Регулиране на дишането Концепцията за дишане в Чигонг, както и в древните системи на Даоин, е свързана с концепцията за Чи. В някои случаи това са пълни синоними ("насищане на тялото с небесна ци"), в други - допълващи се фактори. различни видоведишането създава различна циркулация на Ци

Хуморална физиопатология и хидротерапия (хидротерапия) Сред веществата, които формират структурата на живия организъм, преобладаващата част е водата, съдържаща минерали. И така, в мозъка водата е 77%, ако вземем предвид мозъка заедно с мозъка

Хуморалната регулация на сърдечната дейност Работата на сърцето се влияе основно от медиаторите ацетилхолин, който се освобождава в краищата на парасимпатиковите нерви, инхибира дейността на сърцето, както и адреналина и норепинефрина, които са невротрансмитери на симпатиковите нерви. нерви

Хуморална регулация на съдовия тонус Хуморалната регулация на лумена на кръвоносните съдове се осъществява поради разтворени в кръвта химически вещества, които включват хормони с общо действие, локални хормони, медиатори и метаболитни продукти. Те могат да бъдат разделени на две

Хуморална регулация на лимфния поток и образуването на лимфа Адреналин - увеличава притока на лимфа по лимфни съдовемезентериума и повишава налягането в гръдната кухина Хистамин - засилва образуването на лимфа чрез увеличаване на пропускливостта на кръвоносните капиляри, стимулира

Хуморална регулация на дишането Основният физиологичен стимул на дихателните центрове е въглеродният диоксид. Регулирането на дишането определя поддържането на нормално съдържание на CO2 в алвеоларния въздух и артериалната кръв. Увеличаването на съдържанието на CO2 в

Регулиране на слюноотделянето устната кухинавъзниква дразнене на механо-, термо- и хеморецепторите на лигавицата. Възбуждане от тези рецептори по сетивните влакна на езичния (клон на тригеминалния нерв) и глософарингеалните нерви,

Актът на дефекация и неговото регулиране Фекалните маси се отстраняват с помощта на акта на дефекация, който представлява сложен рефлексен процес на изпразване на дисталното дебело черво през ануса. При запълване на ампулата на ректума с изпражнения и повишаване на налягането в нея до 40 - 50 cm

Хуморална Водеща роля в регулирането на бъбречната дейност принадлежи на хуморалната система. Функцията на бъбреците се влияе от много хормони, основните от които са антидиуретичен хормон (ADH), или вазопресин, и алдостерон. Антидиуретичен хормон (ADH), или

Хуморална регулация на болката Медиатори: ацетилхолин, адреналин, норепинефрин, серотонин активират хемоноцицепторите. Ацетилхолинът причинява пареща болка, когато се инжектира подкожно или когато се убожда в лигавицата. Тази болка обикновено продължава 15 - 45 минути и може да бъде

План:

1. Хуморална регулация

2. Хипоталамо-хипофизната система като основен механизъм за невро-хуморална регулация на хормоналната секреция.

3. Хормони на хипофизната жлеза

4. Хормони на щитовидната жлеза

5. Хормони паращитовидни жлези

6. Панкреасни хормони

7. Ролята на хормоните в адаптацията на организма под влияние на стресови фактори

Хуморална регулация- Това е вид биологична регулация, при която информацията се предава с помощта на биологично активни вещества, които се пренасят в тялото чрез кръв, лимфа, междуклетъчна течност.

Хуморалната регулация се различава от нервната:

носител на информация - химично вещество (за нервен - нервен импулс, PD);

предаването на информация се осъществява чрез притока на кръв, лимфа, чрез дифузия (при нервна - чрез нервни влакна);

хуморалният сигнал се разпространява по-бавно (с приток на кръв в капилярите - 0,05 mm / s) от нервния (до 120-130 m / s);

хуморалният сигнал няма толкова точен „адресат” (нервният е много специфичен и точен), ефект върху онези органи, които имат рецептори за хормона.

Фактори за хуморална регулация:

"Класически" хормони

Хормони APUD система

Класически, всъщност хормониса вещества, синтезирани от жлезите с вътрешна секреция. Това са хормони на хипофизата, хипоталамуса, епифизата, надбъбречните жлези; панкреас, щитовидна жлеза, паращитовидна жлеза, тимус, полови жлези, плацента (фиг. I).

В допълнение към жлезите с вътрешна секреция, в различни тъкани и тъкани има специализирани клетки, които имат синкави вещества, които действат върху целевите клетки чрез дифузия, тоест навлизайки в кръвния поток, локално. Това са паракринни хормони.

Те включват хипоталамични неврони, които произвеждат някои хормони и невропептиди, както и клетки от системата APUD или системата за улавяне на аминови прекурсори и тяхното декарбоксилиране. Пример за това са: либерини, статини, хипоталамични невропептиди; интерстициални хормони, компоненти на ренин-ангиотензиновата система.

2) Тъканни хормонисе секретират от различни видове неспециализирани клетки: простагландини, енкефалини, компоненти на каликреинининовата система, хистамин, серотонин.

3) Метаболитни фактори- това са неспецифични продукти, които се образуват във всички клетки на тялото: млечна киселина, пирогроздена киселина, CO2, аденозин и др., както и продукти на разпад при интензивен метаболизъм: повишено съдържание на K +, Ca 2+, Na +, и т.н.

Функционалното значение на хормоните:

1) осигуряване на растеж, физически, сексуален, интелектуално развитие;

2) участие в адаптацията на организма към различни променящи се условия на външната и вътрешната среда;

3) поддържане на хомеостаза.

Ориз. 1 Ендокринни жлези и техните хормони

Свойства на хормоните:

1) спецификата на действието;

2) отдалечеността на действието;

3) висока биологична активност.

1. Специфичността на действието се осигурява от факта, че хормоните взаимодействат със специфични рецептори, разположени в определени целеви органи. В резултат на това всеки хормон действа само на специфични физиологични системиили органи.

2. Разстоянието се състои във факта, че целевите органи, които са засегнати от хормони, като правило, се намират далеч от мястото на тяхното образуване в ендокринните жлези. За разлика от "класическите" хормони, тъканните хормони действат паракринно, тоест локално, недалеч от мястото на тяхното образуване.

