Südamefunktsiooni närviline humoraalne regulatsioon. Närviline ja humoraalne regulatsioon inimkehas Rakumembraanide funktsioonid ja nende teostamise mehhanismid.

STRUKTUUR, FUNKTSIOONID

Inimene peab pidevalt reguleerima füsioloogilised protsessid vastavalt teie enda vajadustele ja keskkonnamuutustele. Füsioloogiliste protsesside pidevaks reguleerimiseks kasutatakse kahte mehhanismi: humoraalset ja närvilist.

Neurohumoraalse kontrolli mudel on üles ehitatud kahekihilise närvivõrgu põhimõttel. Esimese kihi formaalsete neuronite rolli meie mudelis mängivad retseptorid. Teine kiht koosneb ühest formaalsest neuronist - südame keskus. Selle sisendsignaalid on retseptorite väljundsignaalid. Neurohumoraalse faktori väljundväärtus edastatakse mööda teise kihi formaalse neuroni ühte aksonit.

Inimkeha närviline, õigemini neurohumoraalne juhtimissüsteem on kõige liikuvam ja reageerib väliskeskkonna mõjule sekundi murdosa jooksul. Närvisüsteem on eluskiudude võrgustik, mis on omavahel ja teist tüüpi rakkudega seotud, näiteks sensoorsed retseptorid (haistmis-, puudutus-, nägemisorganite retseptorid jne), lihasrakud, sekretoorsed rakud jne. Kõigil neil rakkudel puudub otsene seos, kuna neid eraldavad alati väikesed ruumilised tühimikud, mida nimetatakse sünaptilisteks lõhedeks. Rakud, nii närvirakud kui ka teised, suhtlevad üksteisega, edastades signaali ühest rakust teise. Kui naatriumi- ja kaaliumiioonide kontsentratsioonide erinevuse tõttu edastatakse signaal läbi raku enda, siis signaal edastatakse rakkude vahel orgaanilise aine vabanemisega sünaptilisse pilusse, mis puutub kokku raku retseptoritega. vastuvõttev rakk, mis asub teisel pool sünaptilist lõhet. Aine vabastamiseks sünaptilisse pilusse moodustab närvirakk vesiikuli (glükoproteiinide kest), mis sisaldab 2000-4000 orgaanilise aine molekuli (näiteks atsetüülkoliin, adrenaliin, norepinefriin, dopamiin, serotoniin, gamma-aminovõihape, glütsiin ja glutamaat jne). Glükoproteiinikompleksi kasutatakse ka signaali vastuvõtvas rakus konkreetse orgaanilise aine retseptoritena.

Humoraalne regulatsioon viiakse läbi abiga keemilised ained, mis tulevad keha erinevatest organitest ja kudedest verre ning kanduvad üle kogu keha. Humoraalne regulatsioon on iidne rakkude ja elundite interaktsiooni vorm.

Närviregulatsioon füsioloogilised protsessid hõlmavad kehaorganite koostoimet närvisüsteemi abiga. Keha funktsioonide närvi- ja humoraalne regulatsioon on omavahel seotud ja moodustavad ühtse mehhanismi neurohumoraalne regulatsioon keha funktsioonid.

Närvisüsteem mängib keha funktsioonide reguleerimisel olulist rolli. See tagab rakkude, kudede, elundite ja nende süsteemide koordineeritud toimimise. Keha toimib ühtse tervikuna. Tänu närvisüsteemile suhtleb keha väliskeskkond. Närvisüsteemi aktiivsus on tunnete, õppimise, mälu, kõne ja mõtlemise aluseks - vaimsed protsessid, mille abil inimene mitte ainult ei mõista keskkonda, vaid saab seda ka aktiivselt muuta.

Närvisüsteem jaguneb kaheks osaks: tsentraalne ja perifeerne. Kesknärvisüsteem hõlmab aju ja seljaaju, mis on moodustatud närvikoest. Närvikoe struktuuriüksus on närvirakk – neuron – Neuron koosneb kehast ja protsessidest. Neuronite keha võib olla erineva kujuga. Neuronil on tuum, lühikesed paksud protsessid (dendriidid), mis hargnevad tugevalt keha lähedal, ja pikk aksonprotsess (kuni 1,5 m). Aksonid moodustavad närvikiude.

Neuronite rakukehad moodustavad aju halli aine ja selgroog, ja nende protsesside kogunemine on valge aine.

Närvirakkude kehad väljaspool kesknärvisüsteemi moodustavad närviganglionid. Närviganglionid ja närvid (kestaga kaetud närvirakkude pikkade protsesside kobarad) moodustavad perifeerse närvisüsteemi.

Seljaaju paikneb luuses seljaaju kanalis.

See on pikk valge nöör, mille läbimõõt on umbes 1 cm. Seljaaju keskel on kitsas seljaaju kanal, mis on täidetud tserebrospinaalvedelik. Seljaaju esi- ja tagapinnal on kaks sügavat pikisuunalist soont. Nad jagavad selle paremale ja vasakule pooleks. keskosa Seljaaju moodustab hallaine, mis koosneb interkalaarsetest ja motoorsetest neuronitest. Halli ainet ümbritseb valge aine, mis moodustub pikkade neuronite protsesside käigus. Need kulgevad mööda seljaaju üles või alla, moodustades tõusvaid ja laskuvaid teid. Seljaajust väljub 31 paari segatud seljaajunärve, millest igaüks algab kahe juurega: eesmine ja tagumine. Seljajuured on sensoorsete neuronite aksonid. Nende neuronite rakukehade klastrid moodustavad seljaaju ganglionid. Eesmised juured on motoorsete neuronite aksonid. Seljaaju täidab 2 põhifunktsiooni: refleks ja juhtivus.

Seljaaju refleksfunktsioon tagab liikumise. Seljaaju läbivad reflekskaared, mis on seotud kontraktsiooniga skeletilihased kehad. Seljaaju valgeaine tagab kõigi kesknärvisüsteemi osade suhtlemise ja koordineeritud töö, täites juhtivat funktsiooni. Aju reguleerib seljaaju tööd.

Aju asub koljuõõnes. See sisaldab järgmisi sektsioone: medulla oblongata, silk, väikeaju, keskaju, vahe- ja ajupoolkerad. Valge aine moodustab aju teed. Nad ühendavad aju seljaajuga ja ajuosi omavahel.

Tänu radadele toimib kogu kesknärvisüsteem ühtse tervikuna. Tuumade kujul hall aine paikneb valgeaine sees, moodustab ajukoore, kattes ajupoolkerad ja väikeaju.

Medulla piklik ja sild - seljaaju jätk, sooritavad refleksi ja dirigendi funktsioonid. Südamikud piklik medulla ja sillad reguleerivad seedimist, hingamist ja südametegevust. Need osad reguleerivad närimist, neelamist, imemist ja kaitsereflekse: oksendamist, aevastamist, köhimist.

Väikeaju asub pikliku medulla kohal. Selle pinna moodustab hallaine – ajukoor, mille all on valgeaines tuumad. Väikeaju on seotud paljude kesknärvisüsteemi osadega. Väikeaju reguleerib motoorseid toiminguid. Kui väikeaju normaalne tegevus on häiritud, kaotavad inimesed võime teha täpseid koordineeritud liigutusi ja säilitada keha tasakaalu.

