. За редица токсични вещества те са непроницаеми. Това е тяхната защитна функция.
Кръвно-мозъчна бариера (BBB) - това е съвкупност от морфологични структури, физиологични и физикохимични механизми, които функционират като едно цяло и регулират взаимодействието на кръвта и мозъчната тъкан. Морфологичната основа на BBB е ендотелиумът и базалната мембрана на мозъчните капиляри, интерстициалните елементи и гликокаликса, невроглията, чиито особени клетки (астроцити) покриват цялата повърхност на капиляра с краката си. Бариерните механизми включват също транспортните системи на ендотела на стените на капилярите, включително пино- и екзоцитоза, ендоплазмения ретикулум, образуването на канали, ензимни системи, които модифицират или унищожават входящите вещества, както и протеини, които изпълняват функцията на носители. . В структурата на мембраните на ендотела на капилярите на мозъка, както и в редица други органи, се намират протеините аквапорини, които създават канали, които избирателно пропускат водните молекули.
Мозъчните капиляри се различават от капилярите на други органи по това, че ендотелните клетки образуват непрекъсната стена. В местата на контакт външните слоеве на ендотелните клетки се сливат, образувайки така наречените плътни контакти.
Сред функциите на BBB са защитни и регулаторни. Той предпазва мозъка от действието на чужди и токсични вещества, участва в транспорта на вещества между кръвта и мозъка и по този начин създава хомеостаза на междуклетъчната течност на мозъка и цереброспиналната течност.
Кръво-мозъчната бариера е селективно пропусклива за различни вещества. Някои биологично активни вещества (например катехоламини) почти не преминават през тази бариера. Изключението е самомалки участъци от бариерата на границата с хипофизата, епифизната жлеза и някои области на хипоталамуса, където пропускливостта на BBB за всички вещества е висока. В тези области има пропуски или канали, които проникват в ендотела, през които веществата от кръвта проникват в извънклетъчната течност на мозъчната тъкан или в самите неврони.
Високата пропускливост на BBB в тези зони позволява на биологично активните вещества да достигнат до онези неврони на хипоталамуса и жлезистите клетки, върху които е затворена регулаторната верига на невроендокринните системи на тялото.
Характерна особеност на функционирането на ВВВ е регулирането на пропускливостта за веществата, адекватно на преобладаващите условия. Регулирането се дължи на: 1) промени в областта на отворените капиляри, 2) промени в скоростта на кръвния поток, 3) промени в състоянието на клетъчните мембрани и междуклетъчното вещество, активността на клетъчните ензимни системи, пино и екзоцитоза.
Смята се, че BBB, създавайки значителна пречка за проникването на вещества от кръвта в мозъка, в същото време преминава тези вещества добре в обратна посока от мозъка в кръвта.
Пропускливостта на BBB за различните вещества варира значително. Мастноразтворимите вещества, като правило, проникват в BBB по-лесно от водоразтворимите. Сравнително лесно проникват кислород, въглероден диоксид, никотин, етилов алкохол, хероин, мастноразтворими антибиотици (хлорамфеникол и др.).
Неразтворимата в липиди глюкоза и някои незаменими аминокиселини не могат да преминат в мозъка чрез проста дифузия. Те се разпознават и транспортират от специални превозвачи. Транспортната система е толкова специфична, че прави разлика между стереоизомери на D- и L-глюкоза D-глюкоза се транспортира, но L-глюкоза не е. Този транспорт се осигурява от протеини носители, вградени в мембраната. Транспортът е нечувствителен към инсулин, но се инхибира от цитохолазин В.
Големите неутрални аминокиселини (напр. фенилаланин) се транспортират по подобен начин.
Има и активен транспорт. Например, поради активен транспорт, Na + K + йони, аминокиселина глицин, която изпълнява функцията на инхибиторен медиатор, се транспортират срещу градиенти на концентрация.
Горните материали характеризират начините за проникване на биологично важни вещества през биологични бариери. Те са необходими за разбиране на хуморалните регулации. лезиив организма.
Контролни въпроси и задачи
Кои са основните условия за поддържане на жизнената активност на организма?
Какво е взаимодействието на тялото с външната среда? Дайте определение на понятието адаптация към средата на съществуване.
Каква е вътрешната среда на тялото и неговите компоненти?
Какво представляват хомеостазата и хомеостатичните константи?
Какви са границите на флуктуациите на твърдите и пластичните хомеостатични константи. Дайте определение на концепцията за техните циркадни ритми.
Избройте най-важните концепции от теорията на хомеостатичната регулация.