Хормоните действат в много малки количества, в които се проявяват висока биологична активност... И така, дневната нужда за възрастен е: хормони на щитовидната жлеза - 0,3 mg, инсулин - 1,5 mg, андрогени - 5 mg, естрогени - 0,25 mg и др.

Механизмът на действие на хормоните зависи от тяхната структура

Хормони на протеиновата структура Хормони на стероидната структура

Ориз. 2 Механизъм на хормонален контрол

Хормоните от протеиновата структура (фиг. 2) взаимодействат с рецепторите на плазмената мембрана на клетката, които са гликопротеини, като специфичността на рецептора се дължи на въглехидратния компонент. Резултатът от взаимодействието е активирането на протеиновите фосфокинази, които осигуряват

фосфорилиране на регулаторни протеини, прехвърляне на фосфатни групи от АТФ към хидроксилни групи на серин, треонин, тирозин, протеин. Крайният ефект от действието на тези хормони може да бъде - намаляване, увеличаване на ензимните процеси, например гликогенолиза, увеличаване на протеиновия синтез, увеличаване на секрецията и др.

Сигналът от рецептора, с който е взаимодействал протеиновият хормон, се предава на протеин киназата с участието на специфичен медиатор или вторичен месинджър. Такива пратеници могат да бъдат (фиг.H):

1) cAMP;

2) йони Са 2+;

3) диацилглицерол и инозитол трифосфат;

4) други фактори.

Фигура H. Механизмът на мембранно приемане на предаване на хормонален сигнал в клетката с участието на вторични медиатори.

Хормоните със стероидна структура (фиг. 2) лесно проникват в клетката през плазмената мембрана поради своята липофилност и взаимодействат в цитозола със специфични рецептори, образувайки комплекс „хормон-рецептор”, който се придвижва в ядрото. В ядрото комплексът се разпада и хормоните взаимодействат с ядрения хроматин. В резултат на това възниква взаимодействие с ДНК, а след това - индукция на информационна РНК. Поради активирането на транскрипцията и транслацията след 2-3 часа, след излагане на стероида, се наблюдава повишен синтез на индуцирани протеини. В една клетка стероидът влияе върху синтеза на не повече от 5-7 протеина. Известно е също, че в една и съща клетка стероиден хормон може да индуцира синтеза на един протеин и потискане на синтеза на друг протеин (фиг. 4).

Действието на тироидните хормони се осъществява чрез рецепторите на цитоплазмата и ядрото, в резултат на което се индуцира синтеза на 10-12 протеина.

Рефлацията на хормоналната секреция се осъществява по следните механизми:

1) пряко влияние на концентрациите на кръвни субстрати върху клетките на жлезата;

2) нервна регулация;

3) хуморална регулация;

4) неврохуморална регулация (хипоталамо-хипофизна система).

В регулирането на ендокринната система важна роля играе принципът на саморегулацията, която се осъществява от вида на обратната връзка. Разграничаване на положителна (например повишаването на кръвната захар води до увеличаване на секрецията на инсулин) и отрицателна обратна връзка (с повишаване на нивото на тироидните хормони в кръвта, производството на тироид-стимулиращ хормон и тиролиберин, които осигуряват освобождаването на хормони на щитовидната жлеза, намалява).

И така, прякото влияние на концентрациите на кръвните субстрати върху клетките на жлезата следва принципа на обратната връзка. Ако нивото на вещество в кръвта се промени, което се контролира от определен хормон, тогава „сълзата реагира с увеличаване или намаляване на секрецията на този хормон.

Нервна регулациясе осъществява поради прякото влияние на симпатиковите и парасимпатиковите нерви върху синтеза и секрецията на хормоните на неврохипофизата, надбъбречната медула), както и косвено, „чрез промяна на интензивността на кръвоснабдяването на жлезата. Емоционални, психологически въздействия през структурите на лимбичната система, през хипоталамуса – могат значително да повлияят на производството на хормони.

Хормонална регулацияСъщо така се извършва съгласно принципа на обратната връзка: ако нивото на хормона в кръвта се повиши, тогава в агвет, освобождаването на тези хормони, които контролират съдържанието на този хормон, намалява, което води до намаляване на неговата концентрация в минзухара.

Например, с повишаване на нивото на кортизон в кръвта, освобождаването на ACTH (хормон, който стимулира секрецията на хидрокортизон) намалява и в резултат

Намаляване на нивото му в кръвта. Друг пример за хормонална регулация може да бъде следният: мелатонинът (хормон на епифизата) модулира функцията на надбъбречните жлези, щитовидната жлеза, половите жлези, т.е. определен хормон може да повлияе на съдържанието на други хормонални фактори в кръвта.

Хипоталамо-хипофизната система като основен механизъм за невро-хуморална регулация на хормоналната секреция.

Функцията на щитовидната жлеза, половите жлези, кората на надбъбречната жлеза се регулира от хормоните на предната хипофизна жлеза – аденохипофизата. Тук са синтезирани тропични хормони: адренокортикотропен (ACTH), тироид-стимулиращ (TSH), фоликулостимулиращ (FS) и лутеинизиращ (LH) (фиг. 5).

С известна конвенция, соматотропният хормон (хормон на растежа) също се отнася до тройни хормони, което влияе на растежа не само пряко, но и косвено чрез хормони - соматомедини, които се образуват в черния дроб. Всички тези тропични хормони са наречени така поради факта, че осигуряват секрецията и синтеза на съответните хормони на други ендокринни жлези: ACTH -

глюкокортикоиди и минералокортикоиди: TSH - хормони на щитовидната жлеза; гонадотропни - полови хормони. Освен това в аденохипофизата се образуват интерлюдии (меланоцит-стимулиращ хормон, MCH) и пролактин, които оказват влияние върху периферните органи.