Keskajus on tuumad, mis saadavad närviimpulsse skeletilihastesse, säilitades nende pinge – toonuse. Keskajus on refleksikaared, mis suunavad reflekse visuaalsetele ja helistiimulitele. Ajutüve moodustavad medulla oblongata, silla ja keskaju. Sellest väljub 12 paari kraniaalnärve. Närvid ühendavad aju peas paiknevate meeleelundite, lihaste ja näärmetega. Üks närvipaar – vagusnärv – ühendab aju siseorganitega: süda, kopsud, magu, sooled jne. Impulsid sisenevad ajukooresse vahekeha kaudu ajupoolkerad kõikidest retseptoritest (nägemine, kuulmine, nahk, maitse).

Kõndimine, jooksmine, ujumine on seotud vahepeaga. Selle tuumad koordineerivad erinevate tööd siseorganid. Diencephalon reguleerib ainevahetust, toidu- ja veetarbimist, hooldust püsiv temperatuur kehad.

Perifeerse närvisüsteemi osa, mis reguleerib skeletilihaste tööd, nimetatakse somaatiliseks (kreeka keeles "soma" - keha) närvisüsteem. Närvisüsteemi osa, mis reguleerib siseorganite (süda, magu, mitmesugused näärmed) tegevust, nimetatakse autonoomseks ehk autonoomseks närvisüsteemiks. Autonoomne närvisüsteem reguleerib elundite tööd, kohandades nende tegevust täpselt keskkonnatingimuste ja organismi enda vajadustega.

Autonoomne reflekskaar koosneb kolmest lülist: tundlik, interkalaarne ja juhtiv. Autonoomne närvisüsteem jaguneb sümpaatiliseks ja parasümpaatiliseks osakonnaks. Sümpaatiline autonoomne närvisüsteem on ühendatud seljaajuga, kus paiknevad esimeste neuronite kehad, mille protsessid lõpevad kahel pool selgroo esiosa paiknevate kahe sümpaatilise ahela närvisõlmedes. Sümpaatilise närvi ganglionid sisaldavad teiste neuronite kehasid, mille protsessid innerveerivad otseselt tööorganeid. Sümpaatiline närvisüsteem suurendab ainevahetust, suurendab enamiku kudede erutatavust ja mobiliseerib keha jõud aktiivseks tegevuseks.

Autonoomse närvisüsteemi parasümpaatilise osa moodustavad mitmed närvid, mis ulatuvad medulla oblongata ja alumine sektsioon selgroog. Parasümpaatilised sõlmed, kus asuvad teiste neuronite kehad, asuvad organites, mille tegevust need mõjutavad. Enamikku elundeid innerveerivad nii sümpaatiline kui ka parasümpaatiline närvisüsteem. Parasümpaatiline närvisüsteem aitab taastada kulutatud energiavarusid ja reguleerib une ajal organismi elutähtsaid funktsioone.

Ajukoor moodustab voldid, sooned ja keerdud. Volditud struktuur suurendab ajukoore pinda ja selle mahtu ning seega ka seda moodustavate neuronite arvu. Ajukoor vastutab kogu ajju siseneva teabe (visuaal-, kuulmis-, kombatav-, maitse-) tajumise eest, kõigi keeruliste lihasliigutuste juhtimise eest. Just ajukoore funktsioonidega on seotud vaimne ja kõnetegevus ning mälu.

Ajukoor koosneb neljast labast: eesmine, parietaalne, ajaline ja kuklaluu. Kuklasagaras sisaldab visuaalseid piirkondi, mis vastutavad visuaalsete signaalide tajumise eest. Helide tajumise eest vastutavad kuulmispiirkonnad asuvad oimusagarad. Parietaalsagara on tundlik keskus, mis võtab vastu nahalt, luudelt, liigestelt ja lihastelt tulevat teavet. Aju esiosa vastutab käitumise programmeerimise ja kontrollimise eest töötegevus. Ajukoore eesmiste piirkondade arengut seostatakse inimese vaimsete võimete kõrge tasemega võrreldes loomadega. Inimese ajus on struktuure, mida loomadel ei ole – kõnekeskus. Inimestel on poolkerade spetsialiseerumine – üks neist täidab paljusid kõrgemaid aju funktsioone. Paremakäeliste inimeste vasak poolkera sisaldab kuulmis- ja motoorset kõnekeskust. Need tagavad suulise taju ning suulise ja kirjaliku kõne kujundamise.

Vasak ajupoolkera vastutab matemaatiliste operatsioonide läbiviimise ja mõtlemisprotsessi eest. Parem poolkera vastutab inimeste hääle järgi äratundmise ja muusika tajumise, inimnägude äratundmise eest ning vastutab muusikalise ja kunstiline loovus- osaleb kujutlusvõimelise mõtlemise protsessides.

Kesknärvisüsteem kontrollib pidevalt närviimpulsside kaudu südame tööd. Südame enda õõnsuste sees ja sisse. Suurte veresoonte seinad sisaldavad närvilõpmeid – retseptoreid, mis tajuvad rõhukõikumisi südames ja veresoontes. Retseptoritelt tulevad impulsid põhjustavad reflekse, mis mõjutavad südame tööd. Neid on kahte tüüpi närvilised mõjud südamel: mõned on pärssivad (südame löögisagedust vähendavad), teised kiirendavad.

Impulsid edastatakse südamesse mööda närvikiude alates närvikeskused asub medulla piklikus ja seljaajus.

Südame tööd nõrgestavad mõjud kanduvad edasi parasümpaatiliste närvide kaudu, selle tööd tugevdavad aga sümpaatiliste närvide kaudu. Südame tegevust mõjutab ka humoraalne regulatsioon. Adrenaliin on neerupealiste hormoon, mis isegi väga väikestes annustes suurendab südame tööd. Seega põhjustab valu mitme mikrogrammi adrenaliini vabanemist verre, mis muudab oluliselt südametegevust. Praktikas süstitakse mõnikord seiskunud südamesse adrenaliini, et sundida seda kokku tõmbuma. Kaaliumisoolade sisalduse suurenemine veres pärsib ja kaltsium suurendab südame tööd. Aine, mis pärsib südame tööd, on atsetüülkoliin. Süda on tundlik isegi 0,0000001 mg annuse suhtes, mis selgelt aeglustab selle rütmi. Närviline ja humoraalne regulatsioon koos tagavad südametegevuse väga täpse kohandamise keskkonnatingimustega.

Hingamislihaste kontraktsioonide ja lõdvestuste järjepidevuse ja rütmi määravad neile närve pidi tulevad impulsid. hingamiskeskus piklik medulla. NEED. Sechenov tegi 1882. aastal kindlaks, et ligikaudu iga 4 sekundi järel tekivad hingamiskeskuses automaatselt ergutused, mis tagavad sisse- ja väljahingamise vaheldumise.

Hingamiskeskus muudab hingamisliigutuste sügavust ja sagedust, tagades optimaalse gaaside taseme veres.

Hingamise humoraalne regulatsioon seisneb selles, et süsihappegaasi kontsentratsiooni tõus veres ergastab hingamiskeskust - hingamise sagedus ja sügavus suurenevad ning CO2 vähenemine vähendab hingamiskeskuse erutuvust - väheneb hingamise sagedus ja sügavus. .