7 Дайте определение на дразнене и дразнители. Как се класифицират дразнителите?
Каква е разликата между понятието "рецептор" от молекулярно-биологична и морфофункционална гледна точка?
Дайте определение на понятието лиганди.
Какво е физиологична регулация и регулиране на затворен цикъл? Какви са неговите съставни части?
Назовете видовете и ролята на обратната връзка.
Дайте определение на понятието точка на настройка на хомеостатичната регулация.
Какви са нивата на регулаторните системи?
Какво е единството и отличителните черти на нервната и хуморалната регулация в организма?
Какви са видовете хуморална регулация? Дайте техните характеристики.
Каква е структурата и свойствата на клетъчните мембрани?
17 Какви са функциите на клетъчните мембрани?
Какво представлява дифузията и транспортирането на вещества през клетъчните мембрани?
Дайте характеристика и дайте примери за активен мембранен транспорт.
Дайте определение на понятието хистохематогенни бариери.
Какво представлява кръвно-мозъчната бариера и каква е нейната роля? T;
Регулиране на функциите на клетките, тъканите и органите, връзката между тях, т.е. целостта на организма, а единството на организма и външната среда се осъществява от нервната система и хуморалния път. С други думи, имаме два механизма на регулиране на функциите – нервен и хуморален.
Нервната регулация се осъществява от нервната система, мозъка и гръбначния мозък чрез нервите, които се доставят на всички органи на нашето тяло. Тялото е постоянно засегнато от определени раздразнения. Организмът реагира на всички тези стимули с определена активност или, както е обичайно да се създава, се осъществява адаптиране на функцията на организма към постоянно променящите се условия на външната среда. Така че понижаването на температурата на въздуха се придружава не само от стесняване на кръвоносните съдове, но и от увеличаване на метаболизма в клетките и тъканите и следователно от увеличаване на производството на топлина. Поради това се установява определен баланс между топлопреминаването и генерирането на топлина, не настъпва хипотермия на тялото и се поддържа постоянството на телесната температура. Дразненето на вкусовите рецептори на лентите на устата от храна причинява отделяне на слюнката и други храносмилателни сокове. под въздействието на които става смилането на храната. Благодарение на това в клетките и тъканите влизат необходимите вещества и се установява известен баланс между дисимилация и асимилация. Според този принцип се регулират и други функции на тялото.
Нервната регулация има рефлекторен характер. Различни стимули се възприемат от рецепторите. Полученото възбуда от рецепторите по сетивните нерви се предава към централната нервна система, а оттам по двигателните нерви към органите, които извършват определени дейности. Такива реакции на тялото към стимули, извършвани през централната нервна система. са наречени рефлекси.Пътят, по който се предава възбуждането по време на рефлекс, се нарича рефлексна дъга. Рефлексите са разнообразни. I.P. Павлов раздели всички рефлекси на безусловно и условно.Безусловните рефлекси са вродени рефлекси, наследени. Пример за такива рефлекси са вазомоторните рефлекси (вазоконстрикция или разширяване на кръвоносните съдове в отговор на кожно дразнене от студ или топлина), рефлексът на слюноотделяне (слюноотделяне, когато вкусовите рецептори са раздразнени с храна) и много други.
Условните рефлекси са придобити рефлекси, развиват се през целия живот на животно или човек. Тези рефлекси възникват
само при определени условия и може да изчезне. Пример за условни рефлекси е отделянето на слюнка при вида на бедност, при усещането за миризми на храна и при човек, дори когато говори за това.
Хуморалната регулация (Humor - течност) се осъществява чрез кръв и други течности и, които изграждат вътрешната среда на тялото, чрез различни химикали, които се произвеждат в самия организъм или идват от външната среда. Примери за такива вещества са хормоните, секретирани от жлезите с вътрешна секреция, и витамините, които влизат в тялото с храната. Химикалите се пренасят от кръвта в тялото и засягат различни функции, по-специално метаболизма в клетките и тъканите. Освен това всяко вещество засяга определен процес, който се случва в този или онзи орган.
Нервните и хуморалните механизми на регулиране на функциите са взаимосвързани. По този начин нервната система упражнява регулаторен ефект върху органите не само директно чрез нервите, но и чрез ендокринните жлези, променяйки интензивността на образуването на хормони в тези органи и навлизането им в кръвта.
От своя страна много хормони и други вещества влияят на нервната система.