Ориз. 5. Регулиране на жлезите с вътрешна секреция на централната нервна система. TL, SL, PL, GL и CL - съответно тиреолиберин, соматолиберин, пролактолиберин, гонадолиберин и кортиколиберин. SS и PS - соматостатин и пролактостатин. TSH - тироид-стимулиращ хормон, STH - хормон на растежа (хормон на растежа), Pr - пролактин, FSH - фоликулостимулиращ хормон, LH - лутеинизиращ хормон, ACTH - адренокортикотропен хормон

Тироксин Трийодтиронин Андрогени Глюкортикоиди

Естрогени

От своя страна освобождаването на всичките 7 от тези хормони на аденохипофизата зависи от хормоналната активност на невроните в хипофизната зона на хипоталамуса - главно от паравентрикуларното ядро ​​(PVN). Тук се образуват хормони, които имат стимулиращ или инхибиращ ефект върху секрецията на хормони от аденохипофизата. Стимулантите се наричат ​​освобождаващи хормони (либерини), инхибиторите се наричат ​​статини. Разпределят се тиреолиберин, гонадолиберин. соматостатин, соматолиберин, пролактостатин, пролактолиберин, меланостатин, меланолиберин, кортиколиберин.

Освобождаващите хормони се отделят от процесите на нервните клетки на паравентрикуларното ядро, влизат в порталната венозна система на хипоталамо-хипофизната жлеза и се доставят с кръв към аденохипофизата.

Регулирането на хормоналната активност на повечето жлези с вътрешна секреция се осъществява на принципа на отрицателната обратна връзка: самият хормон, неговото количество в кръвта, регулира образуването му. Този ефект се медиира чрез образуването на съответните освобождаващи хормони (фиг. 6.7)

В хипоталамуса (супраоптично ядро), освен рилизинг хормони, се синтезират вазопресин (антидиуретичен хормон, ADH) и окситоцин. Които се транспортират под формата на гранули нервни процесив неврохипофизата. Освобождаването на хормони от невроендокринните клетки в кръвния поток се дължи на рефлекторна нервна стимулация.

Ориз. 7 Прави и обратна връзкав невроендокринната система.

1 - бавно развиващо се и продължително инхибиране на секрецията на хормони и невротрансмитери , както и промяна в поведението и формиране на паметта;

2 - бързо развиващо се, но продължително инхибиране;

3 - краткосрочно инхибиране

Хормони на хипофизата

В задния дял на хипофизната жлеза - неврохипофизата - се намират окситоцин и вазопресин (ADH). ADH засяга три типа клетки:

1) клетки бъбречни тубули;

2) гладкомускулни клетки на кръвоносните съдове;

3) чернодробни клетки.

В бъбреците подпомага реабсорбцията на вода, което означава нейното запазване в организма, намаляване на отделянето на урина (оттук и името антидиуретик), в кръвоносните съдове предизвиква свиване на гладката мускулатура, стесняване на радиуса им и в резултат - повишава кръвното налягане (оттук и името "вазопресин"), в черния дроб - стимулира глюконеогенезата и гликогенолизата. Освен това вазопресинът има антиноцицептивен ефект. ADH е предназначен за регулиране на осмотичното налягане на кръвта. Секрецията му се увеличава под влияние на такива фактори: повишаване на осмоларитета на кръвта, хипокалиемия, хипокалцемия, увеличаване на намаляването на BCC, намаляване на кръвно налягане, повишена телесна температура, активиране на симпатиковата система.

При недостатъчна екскреция на ADH се развива диабет insipidus: обемът на отделената урина на ден може да достигне 20 литра.

Окситоцинът при жените играе ролята на регулатор на маточната дейност и участва в процесите на кърмене като активатор на миоепителни клетки. Увеличаването на производството на окситоцин се случва по време на разширяване на шийката на матката в края на бременността, осигурявайки нейното свиване по време на раждане, както и по време на кърмене, осигурявайки отделянето на мляко.

В предния дял на хипофизната жлеза или аденохипофизата се произвеждат тироид-стимулиращ хормон (TSH), хормон на растежа (STH) или хормон на растежа, гонадотропни хормони, адренокортикотропен хормон (ACTH), пролактин, а в средната пропорция - меланоцит-стимулиращ хормон (MSH) или интерлюдии.

Хормон на растежастимулира синтеза на протеини в костите, хрущялите, мускулите и черния дроб. В незрял организъм осигурява растеж на дължина чрез увеличаване на пролиферативната и синтетична активност на хрущялните клетки, особено в зоната на растеж на дългите тръбни костикато същевременно стимулира растежа на сърцето, белите дробове, черния дроб, бъбреците и други органи в тях. При възрастни контролира растежа на органите и тъканите. STH намалява ефектите на инсулина. Освобождаването му в кръвта се увеличава по време дълбок сън, след мускулно натоварване, с хипогликемия.

Ефектът на растежа на растежния хормон се медиира от ефекта на хормона върху черния дроб, където се образуват соматомедини (A, B, C) или растежни фактори, които предизвикват активиране на протеиновия синтез в клетките. Стойността на STH е особено голяма през периода на растеж (предпубертетен, пубертетен период).

През този период агонистите на GH са полови хормони, увеличаването на секрецията на които допринася за рязко ускоряване на растежа на костите. Продължителното образуване на големи количества полови хормони обаче води до обратния ефект – до спиране на растежа. Недостатъчният GH води до джуджество (нанизъм), а твърде много GH води до гигантизъм. Някои кости на възрастни могат да възобновят растежа си, ако прекомерна секреция STG След това се възобновява пролиферацията на клетките от зоните на растеж. Което води до свръхрастеж

В допълнение, глюкокортикоидите инхибират всички компоненти възпалителна реакция- намаляват капилярната пропускливост, инхибират ексудацията, намаляват интензивността на фагоцитозата.

Глюкокортикоидите рязко намаляват производството на лимфоцити, намаляват активността на Т-убийците, интензивността на имунологичното наблюдение, свръхчувствителност и сенсибилизация на организма. Всичко това ни позволява да разглеждаме глюкокортикоидите като активни имуносупресори. Това свойство се използва в клиниката за спиране на автоимунни процеси, за намаляване имунна защитаорганизъм гостоприемник.

Глюкокортикоидите повишават чувствителността към катехоламините, повишават секрецията на солна киселина и пепсин. Излишъкът от тези хормони причинява деминерализация на костите, остеопороза, загуба на Ca 2+ в урината и намалява усвояването на Ca 2+. Глюкокортикоидите влияят върху функцията на VND - повишават активността на обработката на информация, подобряват възприемането на външни сигнали.