Paljusid keha füsioloogilisi funktsioone reguleerivad hormoonid. Hormoonid on kõrged toimeaineid mida toodavad endokriinsed näärmed. Endokriinsetel näärmetel ei ole erituskanaleid. Iga näärme sekretoorrakk on oma pinnaga kontaktis seinaga veresoon. See võimaldab hormoonidel liikuda otse verre. Hormoone toodetakse väikestes kogustes, kuid need püsivad kehas pikka aega. aktiivne olek ja levivad vereringe kaudu kogu kehas.

Pankrease hormoon, insuliin, mängib olulist rolli ainevahetuse reguleerimisel. Vere glükoosisisalduse tõus on signaal uute insuliini portsjonite vabanemiseks. Selle mõjul suureneb glükoosi kasutamine kõigis keha kudedes. Osa glükoosist muundatakse varuaineks glükogeeniks, mis ladestub maksas ja lihastes. Insuliin hävib organismis piisavalt kiiresti, seega peab selle verre vabanemine olema regulaarne.

Hormoonid kilpnääre, peamine on türoksiin, reguleerib ainevahetust. Kõikide kehaorganite ja kudede hapnikutarbimise tase sõltub nende kogusest veres. Kilpnäärmehormoonide suurenenud tootmine põhjustab ainevahetuse kiirenemist. See väljendub kehatemperatuuri tõusus, täielikumas imendumises toiduained, valkude, rasvade, süsivesikute lagunemise suurendamisel, keha kiirel ja intensiivsel kasvul. Kilpnäärme aktiivsuse vähenemine põhjustab mükseemi: kudedes vähenevad oksüdatiivsed protsessid, temperatuur langeb, tekib rasvumine, närvisüsteemi erutuvus väheneb. Kilpnäärme aktiivsuse suurenedes tõuseb ainevahetusprotsesside tase: südame löögisagedus, vererõhk, närvisüsteemi erutuvus. Inimene muutub ärrituvaks ja väsib kiiresti. Need on Gravesi tõve tunnused.

Neerupealiste hormoonid on paarisnäärmed, mis asuvad neerude ülemisel pinnal. Need koosnevad kahest kihist: välimisest ajukoorest ja sisemisest medullast. Neerupealised toodavad mitmeid hormoone. Kortikaalsed hormoonid reguleerivad naatriumi, kaaliumi, valkude ja süsivesikute ainevahetust. Medulla toodab hormooni norepinefriini ja adrenaliini. Need hormoonid reguleerivad süsivesikute ja rasvade ainevahetust, aktiivsust südame-veresoonkonna süsteemist, skeletilihased ja siseorganite lihaseid. Adrenaliini tootmine on oluline järsu füüsilise või vaimse pinge suurenemise tõttu kriitilisse olukorda sattunud keha reaktsioonide hädaolukorras ettevalmistamiseks. Adrenaliin suurendab veresuhkru taset, suurendab südame aktiivsust ja lihaste jõudlust.

Hüpotalamuse ja hüpofüüsi hormoonid. Hüpotalamus on vahedefaloni eriline osa ja hüpofüüs on aju lisand, mis asub aju alumisel pinnal. Hüpotalamus ja ajuripats moodustavad ühtse hüpotalamuse-hüpofüüsi süsteemi ning nende hormoone nimetatakse neurohormoonideks. See tagab vere koostise püsivuse ja vajaliku ainevahetuse taseme. Hüpotalamus reguleerib hüpofüüsi funktsioone, mis juhib teiste endokriinsete näärmete tegevust: kilpnääre, kõhunääre, suguelundid, neerupealised. Selle süsteemi toimimine põhineb tagasiside põhimõttel, mis on näide meie keha funktsioonide reguleerimise närviliste ja humoraalsete meetodite tihedast ühendamisest.

Suguhormoone toodavad sugunäärmed, mis täidavad ka näärmete funktsiooni väline sekretsioon.

Meessuguhormoonid reguleerivad keha kasvu ja arengut, sekundaarsete seksuaaltunnuste tekkimist – vuntside kasvu, iseloomuliku karvasuse teket teistes kehaosades, hääle süvenemist, kehaehituse muutusi.

Naissuguhormoonid reguleerivad naistel sekundaarsete seksuaalomaduste kujunemist – kõrget häält, ümarat kehakuju, piimanäärmete arengut ning kontrollivad seksuaaltsükleid, rasedust ja sünnitust. Mõlemat tüüpi hormoone toodetakse nii meestel kui naistel.

Närviregulatsioon teostatakse mööda närvirakke liikuvate elektriliste impulsside abil. Võrreldes humoraalsega

• juhtub kiiremini
• Täpsem
• nõuab palju energiat
• evolutsiooniliselt noorem.

Humoraalne regulatsioon elutähtsad protsessid (ladina sõnast huumor - "vedelik") toimuvad keha sisekeskkonda (lümf, veri, koevedelik) vabanevate ainete tõttu.

Humoraalset reguleerimist saab läbi viia järgmiste vahenditega:

• hormoonid- bioloogiliselt aktiivsed (väga väikeses kontsentratsioonis toimivad) ained, mis vabanevad sisesekretsiooninäärmete kaudu verre;
• muud ained. Näiteks, süsinikdioksiid
  • põhjustab kapillaaride lokaalset laienemist, sellesse kohta voolab rohkem verd;
  • stimuleerib pikliku medulla hingamiskeskust, hingamine intensiivistub.

Kõik keha näärmed on jagatud 3 rühma

1) endokriinsed näärmed ( endokriinsed) neil ei ole eritusjuhasid ja nad eritavad oma sekreeti otse verre. Endokriinsete näärmete sekretsioone nimetatakse hormoonid, neil on bioloogiline aktiivsus(toimib mikroskoopilises kontsentratsioonis). Näiteks: .

2) Eksokriinnäärmetel on erituskanalid ja nad ei erita oma eritist MITTE verre, vaid mõnda õõnsusse või kehapinnale. Näiteks, maks, pisarais, sülg, higine.

3) Segasekretsiooninäärmed teostavad nii sisemist kui ka välist sekretsiooni. Näiteks

• nääre eritab insuliini ja glükagooni verre, mitte verre (kaksteistsõrmiksoole) - pankrease mahl;
• seksuaalne Näärmed eritavad suguhormoone verre, kuid mitte verre – sugurakke.