В живия организъм нервната и хуморална регулация на различни функции се осъществява по принципа на саморегулацията, т.е. автоматично. Съгласно този принцип на регулиране кръвното налягане, постоянството на състава и физикохимичните свойства на кръвта и телесната температура се поддържат на определено ниво. строго координирано се променят метаболизма, дейността на сърцето, дихателната и другите органи на системите при физическа работа и др.
Благодарение на това се поддържат определени относително постоянни условия, при които протича дейността на клетките и тъканите на тялото, или с други думи, поддържа се постоянството на вътрешната среда.
Трябва да се отбележи, че при хората нервната система играе водеща роля в регулирането на жизнената дейност на организма.
По този начин човешкото тяло е единна, интегрална, сложна, саморегулираща се и саморазвиваща се биологична система, която има определени резервни възможности. При което
да знаете, че способността за извършване на физическа работа може да се увеличи многократно, но до определен предел. Докато умствената дейност практически няма ограничения в своето развитие.
Систематичната мускулна дейност позволява чрез подобряване на физиологичните функции да се мобилизират резервите на тялото, за чието съществуване мнозина дори не знаят. Трябва да се отбележи, че има обратен процес, спад на функционалните възможности на организма и ускорено стареене с намаляване на физическата активност.
В хода на физическите упражнения се подобрява висшата нервна дейност и функциите на централната нервна система. нервно-мускулна. сърдечно-съдовата, дихателната, отделителната и други системи, обмяната на веществата и енергията, както и системата за тяхната неврохуморална регулация.
Човешкото тяло, използвайки свойствата на саморегулация на вътрешните процеси под външно въздействие, реализира най-важното свойство - адаптация към променящите се външни условия, което е определящ фактор за способността за развитие на физически качества и двигателни умения по време на тренировка.
Нека разгледаме по-подробно естеството на физиологичните промени по време на тренировка.
Физическата активност води до различни метаболитни промени, чийто характер зависи от продължителността, силата на работа и броя на участващите мускули. При физическо натоварване преобладават катаболните процеси, мобилизация и използване на енергийни субстрати, натрупване на междинни метаболитни продукти. Периодът на почивка се характеризира с преобладаване на анаболни процеси, натрупване на запас от хранителни вещества и засилен синтез на протеини.
Скоростта на възстановяване зависи от големината на промените, настъпили по време на работа, тоест от големината на натоварването.
През периода на почивка се елиминират метаболитните промени, възникнали по време на мускулната дейност. Ако по време на физическо натоварване преобладават катаболните процеси, мобилизирането и използването на енергийни субстрати, има натрупване на междинни метаболитни продукти, тогава периодът на почивка се характеризира с преобладаване на анаболни процеси, натрупване на запас от хранителни вещества и повишен протеин синтез.
В периода след работа интензивността на аеробното окисление се увеличава, консумацията на кислород се увеличава, т.е. кислородният дълг е елиминиран. Окислителният субстрат са междинни метаболитни продукти, образувани в хода на мускулната дейност, млечна киселина, кетонни тела и кето киселини. Запасите от въглехидрати по време на физическа работа, като правило, са значително намалени, следователно мастните киселини стават основният субстрат за окисление. Поради повишеното използване на липиди по време на възстановителния период, дихателният коефициент намалява.
Възстановителният период се характеризира със засилена биосинтеза на протеини, която се инхибира по време на физическа работа, а също така се увеличава образуването и отделянето на крайни продукти от протеиновия метаболизъм (урея и др.) от организма.
Скоростта на възстановяване зависи от големината на промените, настъпили по време на работа, т.е. върху големината на натоварването, което е схематично показано на фиг. 1
Фиг. 1 Диаграма на процесите на разход и възстановяване на източници
енергия по време на мускулна дейност с военна интензивност
Възстановяването на промените, възникнали под въздействието на натоварвания с ниска и средна интензивност, е по-бавно, отколкото след натоварвания с повишена и максимална интензивност, което се обяснява с по-дълбоки промени през периода на работа. След повишена интензивност на натоварванията, наблюдаваният индикатор за метаболизъм, веществата не само достига първоначалното ниво, но и го надхвърля. Това увеличение над първоначалното ниво се нарича свръхвъзстановяване (суперкомпенсация)... Регистрира се само когато натоварването надвиши определено ниво по величина, т.е. когато произтичащите от това метаболитни изменения засягат генетичния апарат на клетката. Тежестта на превъзстановяването и неговата продължителност са правопропорционални на интензивността на натоварването.