Минералокортикоиди(алдосгерон, дезоксикортикостерон) участват в регулирането минерален метаболизъм... Механизмът на действие на алдостерона е свързан с активирането на протеиновия синтез, участващ в реабсорбцията на Na + - Na +, K h -АТФаза. Чрез увеличаване на реабсорбцията и намаляването й за K + в дисталните тубули на бъбреците, слюнчените и половите жлези, алдостеронът насърчава задържането на NO и SG в тялото и елиминирането на K + и N от тялото. По този начин алдостеронът е натрий -щадящ хормон, както и калиев уретичен хормон. забавяне на IA \ и последвано от вода, той насърчава увеличаване на BCC и в резултат на това повишаване на кръвното налягане. За разлика от глюкокортикоидите, минералокортикоидите допринасят за развитието на възпаление, тъй като увеличава пропускливостта на капилярите.

Полови хормонинадбъбречните жлези изпълняват функцията на развитието на половите органи и появата на вторични полови белези през периода, когато половите жлези все още не са развити, тоест в детска възраст и в напреднала възраст.

Хормоните на надбъбречната медула - адреналин (80%) и норепинефрин (20%) - причиняват ефекти, които до голяма степен са идентични с активирането на нервната система. Действието им се осъществява чрез взаимодействие с а- и (3-адренергичните рецептори. Следователно те се характеризират с активиране на дейността на сърцето, стесняване на кожните съдове, разширяване на бронхите и др. Адреналинът влияе върху въглехидратния и мастния метаболизъм, засилвайки гликогенолиза и липолиза.

Катехоламините участват в активирането на термогенезата, в регулирането на секрецията на много хормони – повишават освобождаването на глюкагон, ренин, гастрин, паратироиден хормон, калцитонин, хормони на щитовидната жлеза; намаляване на освобождаването на инсулин. Под въздействието на тези хормони се повишава работата на скелетната мускулатура и възбудимостта на рецепторите.

При хиперфункция на надбъбречната кора при пациентите вторичните сексуални характеристики се променят забележимо (например жените могат да имат мъжки полови характеристики - брада, мустаци, тембър на гласа). Наблюдават се затлъстяване (особено в областта, лицето, тялото), хипергликемия, задържане на вода и натрий в тялото и др.

Хипофункцията на надбъбречната кора причинява болест на Адисон - бронзов оттенък на кожата (особено на лицето, шията, ръцете), загуба на апетит, повръщане, свръхчувствителносткъм настинка и болка, висока чувствителност към инфекции, повишено отделяне на урина (до 10 литра урина на ден), жажда, намалена работоспособност.

Най-трудните въпроси от преподаването на раздел "Човекът и неговото здраве"

Предложеният курс включва изучаване на най-трудните въпроси от раздела "Човекът и неговото здраве", засягащи физиологичните механизми на функционирането на човешкото тяло като цяло и неговите отделни структури (клетки, тъкани, органи).

Целта на курса е да даде на учителя съвременни познания за закономерностите на функционирането на човешкото тяло, да покаже тяхната роля и място в образователния процес в съответствие с образователните стандарти, материали за УЗО, учебници по биология от ново поколение. Съдържанието на курса е не само теоретично, но и практическо ориентирано, разширявайки възможностите за използване на материалите от образователната програма за въвеждане на нови педагогически технологии.

Основните задачи, които трябва да бъдат решени по време на изучаването на курса на обучение:

разкриване и задълбочаване на най-сложните анатомични и физиологични понятия;
запознаване с образователни стандарти, програми и съществуващи учебници по раздел „Човекът и неговото здраве” и техния анализ;
овладяване на методиката за преподаване на сложни въпроси от раздела в урока и в извънкласните дейности;
прилагане на нови образователни технологии.

Интегрираният подход, предложен от авторите, предоставя широки възможности за използване на почти всички учебници по тази тема, одобрени от Министерството на образованието и науката на Руската федерация. Значителна роля се отдава на формирането на педагогически умения при проектирането на учебния процес в зависимост от материално-техническото оборудване на кабинета и интересите на учениците.

Материалите от учебния курс могат да се използват в урока и в извънкласни дейности, за подготовка на учениците за изпит, олимпиади по биология и екология. Новостта на този курс за обучение се крие във фокуса му върху съвременни формиорганизация на педагогическия процес, примери за който са дадени във всички лекции.

Учебна програма на курса

Лекция 1
Регулаторни системи на тялото

Понастоящем науката формира идеята, че основните жизнени процеси на сложните многоклетъчни организми, включително хората, се поддържат от три регулаторни системи: нервна, ендокринна и имунна.

Всеки многоклетъчен организъм се развива от една клетка – оплодена яйцеклетка (зигота). Първо, зиготата се дели и образува клетки, подобни на себе си. Диференциацията започва от определен етап. В резултат на това от зиготата се образуват трилиони клетки, които имат различни форми и функции, но съставляват един интегрален организъм. Многоклетъчен организъм може да съществува като едно цяло благодарение на информацията, съдържаща се в генотипа (набор от гени, получени от потомци от родителите). Генотипът е в основата на наследствените черти и програмите за развитие. През целия живот на индивида имунната система осигурява контрол върху генетичното постоянство на организма. Координацията на дейността на различни органи и системи, както и адаптирането към променящите се условия на околната среда са функции на нервната и хуморалната системи.

Хуморалната регулация е филогенетично най-древната. Осигурява взаимовръзката на клетки и органи в примитивни организми, които нямат нервна система. Основните регулаторни вещества в случая са метаболитни продукти - метаболити. Този метод на регулиране се нарича хуморално-метаболитни... Тя, подобно на други видове хуморална регулация, се основава на принципа „всички-всички-всички”. Освободените вещества се разпределят в тялото и променят дейността на системите за поддържане на живота.