Luua vastavus inimkeha elutähtsate funktsioonide reguleerimises osaleva organi (elundiosakonna) ja süsteemi vahel, kuhu see kuulub: 1) närvisüsteemi, 2) endokriinsüsteemi vahel.
A) sild
B) hüpofüüsi
B) pankreas
D) seljaaju
D) väikeaju

Vastus

Pange paika hingamise humoraalne regulatsioon inimkeha lihastöö ajal
1) süsihappegaasi kogunemine kudedesse ja verre
2) hingamiskeskuse stimuleerimine medulla piklikus
3) impulsi ülekanne roietevahelihastesse ja diafragmasse
4) suurenenud oksüdatiivsed protsessid aktiivsel lihastööl
5) sissehingamine ja õhu sattumine kopsudesse

Vastus

Looge vastavus inimese hingamisel toimuva protsessi ja selle reguleerimise meetodi vahel: 1) humoraalne, 2) närviline.
A) ninaneelu retseptorite stimuleerimine tolmuosakeste poolt
B) hingamise aeglustumine külma vette kastmisel
C) hingamisrütmi muutus ruumis liigse süsihappegaasiga
D) hingamisraskus köhimisel
D) hingamisrütmi muutus, kui süsihappegaasi sisaldus veres väheneb

Vastus

1. Looge vastavus näärme omaduste ja tüübi vahel, mille järgi see on klassifitseeritud: 1) sisemine sekretsioon, 2) välissekretsioon. Kirjutage numbrid 1 ja 2 õiges järjekorras.
A) neil on erituskanalid
B) toota hormoone
C) reguleerida kõiki keha elutähtsaid funktsioone
D) eritavad ensüüme maoõõnde
D) erituskanalid väljuvad keha pinnale
E) toodetud ained vabanevad verre

Vastus

2. Looge vastavus näärmete omaduste ja nende tüübi vahel: 1) välissekretsioon, 2) sisemine sekretsioon. Kirjutage numbrid 1 ja 2 õiges järjekorras.
A) moodustavad seedeensüüme
B) eritavad eritist kehaõõnde
C) vabastavad keemiliselt aktiivsed ained – hormoonid
D) osaleda organismi elutähtsate protsesside reguleerimises
D) neil on erituskanalid

Vastus

Looge vastavus näärmete ja nende tüüpide vahel: 1) välissekretsioon, 2) sisemine sekretsioon. Kirjutage numbrid 1 ja 2 õiges järjekorras.
A) käbinääre
B) hüpofüüsi
B) neerupealised
D) sülg
D) maks
E) pankrease rakud, mis toodavad trüpsiini

Vastus

Looge vastavus südame reguleerimise näite ja reguleerimise tüübi vahel: 1) humoraalne, 2) närviline.
A) südame löögisageduse tõus adrenaliini mõjul
B) muutused südame töös kaaliumiioonide mõjul
B) muuta südamerütm autonoomse süsteemi mõju all
D) südametegevuse nõrgenemine parasümpaatilise süsteemi mõjul

Vastus

Looge vastavus inimkehas oleva näärme ja selle tüübi vahel: 1) sisemine sekretsioon, 2) välissekretsioon
A) piimatooted
B) kilpnääre
B) maks
D) higi
D) hüpofüüsi
E) neerupealised

Vastus

1. Loo vastavus inimese keha funktsioonide reguleerimise märgi ja selle tüübi vahel: 1) närviline, 2) humoraalne. Kirjutage numbrid 1 ja 2 õiges järjekorras.
A) viiakse organitesse verega
B) kõrge reageerimiskiirus
B) on iidsem
D) viiakse läbi hormoonide abil
D) on seotud endokriinsüsteemi aktiivsusega

Vastus

2. Loo vastavus keha funktsioonide reguleerimise tunnuste ja tüüpide vahel: 1) närviline, 2) humoraalne. Kirjutage numbrid 1 ja 2 tähtedele vastavas järjekorras.
A) lülitub sisse aeglaselt ja kestab kaua
B) signaal levib läbi reflekskaare struktuuride
B) viiakse läbi hormooni toimel
D) signaal liigub läbi vereringe
D) lülitub kiiresti sisse ja kestab lühikest aega
E) evolutsiooniliselt iidsem regulatsioon

Vastus

Valige üks, kõige õigem variant. Millised järgmistest näärmetest eritavad oma saadusi spetsiaalsete kanalite kaudu kehaorganite õõnsustesse ja otse verre?
1) rasvane
2) higi
3) neerupealised
4) seksuaalne

Vastus

Looge vastavus inimkeha näärme ja selle tüübi vahel, millesse see kuulub: 1) sisemine sekretsioon, 2) segasekretsioon, 3) välissekretsioon
A) pankreas
B) kilpnääre
B) pisaravool
D) rasvane
D) seksuaalne
E) neerupealised

Vastus

Valige kolm valikut. Millistel juhtudel viiakse läbi humoraalne regulatsioon?
1) liigne süsihappegaas veres
2) keha reaktsioon rohelisele fooritulele
3) liigne glükoosisisaldus veres
4) keha reaktsioon kehaasendi muutumisele ruumis
5) adrenaliini vabanemine stressi ajal

Vastus

Looge vastavus inimeste hingamisregulatsiooni näidete ja tüüpide vahel: 1) refleks, 2) humoraalne. Kirjutage numbrid 1 ja 2 tähtedele vastavas järjekorras.
A) hingamise peatamine sissehingamisel külma vette sisenemisel
B) hingamissügavuse suurenemine süsihappegaasi kontsentratsiooni suurenemise tõttu veres
C) köha, kui toit satub kõri
D) kerge hinge kinnipidamine süsihappegaasi kontsentratsiooni vähenemise tõttu veres
D) hingamise intensiivsuse muutus sõltuvalt emotsionaalsest seisundist
E) ajuveresoonte spasm, mis on tingitud hapniku kontsentratsiooni järsust tõusust veres

Vastus

Valige kolm endokriinset näärmet.
1) hüpofüüsi
2) seksuaalne
3) neerupealised
4) kilpnääre
5) kõht
6) piimatooted

Vastus

Valige kuuest vastusest kolm õiget vastust ja kirjutage üles numbrid, mille all need on märgitud. Millised näärmerakud eritavad eritist otse verre?
1) neerupealised
2) nutune
3) maks
4) kilpnääre
5) hüpofüüsi
6) higi

Vastus

Valige kolm valikut. Humoraalne mõju füsioloogilistele protsessidele inimkehas
1) tehakse keemiliselt aktiivseid aineid kasutades
2) seotud välissekretsiooninäärmete aktiivsusega
3) levivad aeglasemalt kui närvilised
4) tekivad närviimpulsside toel
5) pikliku medulla kontrolli all
6) viiakse läbi vereringesüsteemi kaudu

Vastus

Valige kuuest vastusest kolm õiget vastust ja kirjutage üles numbrid, mille all need on märgitud. Mis on iseloomulik inimkeha humoraalsele regulatsioonile?
1) vastus on selgelt lokaliseeritud
2) signaaliks on hormoon
3) lülitub kiiresti sisse ja tegutseb koheselt
4) signaali edastamine on ainult keemiline kehavedelike kaudu
5) signaali edastamine toimub sünapsi kaudu
6) vastus kestab kaua

Vastus

© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019

Inimese kehas toimuvad pidevalt erinevad elu toetavad protsessid. Seega toimivad ärkveloleku ajal kõik organsüsteemid üheaegselt: inimene liigub, hingab, veri voolab läbi tema veresoonte, maos ja soolestikus toimuvad seedimisprotsessid, toimub termoregulatsioon jne. Inimene tajub kõiki keskkonnas toimuvaid muutusi ja reageerib neile. Kõiki neid protsesse reguleerivad ja juhivad närvisüsteem ja endokriinse aparatuuri näärmed.