Феноменът свръхестествено поведение е важен: механизмът на адаптация (на орган) към променените условия на функциониране и е важен за разбирането на биохимичните основи на спортната тренировка. Трябва да се отбележи, че като обща биологична закономерност, тя се отнася не само за натрупването на енергиен материал, но и за синтеза на протеини, което по-специално се проявява под формата на работеща хипертрофия на скелетните мускули, сърдечния мускул . След интензивно натоварване се увеличава синтеза на редица ензими (ензимна индукция), повишава се концентрацията на креатин фосфат, миоглобин и настъпват редица други промени.
Установено е, че активната мускулна дейност предизвиква повишаване на активността на сърдечно-съдовата, дихателната и други системи на тялото. При всяка човешка дейност всички органи и системи на тялото действат съгласувано, в тясно единство. Тази връзка се осъществява с помощта на нервната система и хуморалната (течност) регулация.
Нервната система регулира дейността на тялото чрез биоелектрични импулси. Основните нервни процеси са възбуждане и инхибиране, които възникват в нервните клетки. Възбуждане- активното състояние на нервните клетки, когато предават тиня, „насочват самите нервни импулси към други клетки: нервни, мускулни, жлезисти и други. Спиране- състоянието на нервните клетки, когато тяхната дейност е насочена към възстановяване.Сънят например е състояние на нервната система, когато преобладаващият брой нервни клетки на централната нервна система е инхибиран.
Хуморалната регулация се осъществява чрез кръвта с помощта на специални химикали (хормони), секретирани от ендокринните жлези, съотношението на концентрация CO2и O2 по други механизми. Например, в предстартовото състояние, когато се очаква интензивна физическа активност, жлезите с вътрешна секреция (надбъбречните жлези) отделят в кръвта специален хормон адреналин, който спомага за засилване на дейността на сърдечно-съдовата система.
Хуморалната и нервната регулация се осъществяват в единство. Водещата роля е възложена на централната нервна система, мозъка, който е като че ли централният щаб на жизнените функции на тялото.
Сложната структура на човешкото тяло в момента е върхът на еволюционните трансформации. Такава система изисква специални методи за координация. Хуморалната регулация се осъществява с помощта на хормони. Но нервната е координацията на дейностите с помощта на едноименната органна система.
Каква е регулацията на функциите на тялото
Човешкото тяло има много сложна структура. От клетки до системи на органи, това е взаимосвързана система, за нормалното функциониране на която трябва да се създаде ясен регулаторен механизъм. Извършва се по два начина. Първият метод е най-бързият. Нарича се невронна регулация. Този процес се осъществява от едноименната система. Има погрешно схващане, че хуморалната регулация се осъществява с помощта на нервни импулси. Това обаче съвсем не е така. Хуморалната регулация се осъществява с помощта на хормони, които навлизат в телесните течности.
Характеристики на нервната регулация
Тази система включва централен и периферен отдел. Ако хуморалната регулация на функциите на тялото се осъществява с помощта на химикали, тогава този метод е "транспортна магистрала", която свързва тялото в едно цяло. Този процес протича достатъчно бързо. Само си представете, че сте докоснали с ръка гореща ютия или сте се спуснали боси в снега през зимата. Реакцията на тялото ще бъде почти мигновена. Това е най-важната защитна стойност, допринася както за адаптацията, така и за оцеляването при различни условия. Нервната система е в основата на вродените и придобитите реакции на тялото. Първите са безусловните рефлекси. Те включват дишане, сукане, мигане. И с течение на времето в човек се формират придобити реакции. Това са безусловни рефлекси.
Характеристики на хуморалната регулация
Хуморалната администрация се осъществява с помощта на специализирани органи. Те се наричат жлези и са обединени в отделна система, наречена ендокринна система. Тези органи са образувани от специален вид епителна тъкан и са способни да се регенерират. Действието на хормоните е дългосрочно и продължава през целия живот на човека.
Какво представляват хормоните
Жлезите отделят хормони. Поради специалната си структура тези вещества ускоряват или нормализират различни физиологични процеси в организма. Например, в основата на мозъка е хипофизната жлеза. Той произвежда, в резултат на действието на което човешкото тяло се увеличава в размер за повече от двадесет години.
Жлези: структурни и функционални особености
И така, хуморалната регулация в тялото се осъществява с помощта на специални органи - жлези. Те осигуряват постоянството на вътрешната среда или хомеостазата. Тяхното действие има характер на обратна връзка. Например, такъв важен показател за тялото като нивото на кръвната захар се регулира от хормона инсулин в горната граница и глюкагона в долната граница. Това е механизмът на действие на ендокринната система.