В процеса на еволюционно развитие се появява нервна система, а хуморалната регулация все повече се подчинява на нервната. Нервната регулация на функциите е по-съвършена. Базира се на аларма с писмо с адрес. Биологично важна информация достига до определен орган чрез нервни влакна. Развитието на нервната регулация не елиминира по-древната - хуморална. Нервната и хуморалната системи се обединяват в неврохуморална система за регулиране на функциите. При силно развитите живи организми се появява специализирана система - ендокринната система. Ендокринната система използва специални химикали, наречени хормони, за да предава сигнали от една клетка към друга. Хормоните са биологично активни вещества, които се пренасят с кръвния поток до различни телаи регулират работата им. Действието на хормоните се проявява на клетъчно ниво. Някои хормони (адреналин, инсулин, глюкагон, хормони на хипофизата) се свързват с рецепторите на повърхността на целевите клетки, активират реакциите в клетката и се променят физиологични процеси... Други хормони (хормони на надбъбречната кора, полови хормони, тироксин) проникват в клетъчното ядро, свързват се с участък от молекулата на ДНК, „включвайки“ определени гени. В резултат на това се „задейства“ образуването на иРНК и синтеза на протеини, които променят функциите на клетката. Хормоните, които проникват в ядрото, стартират "програмите" на клетките, следователно те са отговорни за тяхната обща диференциация, образуването на половите различия и много поведенчески реакции.

Еволюцията на неврохуморалната регулация на функциите протича по следния начин.

Метаболитна регулация - поради продуктите на вътреклетъчния метаболизъм (протозои, гъби).
Нервна регулация - появява се при кишечно-половите.
Неврохуморална регулация. Някои безгръбначни развиват невросекреторни клетки - нервни клетки, способни да произвеждат биологично активни вещества.
Ендокринна регулация. При членестоноги и гръбначни животни освен нервна и проста хуморална (поради метаболити) регулация се добавя и ендокринна регулация на функциите.

Разграничават се следните функции на регулаторните системи.

Нервна система.

Регулиране и координация на всички органи и системи, поддържане на постоянството на вътрешната среда на тялото (хомеостаза), обединяване на тялото в едно цяло.
Връзката на тялото с околната среда и адаптация към променящите се условия на околната среда (адаптация).

Ендокринна система.

Физическо, сексуално и психическо развитие.
Поддържане на функциите на тялото на постоянно ниво (хомеостаза).
Адаптиране на тялото към променящите се условия на околната среда (адаптация).

Имунната система.

Контрол върху генетичното постоянство на вътрешната среда на тялото.

Имунната и невроендокринната системи образуват единен информационен комплекс и комуникират на един и същ химически език. Много биологично активни вещества (например вещества на хипоталамуса, хипофизни хормони, ендорфини и др.) се синтезират не само в хипоталамуса и хипофизната жлеза, но и в клетките на имунната система. Благодарение на единен биохимичен език регулаторните системи взаимодействат тясно една с друга. Така β-ендорфинът, освободен от лимфоцитите, действа върху болковите рецептори и намалява усещането за болка. На имунни клеткиима рецептори, които взаимодействат с пептидите на хипоталамуса и хипофизната жлеза. Някои вещества, секретирани в имунната система (по-специално интерферони), взаимодействат със специфични рецептори на невроните на хипоталамуса, като по този начин регулират освобождаването на хормони на хипофизата.

На нивото на физиологичните реакции на тялото взаимодействието на регулаторните системи се проявява по време на развитието на стреса. Последиците от стреса се изразяват в нарушаване на функциите на регулаторните системи и контролираните от тях процеси. Действието на стресорите се възприема от висшите части на нервната система (мозъчна кора, диенцефалон) и има два изхода, реализирани през хипоталамуса:

1) в хипоталамуса се намират висшите автономни нервни центрове, които регулират чрез симпатиковите и парасимпатиковите отделидейността на всички вътрешни органи;

2) хипоталамусът контролира работата на ендокринните жлези, които намаляват функционалната активност на имунната система, включително надбъбречните жлези, които произвеждат хормони на стреса.

Ролята на стреса в развитието вече е доказана улцерозни лезиистомашна лигавица, хипертония, атеросклероза, дисфункции и структура на сърцето, имунодефицитни състояния, злокачествени тумории т.н.

Възможните резултати от реакцията на стрес са показани на схема 1.

Схема 1

Към днешна дата връзките между нервната и ендокринната системи, пример за които може да бъде хипоталамо-хипофизната система, са добре проучени.

Хипофизната жлеза, или долният епидидим, се намира под хипоталамуса в прорез на черепните кости, наречен sella turcica, и се свързва с него чрез специална ножка. Масата на човешката хипофизна жлеза е малка, около 500 mg, размерът е не повече от средна череша. Хипофизната жлеза се състои от три лоба - преден, среден и заден. Предният и средният лоб се комбинират в аденохипофизата, а задният лоб се нарича по друг начин неврохипофиза.

Дейността на аденохипофизата е под пряк контрол на хипоталамуса. В хипоталамуса се произвеждат биологично активни вещества (хипоталамични хормони, освобождаващи фактори), които с приток на кръв влизат в хипофизната жлеза и стимулират или инхибират образуването на хипофизни тропни хормони. Тропичните хормони на хипофизната жлеза регулират дейността на други ендокринни жлези. Те включват: кортикотропин, който регулира секреторната активност на кората на надбъбречната жлеза; тиреотропин, който регулира дейността на щитовидната жлеза; лактотропин (пролактин), който стимулира образуването на мляко в млечните жлези; соматотропин, който регулира процесите на растеж; лутропин и фолитропин, които стимулират дейността на половите жлези; меланотропин, който регулира активността на пигмент-съдържащите клетки на кожата и ретината.

Задният дял на хипофизната жлеза е свързан с хипоталамуса чрез аксонални връзки, т.е. аксоните на невросекреторните клетки на хипоталамуса завършват върху клетките на хипофизната жлеза. Синтезираните в хипоталамуса хормони се транспортират по аксоните до хипофизната жлеза, а от хипофизната жлеза навлизат в кръвния поток и се доставят до целевите органи. Хормоните на неврохипофизата са антидиуретичен хормон (ADH) или вазопресин и окситоцин. ADH регулира бъбречната функция чрез концентриране на урината и повишава кръвното налягане. Окситоцинът в големи количества се отделя в кръвта женско тялов края на бременността, осигуряване на раждане.

Както бе споменато по-горе, повечето от невроендокринните регулаторни реакции осигуряват хомеостаза и адаптация на тялото.

Хомеостаза или хомеостаза (от homoios- подобни и застой- стоене) - динамичното равновесие на тялото, поддържано от регулаторни системи поради постоянното обновяване на структурите, материално-енергийния състав и състояние.