Humoraalne regulatsioon (ladina keelest "humor" - vedelik) on keha aktiivsuse reguleerimise vorm, mis on omane kõigile elusolenditele ja mis viiakse läbi bioloogiliselt aktiivsete ainete - hormoonide - abil (kreekakeelsest sõnast "hormao" - ma erutan) , mida toodavad spetsiaalsed näärmed. Neid nimetatakse sisesekretsiooni- või sisesekretsiooninäärmeteks (kreeka keelest "endon" - sees, "crineo" - eritama). Nende poolt eritatavad hormoonid sisenevad otse koevedelikku ja verre. Veri kannab neid aineid kogu kehas. Elunditesse ja kudedesse sattudes avaldavad hormoonid neile teatud mõju, näiteks mõjutavad kudede kasvu, südamelihase kontraktsiooni rütmi, põhjustavad veresoonte valendiku ahenemist jne.

Hormoonid mõjutavad rangelt spetsiifilisi rakke, kudesid või elundeid. Nad on väga aktiivsed ja tegutsevad isegi tühistes kogustes. Hormoonid aga hävivad kiiresti, mistõttu tuleb neid vastavalt vajadusele verre või koevedelikku lasta.

Tavaliselt on endokriinsed näärmed väikesed: grammi murdosadest mitme grammi.

Kõige olulisem sisesekretsiooninääre on hüpofüüs, mis asub ajupõhja all kolju spetsiaalses süvendis – sella turcicas ja on ajuga ühendatud õhukese varrega. Hüpofüüs jaguneb kolmeks: eesmine, keskmine ja tagumine. Eesmises ja keskmises lobus toodetakse hormoone, mis verre sattudes jõuavad teiste sisesekretsiooninäärmeteni ja kontrollivad nende tööd. Kaks vahekeha neuronites toodetud hormooni sisenevad mööda varre hüpofüüsi tagumisse ossa. Üks neist hormoonidest reguleerib toodetava uriini mahtu ja teine ​​tugevdab silelihaste kokkutõmbumist ja mängib sünnitusprotsessis väga olulist rolli.

Kilpnääre asub kaelas kõri ees. See toodab mitmeid hormoone, mis on seotud kasvuprotsesside ja kudede arengu reguleerimisega. Need suurendavad ainevahetuse kiirust ja hapnikutarbimise taset elundite ja kudede poolt.

Kõrvalkilpnäärmed asuvad kilpnäärme tagumisel pinnal. Neid näärmeid on neli, nende kogumass on vaid 0,1-0,13 g. Nende näärmete hormoon reguleerib selle hormooni puudumisega veres kaltsiumi- ja fosforisoolade sisaldust, luude kasvu ja hambad on kahjustatud ning närvisüsteemi erutuvus suureneb.

Paaritud neerupealised asuvad, nagu nende nimigi ütleb, neerude kohal. Nad eritavad mitmeid hormoone, mis reguleerivad süsivesikute ja rasvade ainevahetust, mõjutavad naatriumi- ja kaaliumisisaldust organismis ning reguleerivad südame-veresoonkonna tegevust.

Neerupealiste hormoonide vabanemine on eriti oluline juhtudel, kui keha on sunnitud töötama vaimse ja füüsilise stressi tingimustes, st stressis: need hormoonid suurendavad lihaste tööd, suurendavad vere glükoosisisaldust (tagamaks aju energiakulu suurenemist) ja suurendada verevoolu ajus ja teistes elutähtsates organites, tõsta süsteemset taset vererõhk, suurendada südame aktiivsust.

Mõned meie keha näärmed täidavad topeltfunktsiooni, see tähendab, et nad toimivad samaaegselt sisemise ja välise - segasekretsiooni näärmetena. Need on näiteks sugunäärmed ja kõhunääre. Pankreas sekreteerib seedemahl, sisenedes kaksteistsõrmiksool; Samal ajal toimivad selle üksikud rakud endokriinsete näärmetena, toodavad hormooni insuliini, mis reguleerib süsivesikute ainevahetust organismis. Seedimise käigus lagundatakse süsivesikud glükoosiks, mis imendub soolestikust veresoontesse. Insuliini tootmise vähenemine põhjustab enamik glükoos ei pääse veresoontest edasi elundikudedesse. Selle tulemusena jäävad erinevate kudede rakud ilma kõige olulisem allikas energia – glükoos, mis lõpuks eritub organismist uriiniga. Seda haigust nimetatakse diabeediks. Mis juhtub, kui kõhunääre toodab liiga palju insuliini? Glükoosi tarbivad väga kiiresti erinevad kuded, eelkõige lihased, ning veresuhkru tase langeb ohtlikult madalale. Selle tulemusena ei jätku ajus piisavalt “kütust”, inimene saab nn insuliinišoki ja kaotab teadvuse. Sel juhul on vaja glükoosi kiiresti verre viia.

Sugunäärmed moodustavad sugurakke ja toodavad hormoone, mis reguleerivad keha kasvu ja küpsemist ning sekundaarsete seksuaalomaduste teket. Meestel on selleks vuntside ja habeme kasv, hääle süvenemine, kehaehituse muutus, naistel - kõrge hääl, kehakuju ümarus. Suguhormoonid määravad naiste suguelundite arengu, sugurakkude küpsemise, mis kontrollivad seksuaaltsükli faase ja raseduse kulgu.

Kilpnäärme struktuur

Kilpnääre on üks tähtsamaid sisemise sekretsiooni organeid. Kilpnäärme kirjelduse andis tagasi 1543. aastal A. Vesalius ja see sai oma nime rohkem kui sajand hiljem - 1656. aastal.

Kaasaegsed teaduslikud ideed kilpnäärme kohta hakkasid kujunema 19. sajandi lõpupoole, kui Šveitsi kirurg T. Kocher kirjeldas märke 1883. aastal. vaimne alaareng(kretinism) lapsel, mis tekkis pärast selle organi eemaldamist.

1896. aastal tuvastas A. Bauman rauas kõrge joodisisalduse ja juhtis teadlaste tähelepanu tõsiasjale, et isegi muistsed hiinlased ravisid kretinismi edukalt merekäsnade tuhaga, mis sisaldas suures koguses joodi. Kilpnääre viidi esmakordselt läbi eksperimentaalselt 1927. aastal. Üheksa aastat hiljem sõnastati selle intrasekretoorse funktsiooni kontseptsioon.

Nüüdseks on teada, et kilpnääre koosneb kahest sagarast, mida ühendab kitsas maakitsus. See on suurim sisesekretsiooninääre. Täiskasvanul on selle mass 25-60 g; see asub kõri ees ja külgedel. Näärekude koosneb peamiselt paljudest rakkudest - türotsüütidest, mis on ühendatud folliikuliteks (vesiikuliteks). Iga sellise vesiikuli õõnsus on täidetud türotsüütide aktiivsuse produktiga - kolloidiga. Veresooned külgnevad folliikulite välisküljega, kust sisenevad rakkudesse hormoonide sünteesi lähteained. See on kolloid, mis võimaldab kehal mõnda aega ilma joodita hakkama saada, mis tavaliselt tuleb vee, toidu ja sissehingatava õhuga. Pikaajalise joodipuuduse korral on aga hormoonide tootmine häiritud.