Жлези с външна секреция
Хуморалната регулация се осъществява от жлезите. Въпреки това, в зависимост от структурните особености, тези органи се обединяват в три групи: външна (екзокринна), вътрешна (ендокринна) и смесена секреция. Примери за първата група са слюнчени, мазни и слъзни. Те се характеризират с наличието на собствени отделителни канали. Екзокринните жлези се секретират върху повърхността на кожата или в телесната кухина.
Ендокринни жлези
Ендокринните жлези отделят хормони в кръвта. Те нямат собствени отделителни канали, поради което хуморалната регулация се осъществява с помощта на телесните течности. Веднъж попаднали в кръвта или лимфата, те се разнасят по цялото тяло, достигайки до всяка негова клетка. И резултатът е ускоряване или забавяне на различни процеси. Това може да бъде растеж, сексуално и психологическо развитие, метаболизъм, дейността на отделните органи и техните системи.
Хипо- и хиперфункция на жлезите с вътрешна секреция
Дейността на всяка ендокринна жлеза има две страни на монетата. Нека разгледаме това с конкретни примери. Ако хипофизната жлеза отделя излишно количество хормон на растежа, се развива гигантизъм, а при липса на това вещество се наблюдава джудже. И двете са отклонения от нормалното развитие.
Щитовидната жлеза отделя няколко хормона наведнъж. Това са тироксин, калцитонин и трийодтиронин. С техния недостатъчен брой при кърмачетата се развива кретинизъм, който се проявява в изоставане в умственото развитие. Ако хипофункцията се прояви в зряла възраст, тя е придружена от подуване на лигавицата и подкожната тъкан, загуба на коса и сънливост. Ако количеството на хормоните в тази жлеза надвиши нормалната граница, човек може да развие болест на Грейвс. Проявява се в повишена възбудимост на нервната система, треперене на крайниците и безпричинно безпокойство. Всичко това неминуемо води до отслабване и загуба на жизненост.
Ендокринните жлези включват също паращитовидната жлеза, тимуса и надбъбречните жлези. Последните жлези в момент на стресова ситуация отделят хормона адреналин. Наличието му в кръвта осигурява мобилизация на всички жизнени сили и способност за адаптиране и оцеляване в нестандартни за организма условия. На първо място, това се изразява в осигуряване на мускулната система с необходимото количество енергия. Хормон с обратно действие, който също се секретира от надбъбречните жлези, се нарича норепинефрин. Също така е от съществено значение за тялото, тъй като го предпазва от прекомерна възбудимост, загуба на сила, енергия, бързо износване. Това е още един пример за обратното действие на човешката ендокринна система.
Смесени секреционни жлези
Те включват панкреаса и половите жлези. Техният принцип на действие е двоен. два вида наведнъж и глюкагон. Те съответно понижават и повишават нивата на кръвната захар. В здравото човешко тяло тази регулация остава незабелязана. Въпреки това, ако тази функция е нарушена, възниква сериозно заболяване, наречено захарен диабет. Хората с тази диагноза се нуждаят от прилагане на изкуствен инсулин. Като жлеза на външната секреция, панкреасът отделя храносмилателен сок. Това вещество се секретира в първия отдел на тънките черва - дванадесетопръстника. Под негово влияние там протича процесът на разлагане на сложни биополимери до прости. Именно в този раздел протеините и липидите се разграждат на съставните си части.
Половите жлези също отделят различни хормони. Те са мъжки тестостерон и женски естроген. Тези вещества започват да действат още в хода на ембрионалното развитие, половите хормони влияят върху формирането на пола и след това формират определени полови характеристики. Като екзокринни жлези те образуват гамети. Човекът, както всички бозайници, е двудомен организъм. Репродуктивната му система има общ план на структурата и е представена от половите жлези, техните канали и директно от клетките. При жените това са сдвоени яйчници с техните пътища и яйцеклетки. При мъжете репродуктивната система се състои от тестиси, отделителни канали и сперматозоиди. В този случай тези жлези действат като жлези с външна секреция.
Нервната и хуморалната регулация са тясно взаимосвързани. Те работят като единен механизъм. Хуморът е по-древен по произход, има дълготраен ефект и действа върху цялото тяло, тъй като хормоните се пренасят от кръвта и отиват до всяка клетка. А нервният работи точково, в точно определено време и на определено място по принципа "тук и сега". След промяна на условията действието му се прекратява.
И така, хуморалната регулация на физиологичните процеси се осъществява с помощта на ендокринната система. Тези органи са способни да отделят в течна среда специални биологично активни вещества, наречени хормони.
Зареждане ...