Доктрината за хомеостазата е създадена от К. Бернар. Изучавайки въглехидратния метаболизъм при животните, К. Бернар обърна внимание на факта, че концентрацията на глюкоза в кръвта (най-важният източник на енергия за тялото) се колебае много слабо, в рамките на 0,1%. С увеличаване на съдържанието на глюкоза тялото започва да се "задушава в дима" на недостатъчно окислени въглехидрати, при недостиг възниква енергиен глад. И в двата случая се наблюдава рязка слабост и замъгляване на съзнанието. В този конкретен факт К. Бернар вижда общ модел: постоянството на вътрешната среда е условие за свободен, независим живот. Терминът "хомеостаза" е въведен в науката от У. Кенън. Той разбираше под хомеостазата стабилността и последователността на всички физиологични процеси.

В момента терминът "хомеостаза" се отнася не само до регулираните параметри, но и до механизмите на регулиране. Реакциите, които осигуряват хомеостаза, могат да бъдат насочени към:

- поддържане на определено ниво на стационарно състояние на организма или неговите системи;
- премахване или ограничаване на действието на вредни фактори;
- промени във взаимоотношенията на организма и променящите се условия на околната среда.

Най-стриктно контролираните хомеостатични константи на тялото включват йонния и киселинно-алкалния състав на кръвната плазма, съдържанието на глюкоза, кислород, въглероден диоксид в артериалната кръв, телесната температура и др.

Концепцията за "адаптация" (от адаптация- адаптира се) има общобиологично и физиологично значение... От общобиологична гледна точка адаптацията е съвкупност от морфофизиологични, поведенчески, популационни и други особености на даден биологичен вид, която осигурява възможност за специфичен начин на живот в определени условия на околната среда.

Как физиологична концепцияадаптация означава процес на адаптация на организма към променящите се условия на околната среда (естествени, промишлени, социални). Адаптацията е всички видове адаптивни дейности на клетъчно, органно, системно и органично ниво. Има 2 вида адаптация: генотипна и фенотипна.

Като резултат генотипна адаптациявъз основа на наследствена вариабилност, мутации и естествен подбор съвременни видовеживотни и растения.

Фенотипна адаптация- процес, който се развива в хода на живота на индивида, в резултат на което тялото придобива отсъстваща преди това устойчивост към определен фактор на околната среда. Има два етапа на фенотипната адаптация: спешен етап (спешна адаптация) и дългосрочен етап (дългосрочна адаптация).

Спешна адаптациявъзниква непосредствено след появата на стимула и се реализира на базата на готови, предварително формирани механизми. Дългосрочна адаптациявъзниква постепенно, в резултат на продължително или многократно действие върху тялото на този или онзи фактор на околната среда. Всъщност дългосрочната адаптация се развива въз основа на многократно прилагане на спешна адаптация: има постепенно натрупване на определени промени и тялото придобива ново качество и се превръща в адаптирано.

Примери за спешна и дългосрочна адаптация

Адаптиране към мускулната дейност. Бягането на необучен човек се случва, когато промените в сърдечната честота, белодробната вентилация и максималната мобилизация на гликогенния резерв в черния дроб са близо до границата. При което физически трудне може да бъде нито достатъчно интензивен, нито достатъчно продължителен. При дългосрочно адаптиране към физическа активност в резултат на тренировка, хипертрофия на скелетните мускули и увеличаване на броя на митохондриите в тях с 1,5-2 пъти, увеличаване на мощността на кръвоносната и дихателната системи, повишаване на активността на дихателните ензими, хипертрофия на невроните в двигателните центрове и др. повишават интензивността и продължителността на мускулната дейност.

Адаптиране към хипоксични състояния. Изкачването на необучен човек в планината е придружено от увеличаване на сърдечната честота и минутния обем на кръвта, освобождаването на кръв от кръвните депа, поради което се увеличава доставката на кислород към органите и тъканите. В началните етапи няма промени от страна на дишането, т.к при условия на голяма надморска височина в атмосферния въздух се намалява съдържанието не само на кислород, но и на въглероден диоксид, който е основният стимулатор на дейността на дихателния център. При дългосрочно адаптиране към липса на кислород, чувствителността на дихателния център към въглероден диоксид се увеличава и белодробната вентилация се увеличава. Това намалява стреса върху сърдечно-съдовата система. Увеличава синтеза на хемоглобин и образуването на червени кръвни клетки в червено костен мозък... Активността на дихателните ензими в тъканите се повишава. Тези промени правят тялото адаптирано към условия на голяма надморска височина. При хора, които са се адаптирали добре към липса на кислород, съдържанието на еритроцити в кръвта (до 9 милиона / μl), показатели за сърдечно-съдови и дихателни системи, физически и умствено представянене се различават от тези на планинците.

Възможностите и границите на човешките адаптивни реакции се определят от генотипа и се реализират при действието на определени фактори на околната среда. Ако факторът не работи, тогава адаптацията не се изпълнява. Например животно, отглеждано сред хора, не се адаптира към естествената си среда. Ако човек е водил цял живот заседнал образживот, той няма да може да се адаптира към физически труд.

Примери за регулиране на функциите

Нервна регулация. Пример за нервна регулация е регулирането на кръвното налягане. При възрастен кръвното налягане се поддържа на определено ниво: систолично - 105-120 mm Hg, диастолно - 60-80 mm. Hg След повишаване на налягането, причинено различни фактори(Например, физическа дейност), при здрав човекбързо се връща към нормалното поради сигнали от сърдечния нервен център на продълговатия мозък. Механизмът на тази реакция е показан на схема 2.