Kilpnäärme peamine hormonaalne toode on türoksiin. Teist hormooni, trijodotüraani, toodab kilpnääre vaid väikestes kogustes. See moodustub peamiselt türoksiinist pärast ühe joodiaatomi eemaldamist sellest. See protsess toimub paljudes kudedes (eriti maksas) ja mängib olulist rolli organismi hormonaalse tasakaalu säilitamisel, kuna trijodotüroniin on palju aktiivsem kui türoksiin.

Kilpnäärme talitlushäiretega seotud haigused võivad tekkida mitte ainult näärme enda muutuste tõttu, vaid ka joodipuuduse tõttu organismis, samuti hüpofüüsi eesmise osa haigused jne.

Kilpnäärme funktsioonide (hüpofunktsiooni) vähenemisega lapsepõlves areneb kretinism, mida iseloomustab kõigi kehasüsteemide arengu pärssimine, lühike kasv ja dementsus. Kilpnäärmehormoonide puudusel täiskasvanul tekib mükseem, mis põhjustab turset, dementsust, immuunsuse vähenemist ja nõrkust. See haigus allub hästi ravile kilpnäärme hormoonravimitega. Kilpnäärmehormoonide suurenenud tootmisega Gravesi haigus, mille puhul erutuvus, ainevahetuse kiirus ja pulss järsult tõusevad, tekivad punnis silmad (eksoftalmos) ja kaalulangus. Nendes geograafilistes piirkondades, kus vesi sisaldab vähe joodi (tavaliselt mägedes), kogeb elanikkond sageli struumat - haigust, mille puhul kilpnäärme sekretsioonikude kasvab, kuid ei suuda vajaliku puudumisel sünteesida täisväärtuslikke hormoone. joodi kogus. Sellistes piirkondades tuleks suurendada elanike joodi tarbimist, mida on võimalik saavutada näiteks kasutades lauasool kohustuslike väikeste naatriumjodiidi lisanditega.

Kasvuhormoon

Esimese ettepaneku spetsiifilise kasvuhormooni sekretsiooni kohta hüpofüüsi poolt tegi 1921. aastal Ameerika teadlaste rühm. Katses suutsid nad igapäevase hüpofüüsi ekstrakti manustamisega stimuleerida rottide kasvu nende normaalse suuruse kaks korda suuremaks. IN puhtal kujul kasvuhormooni eraldati alles 1970. aastatel, esmalt härja hüpofüüsist ning seejärel hobustelt ja inimestelt. See hormoon mõjutab mitte ainult ühte näärmet, vaid kogu keha.

Inimese pikkus ei ole püsiv väärtus: see kasvab kuni 18-23 eluaastani, püsib muutumatuna umbes 50. eluaastani ja seejärel väheneb 1-2 cm iga 10 aasta järel.

Lisaks on kasvumäärad erinevad erinevad inimesed. "Tavapärase inimese" jaoks (see termin on aktsepteeritud Maailmaorganisatsioon tervishoid erinevate elutähtsate parameetrite määramisel) on keskmine pikkus naistel 160 cm ja meestel 170 cm. Kuid alla 140 cm või üle 195 cm pikkust inimest peetakse väga lühikeseks või väga pikaks.

Kasvuhormooni puudumisega areneb lastel hüpofüüsi kääbus ja ülemäärase hüpofüüsi gigantism. Kõrgeim hüpofüüsi hiiglane, kelle pikkust täpselt mõõdeti, oli ameeriklane R. Wadlow (272 cm).

Kui täiskasvanul täheldatakse selle hormooni liigset kogust, kui normaalne kasv on juba peatunud, tekib haigus akromegaalia, mille korral kasvavad nina, huuled, sõrmed ja varbad ning mõned muud kehaosad.

Pange oma teadmised proovile

1. Mis on kehas toimuvate protsesside humoraalse reguleerimise olemus?
2. Milliseid näärmeid klassifitseeritakse sisesekretsiooninäärmeteks?
3. Millised on neerupealiste funktsioonid?
4. Nimetage hormoonide peamised omadused.
5. Mis on kilpnäärme funktsioon?
6. Milliseid segaerituse näärmeid teate?
7. Kuhu kaovad endokriinsete näärmete poolt eritatavad hormoonid?
8. Mis on kõhunäärme funktsioon?
9. Loetlege kõrvalkilpnäärme funktsioonid.

Mõtle

Milleni võib viia organismi eritatavate hormoonide puudus?

Endokriinnäärmed eritavad hormoone otse verre – biolo! sisuliselt aktiivsed ained. Hormoonid reguleerivad ainevahetust, kasvu, organismi arengut ja selle organite talitlust.

Füsioloogilise regulatsiooni teooria olulisemad mõisted.

Enne neurohumoraalse regulatsiooni mehhanismide käsitlemist peatume selle füsioloogia osa kõige olulisematel mõistetel. Mõned neist on välja töötatud küberneetika poolt. Selliste mõistete tundmine hõlbustab füsioloogiliste funktsioonide regulatsiooni mõistmist ja mitmete meditsiiniprobleemide lahendamist.

Füsioloogiline funktsioon- organismi või selle struktuuride (rakud, elundid, raku- ja koesüsteemid) elulise aktiivsuse avaldumine, mille eesmärk on elu säilitamine ning geneetiliselt ja sotsiaalselt määratud programmide elluviimine.

Süsteem- interakteeruvate elementide kogum, mis täidab funktsiooni, mida üks üksik element ei suuda täita.

Element - struktuurne ja funktsionaalne üksus süsteemid.

Signaal - erinevat tüüpi ainet ja energiat, mis edastavad teavet.

Teave informatsioon, sõnumid, mis edastatakse sidekanalite kaudu ja mida keha tajub.

Stiimul- välis- või sisekeskkonna tegur, mille mõju organismi retseptormoodustistele põhjustab muutusi elutähtsates protsessides. Stiimulid jagunevad piisavaks ja ebapiisavaks. Tajumise poole piisavad stiimulid Keha retseptorid kohanduvad ja aktiveeruvad väga madala mõjuteguri energiaga. Näiteks võrkkesta retseptorite (varraste ja koonuste) aktiveerimiseks piisab 1-4 valguskvandist. Ebapiisav on ärritajad, mille tajumiseks ei ole keha tundlikud elemendid kohanenud. Näiteks võrkkesta koonused ja vardad ei ole kohanenud mehaaniliste mõjude tajumiseks ega anna aistingut isegi neile mõjuva olulise jõu korral. Ainult väga tugeva löögijõuga (löögiga) saab neid aktiveerida ja ilmneda valguse tunne.

Samuti jagunevad stiimulid nende tugevuse järgi alamläviseks, läveks ja üleläveks. Jõud alamlävi stiimulid ei ole piisav keha või selle struktuuride registreeritud reaktsiooni tekitamiseks. Läve stiimul nimetatakse selliseks, mille minimaalne tugevus on väljendunud reaktsiooni tekitamiseks piisav. Superläve stiimulid neil on suurem jõud kui lävi stiimulid.

Stiimul ja signaal on sarnased, kuid mitte üheselt mõistetavad mõisted. Samal stiimulil võib olla erinev signaali tähendus. Näiteks jänese kriuksum võib olla signaaliks, mis hoiatab lähedaste ohu eest, aga rebase jaoks on sama hääl toidu saamise võimalusest.

Ärritus - keskkonna- või sisekeskkonna tegurite mõju organismi struktuuridele. Tuleb märkida, et meditsiinis kasutatakse terminit "ärritus" mõnikord ka teises tähenduses - keha või selle struktuuride reaktsiooni tähistamiseks ärritaja toimele.

Retseptorid molekulaarsed või rakulised struktuurid, mis tajuvad väliste või sisemiste keskkonnategurite toimet ja edastavad teavet stiimuli signaali väärtuse kohta regulatsiooniahela järgmistele lülidele.

Retseptorite mõistet vaadeldakse kahest vaatenurgast: molekulaarbioloogilisest ja morfofunktsionaalsest. Viimasel juhul räägime sensoorsetest retseptoritest.

KOOS molekulaarbioloogilised vaatepunktist on retseptorid spetsiaalsed valgumolekulid, mis on sisestatud rakumembraani või asuvad tsütosoolis ja tuumas. Iga sellist tüüpi retseptorid on võimelised suhtlema ainult rangelt määratletud signaalmolekulidega - ligandid. Näiteks nn adrenoretseptorite jaoks on ligandid hormoonide adrenaliini ja norepinefriini molekulid. Sellised retseptorid on ehitatud paljude keharakkude membraanidesse. Ligandide rolli organismis täidavad bioloogiliselt aktiivsed ained: hormoonid, neurotransmitterid, kasvufaktorid, tsütokiinid, prostaglandiinid. Nad täidavad oma signaalimisfunktsiooni bioloogilistes vedelikes väga madalates kontsentratsioonides. Näiteks hormoonide sisaldus veres on vahemikus 10 -7 -10" 10 mol/l.

KOOS morfofunktsionaalne seisukohalt on retseptorid (sensoorsed retseptorid) spetsialiseerunud rakud ehk närvilõpmed, mille ülesandeks on tajuda stiimulite toimet ja tagada närvikiududes ergastuse tekkimine. Selles arusaamas kasutatakse terminit "retseptor" füsioloogias kõige sagedamini siis, kui me räägime närvisüsteemi poolt pakutavate regulatsioonide kohta.

Nimetatakse sama tüüpi sensoorsete retseptorite komplekti ja kehapiirkonda, kuhu need on koondunud retseptori väli.

Sensoorsete retseptorite funktsiooni kehas täidavad:

spetsiaalsed närvilõpmed. Need võivad olla vabad, katmata (näiteks valuretseptorid nahas) või kaetud (näiteks puutetundlikud retseptorid nahas);

spetsialiseerunud närvirakud(neurosensoorsed rakud). Inimestel on sellised sensoorsed rakud epiteelikihis, mis vooderdab ninaõõne pinda; need annavad lõhnaainete tajumise. Silma võrkkesta neurosensoorseid rakke esindavad koonused ja vardad, mis tajuvad valguskiiri;

3) spetsialiseeritud epiteelirakud on omandatud epiteelkoest arenevad rakud kõrge tundlikkus teatud tüüpi stiimulitele ja võib edastada teavet nende stiimulite kohta närvilõpmetele. Sellised retseptorid on olemas sisekõrv, keele ja vestibulaarse aparatuuri maitsmispungad, andes võime tajuda vastavalt helilaineid, maitseelamusi, keha asendit ja liikumist.

määrus süsteemi ja selle üksikute struktuuride toimimise pidev jälgimine ja vajalik korrigeerimine kasuliku tulemuse saavutamiseks.

Füsioloogiline regulatsioon- säilimist tagav protsess suhteline püsivus või keha ja selle struktuuride homöostaasi ja elutähtsate funktsioonide näitajate soovitud suuna muutus.

Organismi elutähtsate funktsioonide füsioloogilist reguleerimist iseloomustavad järgmised tunnused.

Suletud juhtimisahelate olemasolu. Lihtsaim reguleerimisahel (joonis 2.1) sisaldab järgmisi plokke: reguleeritav parameeter(näiteks veresuhkru tase, vererõhu väärtus), juhtimisseade- terves organismis on see närvikeskus, eraldi rakus on see genoom, efektorid- elundid ja süsteemid, mis juhtseadme signaalide mõjul muudavad oma tööd ja mõjutavad otseselt kontrollitava parameetri väärtust.

Sellise reguleerimissüsteemi üksikute funktsionaalplokkide koostoime toimub otse- ja tagasisidekanalite kaudu. Otsese sidekanalite kaudu edastatakse teave juhtseadmest efektoritesse ja tagasisidekanalite kaudu - retseptoritelt (anduritelt), mis juhivad.

Riis. 2.1. Suletud ahela juhtimisahel

kontrollitava parameetri väärtuse määramine - juhtseadmesse (näiteks skeletilihaste retseptoritelt - seljaaju ja ajju).

Seega tagab tagasiside (füsioloogias nimetatakse seda ka vastupidiseks aferentatsiooniks) selle, et juhtseade saab signaali kontrollitava parameetri väärtuse (oleku) kohta. See võimaldab kontrollida efektorite reaktsiooni juhtsignaalile ja toimingu tulemust. Näiteks kui inimese käeliigutuse eesmärk oli avada füsioloogiaõpik, siis tagasiside toimub impulsside juhtimisel mööda aferentseid närvikiude. silma retseptorid, nahk ja lihased ajju. Sellised impulsid annavad võimaluse jälgida käte liikumist. Tänu sellele saab närvisüsteem liigutusi korrigeerida, et saavutada soovitud toimingu tulemus.

Tagasiside (vastupidine aferentatsioon) abil suletakse reguleerimisahel, selle elemendid ühendatakse suletud ahelaks - elementide süsteemiks. Ainult suletud kontrollahela olemasolul on võimalik rakendada homöostaasi ja adaptiivsete reaktsioonide parameetrite stabiilset reguleerimist.

Tagasiside jaguneb negatiivseks ja positiivseks. Organismis on valdav osa tagasisidest negatiivsed. See tähendab, et nende kanaleid pidi saabuva teabe mõjul tagastab regulatiivsüsteem kõrvalekaldud parameetri algse (normaalse) väärtuse. Seega on reguleeritud indikaatori taseme stabiilsuse säilitamiseks vajalik negatiivne tagasiside. Seevastu positiivne tagasiside aitab kaasa kontrollitava parameetri väärtuse muutmisele, viies selle üle uuele tasemele. Niisiis, alguses intensiivne lihaste koormus skeletilihaste retseptorite impulsid aitavad kaasa arteriaalse vererõhu tõusu tekkele.

Neurohumoraalsete regulatsioonimehhanismide toimimine kehas ei ole alati suunatud ainult homöostaatiliste konstantide säilitamisele muutumatul, rangelt stabiilsel tasemel. Mõnel juhul on organismile eluliselt tähtis, et regulaatorid oma tööd ümber korraldaksid ja homöostaatilise konstandi väärtust muudaksid, reguleeritava parameetri nn seadepunkti.

Vali koht(Inglise) Vali koht). See on reguleeritud parameetri tase, mille juures reguleeriv süsteem püüab selle parameetri väärtust säilitada.

Homöostaatiliste regulatsioonide seatud punkti muutuste olemasolu ja suuna mõistmine aitab välja selgitada organismi patoloogiliste protsesside põhjuse, ennustada nende arengut ning leida õige ravi ja ennetamise tee.