Схема 2

Хуморална регулация. Пример за хуморална регулация е поддържането на определено ниво на глюкоза в кръвта. Въглехидратите от храната се разграждат до глюкоза, която се абсорбира в кръвния поток. Съдържанието на глюкоза в човешката кръв е 60-120 mg% (след хранене - 110-120 mg%, след умерено гладуване - 60-70 mg%). Глюкозата се използва като източник на енергия от всички клетки в тялото. Освобождаването на глюкоза в повечето тъкани се осигурява от хормона на панкреаса инсулин. Нервните клетки получават глюкоза независимо от инсулина поради активността на глиалните клетки, които регулират метаболизма в невроните. Ако в тялото попадне излишно количество глюкоза, тя се съхранява под формата на чернодробен гликоген. При липса на глюкоза в кръвта, под влиянието на панкреатичния хормон глюкагон и хормона на надбъбречната медула адреналин, гликогенът се разгражда до глюкоза. Ако запасите от гликоген са изчерпани, тогава глюкозата може да се синтезира от мазнини и протеини с участието на хормоните на надбъбречната кора - глюкокортикоиди. В ниски концентрацииглюкоза в кръвта (под 60 mg%), производството на инсулин спира и глюкозата не влиза в тъканта (запазва се за мозъчните клетки), а мазнините се използват като източник на енергия. С много високи концентрацииглюкоза в кръвта (над 150-180 mg%), която може да бъде при хора с пациенти захарен диабет, глюкозата се отделя с урината. Това явление се нарича глюкозурия. Механизмът на регулиране на кръвната захар е показан на схема 3.

Схема 3

1 - инсулин
2 - глюкагон

Неврохуморална регулация. Примерите за неврохуморална регулация включват регулиране на консумацията на енергия (храна) и регулиране дълбока температуратяло.

Регулиране на потреблението на енергия.

Енергията навлиза в тялото с храната. Според първия закон на термодинамиката, количеството изразходвана енергия = извършена работа + производство на топлина + съхранявана енергия (мазнини и гликоген), т.е. количеството химическа енергия, съдържаща се в храната при възрастен човек, трябва да бъде такова, че да покрива разходите за извършената работа (физически и умствен труд) и поддържането на телесната температура.

Ако количеството на консумираната храна е повече от необходимото, тогава има увеличение на телесното тегло, ако по-малко - то намалява. Поради факта, че запасите от въглехидрати в организма са ограничени от капацитета на черния дроб, излишното количество консумирани въглехидрати се превръща в мазнини и се съхранява в резерв в подкожната мастна тъкан. В детството част от веществата и енергията се изразходват за процеси на растеж.

Приемът на храна се регулира от нервните центрове на хипоталамуса: център на глада и център на ситост. С недостиг хранителни веществав кръвта се активира центърът на глада, стимулирайки реакциите на търсене на храна. След хранене сигналите за насищане пристигат в центъра на насищане, което инхибира дейността на центъра на глада (схема 4).

Схема 4

Сигналите към центъра на насищане могат да идват от различни рецептори. Те включват механорецептори на стомашната стена, които изпадат в състояние на възбуда след хранене; терморецептори, сигнали от които идват в резултат на повишаване на температурата, причинено от специфично динамично действие на храната (след хранене, особено протеин, нивото на метаболизма се повишава и съответно телесната температура). Има теории, които обясняват консумацията на храна с химически сигнали. По-специално, центърът за насищане започва да изпраща инхибиторни сигнали към центъра на глада след увеличаване на съдържанието на глюкоза или подобни на мазнини вещества в кръвта.

Регулиране на дълбоката телесна температура.

При топлокръвните (хомеотермични) животни температурата на "ядрото" на тялото се поддържа на постоянно ниво. Образуването на топлина в тялото се дължи на екзотермични реакции във всяка жива клетка. Количеството топлина, генерирана в органа, зависи от интензивността на метаболизма: в черния дроб - най-голямо, в костите - най-малко. Връщането на топлина се осъществява от повърхността на тялото поради физически процеси: топлинно излъчване, топлопроводимост и изпаряване на течността (потта).

Чрез радиация тялото губи топлина под формата на инфрачервени лъчи. Въпреки това, ако температурата на околната среда е по-висока от температурата на тялото, тогава инфрачервеното лъчение от околната среда ще се абсорбира от тялото и температурата му може да се повиши. Ако тялото е в контакт със студени тела, добри топлопроводници, например студена вода, влажна студена земя, камъни, метали и др., губи топлина чрез топлопроводимост. В същото време рискът от хипотермия е висок.

Ако температурата на околната среда е по-висока от телесната, тогава изпотяването е единственият начин за охлаждане. Високите температури на околната среда и високата влажност затрудняват изпаряването на потта и увеличават риска от прегряване. Увеличаване на генерирането на топлина може да възникне поради мускулна работа, треперене и увеличаване на метаболитния интензитет.

Терморегулацията се контролира от нервната и ендокринната системи. Соматичната част на нервната система осигурява такива реакции, които предотвратяват хипотермия, като мускулна работа и тремор. Симпатично разделениевегетативната нервна система контролира промяната в лумена на кръвоносните съдове (при повишаване на температурата те се разширяват, при понижаване на температурата се стеснява), изпотяване, нетреперна термогенеза (окисляване на свободните мастни киселинив кафява мазнина), свиване на гладката мускулатура, която повдига косата.

Когато температурата на околната среда се понижи, активността на щитовидната жлеза и надбъбречните жлези се повишава. Тиреоидният хормон тироксин повишава интензивността на окислително-редукционните реакции в клетките. Хормонът на надбъбречната медула адреналин също повишава метаболизма.

Регулация, включваща нервната, ендокринната и имунната система. Сънят е пример за регулиране на функциите, включващо всички регулаторни системи. Днес има три групи теории, обясняващи естеството на съня: нервна, хуморална и имунна.

Нервни теориисвържете съня с работата нервни центровемозъчна кора, хипоталамус и ретикуларна формация на мозъчния ствол. Кортикалната теория на съня е предложена от I.P. Павлов, който показа в експерименти върху животни, че по време на сън се появява инхибиране в невроните на кората. По-късно са открити центрове, които регулират редуването на съня и будността в хипоталамуса.

Ретикуларната формация на мозъчния ствол, събираща информация от рецепторните структури на тялото, поддържа тонуса (будното състояние на кората), т.е. също така участва в регулирането на процесите сън – будност. При блокадата на ретикуларната формация с някои вещества се получава състояние, подобно на сън.

Хуморални факторинякои хормони регулират съня. Доказано е, че с натрупването на хормона на епифизната жлеза серотонин в кръвта се създават благоприятни условия за REM сън, по време на който се извършва обработката на информацията, получена от човек по време на будност.

Имунна теориясъня получи експериментално потвърждение след проверка на отдавна известни факти за повишена сънливостболни хора инфекциозни заболявания... Оказа се, че веществото мурамил-пептид, което е част от бактериалната клетъчна стена, стимулира образуването на един от цитокините, които регулират съня от клетките на имунната система. Прилагането на мурамил пептид при животни причинява прекомерен сън при тях.

Методическо осигуряване на курса

Образователни стандарти, учебни програми и учебници за раздел "Човекът и неговото здраве"

Съвременните образователни стандарти са одобрени със заповед на Министерството на образованието на Русия № 1089 от 5 март 2004 г. Съгласно стандарта разделът "Човек и неговото здраве" се изучава в 8 клас. В редица училища обаче процесът на преход от стандарта от 1998 г., който предвижда изучаване на анатомични и физиологични теми в 9. клас, все още не е напълно завършен.

Приликата на двата посочени стандарта е списък на основните предлагани теми и въпроси, които се разглеждат: тялото като цяло, клетките и тъканите на човешкото тяло, структурата и функционирането на системите на органи, основните физиологични процеси на тялото. жизнена дейност, принципите на регулиране на живота, връзката с околната среда, сетивните органи и висшето нервна дейност, въпроси на хигиената и превенцията на заболяванията. Тези теми са отразени във всички учебници, одобрени и препоръчани от Министерството на образованието и науката на Руската федерация, но имената им може да са различни.

Характеристика на образователния стандарт от 2004 г. е ясното разделяне на нивата на образование (основно, основно 9-годишно, пълно 11-годишно) и нивата на образование за гимназия (основно и профилно). Стандартът подчертава основните учебни цели за нивата и нивата, задължителното минимално съдържание на осн образователни програми, изисквания към нивото на подготовка на учениците.

Първият блок от изисквания включва списък с теми, концепции и проблеми, които учениците трябва да знаят (разбират), те са групирани по заглавия: основни положения, структура биологични обекти, същността на процесите и явленията, съвременната биологична терминология и символика. Вторият блок включва уменията на учениците: обясняват, установяват взаимоотношения, решават проблеми, съставят диаграми, описват обекти, идентифицират, изследват, сравняват, анализират и оценяват и самостоятелно търсят информация. Третият блок предвижда изисквания за използване на придобитите знания и умения в практически дейности и Ежедневието: регистриране на резултатите, оказване на първа помощ, спазване на правилата за поведение в околната среда, определяне на собствена позиция и оценка на етичните аспекти на биологичните проблеми.

Съдържание образователни стандартивнедрен в учебна литература... Учебникът е един от основните източници на знания, необходими както за придобиване на нови ученици образователна информация, и за затвърждаване на изучавания материал в урока. С помощта на учебника се решават основните цели и задачи на обучението: да се осигури овладяването на учениците с различни видове репродуктивни и творчески учебни дейностина основата на овладяване на системата от биологични знания и умения от теоретичен и практически характер, да допринася за развитието и възпитанието на учениците.

Учебниците се различават както по съдържание, така и по структура, обем на учебната информация, методическа апаратура. Задължително изискване за всеки учебник обаче е съответствието на съдържанието му с федералния компонент държавен стандартобщо средно образование по биология. В момента урокът е сложен информационна система, около които се групират други учебни помагала (аудиокасети, компютърна поддръжка, интернет ресурси, тетрадки на печатна основа, раздатъчни материали и др.), наричани иначе учебно-методически комплект (УМК).

Нека дадем кратко описание на редовете учебници, препоръчани (одобрени) за използване в образователния процес в образователните институции. Имайте предвид, че повечето учебници са комбинирани в редове, чието съдържание е отразено в учебните програми на автора, които имат съществени и методически различия в представянето. учебен материал... Единна линия от учебници осигурява приемственост на биологичното образование, общ подход при подбора на учебен материал, разработена методическа система за формиране и развитие на знания и умения.

Променливите учебници за раздел „Човекът и неговото здраве” могат да се различават по последователността на темите, дълбочината на тяхното обхващане, стила на представяне, обема на лабораторната практика, въпросите и задачите, методическите рубрики и др.

Почти всички предлагани учебни програми са концентрични, т.е. основното 9-годишно обучение завършва с изучаване на раздел „Обща биология”. Във всяка програма се откроява водеща идея, която последователно се прилага в учебните книги за различни раздели от курса по биология.

За учебнициразработено от редактиран от N.I. Сонина, това е функционален подход, т.е. приоритет на знанията за жизнените процеси на организмите, които формират основата на практическата насоченост на съдържанието, както и отражението съвременни постижения биологична наука (Сонин Н.И., Сапин М.Р."Биология. Лице").

Основните идеи редове от учебнициразработено от екип от автори редактиран от V.V. ПаСечник, можем да разгледаме биоцентризма, засилването на практическата насоченост и приоритета на развиващата функция на ученето ( Колесов Д.В., Маш Р.Д.,Беляев I.N."Биология. Лице").

В редицасъздадена редактиран от I.N. Пономарева, при запазване на традиционната структура на разделите, основните концептуални идеи на учебните материали са многостепенен и еколого-еволюционен подход за определяне на съдържанието, а учебният материал е представен на принципа от общо към конкретно ( Драгомилов А.Г., Маш Р.Д."Биология. Лице").

Отличителна черта на всички линия учебницисъздадена под ръководството на Д.И. Трайтака, е ориентиран към практиката фокус, реализиран чрез текстове от учебници, разнообразни практически семинари и илюстративен материал ( Рохлов В.С., Трофимов С.Б.

Подбор на съдържанието на учебния материал в редицаразработено от под ръководството на А.И. Никишова, насочена към развитие на познавателните способности на учениците. При подбора и структурирането на съдържанието е използван съвременен методически апарат, който предвижда двустепенна организация на текста, което дава възможност за диференциране на обучението ( Любимова З.В., Маринова К.В."Биология. Човекът и неговото здраве“).

В допълнение към завършените редове учебници има нови, все още незавършени редове. Образователните книги, включени в препоръчителния федерален списък, отговарят на съвременните образователни стандарти.

Въпроси и задачи

1. Дайте определение на понятията: адаптация, хипоталамо-хипофизна система, хомеостаза.

2. Сравнете регулаторните процеси, които контролират функциите на тялото (вижте таблицата).

3. Напишете кратко съобщение