Vaatleme seda keha temperatuurireaktsioonide hindamise näitel. Isegi kui inimene on terve, kõigub keha südamiku temperatuur päeva jooksul 36 ° C ja 37 ° C vahel ning õhtuti on see lähemal 37 ° C, öösel ja varahommikul - kuni 36 °C. See näitab tsirkadiaanrütmi olemasolu termoregulatsiooni seadepunkti väärtuse muutustes. Kuid keha sisetemperatuuri seadistuspunkti muutused on paljude inimeste haiguste puhul eriti ilmne. Näiteks nakkushaiguste tekkega saavad närvisüsteemi termoregulatsiooni keskused signaali bakteriaalsete toksiinide ilmnemise kohta kehas ja korraldavad oma tööd ümber nii, et kehatemperatuur tõuseb. See keha reaktsioon infektsiooni sissetoomisele areneb fülogeneetiliselt. See on kasulik, sest millal kõrgendatud temperatuur Immuunsüsteem toimib aktiivsemalt ja tingimused infektsiooni tekkeks halvenevad. Seetõttu ei tohi palaviku tekkimisel alati välja kirjutada palavikualandajaid. Kuna aga väga kõrge kehatemperatuur (üle 39 °C, eriti lastel) võib olla organismile ohtlik (eeskätt närvisüsteemi kahjustuse mõttes), peab arst igal üksikjuhul individuaalse otsuse tegema. Kui kehatemperatuuril 38,5–39 ° C on selliseid märke nagu lihaste värinad, külmavärinad, kui inimene mässib end teki sisse ja proovib end soojendada, siis on selge, et termoregulatsiooni mehhanismid jätkavad kõigi allikate mobiliseerimist. soojuse tootmisest ja kehas soojuse säilitamise viisidest. See tähendab, et seatud punkti pole veel saavutatud ja lähitulevikus kehatemperatuur tõuseb, jõudes ohtlikud piirid. Aga kui samal temperatuuril haige areneb tugev higistamine, lihaste värinad on kadunud ja see avaneb, siis on selge, et seadepunkt on juba saavutatud ja termoregulatsiooni mehhanismid hoiavad ära temperatuuri edasise tõusu. Sellises olukorras võib arst mõnel juhul loobuda palavikuvastaste ravimite väljakirjutamisest teatud aja jooksul.

Reguleerimissüsteemide tasemed. Eristatakse järgmisi tasemeid:

subtsellulaarne (näiteks biokeemilisteks tsükliteks kombineeritud biokeemiliste reaktsioonide ahelate iseregulatsioon);

rakuline - rakusiseste protsesside reguleerimine bioloogiliselt aktiivsete ainete (autokriinsete) ja metaboliitide abil;

kude (parakrinia, loomingulised seosed, rakkude interaktsiooni reguleerimine: adhesioon, assotsiatsioon koeks, jagunemise ja funktsionaalse aktiivsuse sünkroniseerimine);

organ - üksikute elundite iseregulatsioon, nende toimimine tervikuna. Sellised regulatsioonid viiakse läbi nii humoraalsete mehhanismide (parakrinia, loomingulised ühendused) kui ka närvirakkude tõttu, mille kehad asuvad elundisiseste autonoomsetes ganglionides. Need neuronid interakteeruvad, moodustades elundisiseseid reflekskaare. Samas realiseeruvad nende kaudu ka kesknärvisüsteemi regulatiivsed mõjud siseorganitele;

homöostaasi organismiline regulatsioon, keha terviklikkus, regulatsiooni kujunemine funktsionaalsed süsteemid, sobivate käitumuslike reaktsioonide tagamine, organismi kohanemine keskkonnatingimuste muutustega.

Seega on kehas palju reguleerimissüsteeme. Keha kõige lihtsamad süsteemid ühendatakse keerukamateks süsteemideks, mis on võimelised täitma uusi funktsioone. Kus lihtsad süsteemid, järgivad reeglina keerukamate süsteemide juhtsignaale. Seda alluvust nimetatakse regulatiivsete süsteemide hierarhiaks.

Nende määruste rakendamise mehhanisme käsitletakse üksikasjalikumalt allpool.

Ühtsus ja eristavad tunnused närviline ja humoraalne regulatsioon. Füsioloogiliste funktsioonide reguleerimise mehhanismid jagunevad traditsiooniliselt närviliseks ja humoraalseks

on erinevad, kuigi tegelikult moodustavad nad ühtse regulatsioonisüsteemi, mis tagab homöostaasi säilimise ja organismi adaptiivse aktiivsuse. Nendel mehhanismidel on arvukalt seoseid nii närvikeskuste funktsioneerimise tasandil kui ka signaaliteabe edastamisel efektorstruktuuridele. Piisab, kui öelda, et kui kõige lihtsamat refleksi rakendatakse närviregulatsiooni elementaarse mehhanismina, siis signaali edastamine ühest rakust teise toimub humoraalsete tegurite - neurotransmitterite - kaudu. Sensoorsete retseptorite tundlikkus stiimulite toimele ja neuronite funktsionaalne seisund muutub hormoonide, neurotransmitterite, paljude teiste bioloogiliselt aktiivsete ainete, aga ka kõige lihtsamate metaboliitide ja mineraalioonide (K + Na + CaCI -) mõjul. . Närvisüsteem võib omakorda algatada või korrigeerida humoraalseid regulatsioone. Humoraalne regulatsioon kehas on närvisüsteemi kontrolli all.

Närvilise ja humoraalse regulatsiooni tunnused kehas. Humoraalsed mehhanismid on fülogeneetiliselt iidsemad, need esinevad isegi üherakulistel loomadel ja omandavad suure mitmekesisuse mitmerakulistel loomadel ja eriti inimestel.

Närviregulatsiooni mehhanismid tekkisid filogeneetiliselt hiljem ja tekivad järk-järgult inimese ontogeneesis. Sellised regulatsioonid on võimalikud ainult mitmerakulistes struktuurides, mille närvirakud on ühendatud närviahelateks ja moodustavad reflekskaare.

Humoraalne regulatsioon viiakse läbi signaalimolekulide jaotumisega kehavedelikes vastavalt põhimõttele "kõik, kõik, kõik" või "raadioside" põhimõttel.

Närviregulatsioon toimub põhimõttel "kiri koos aadressiga" ehk "telegraafiside" edastatakse närvikeskustest rangelt määratletud struktuuridesse, näiteks konkreetse lihase täpselt määratletud lihaskiududele või nende rühmadele. Ainult sel juhul on võimalik sihipärane, koordineeritud inimese liikumine.

Humoraalne regulatsioon toimub reeglina aeglasemalt kui närviregulatsioon. Signaali edastamise kiirus (aktsioonipotentsiaal) kiiretes närvikiududes ulatub 120 m/s, samas kui signaalimolekuli transpordikiirus

verevool arterites on ligikaudu 200 korda väiksem ja kapillaarides tuhandeid kordi väiksem.

Tulemas närviimpulss efektororganile põhjustab peaaegu koheselt füsioloogilise efekti (näiteks skeletilihaste kontraktsiooni). Vastus paljudele hormonaalsetele signaalidele on aeglasem. Näiteks kilpnäärme ja neerupealiste koore hormoonide toimele avalduv reaktsioon ilmneb kümnete minutite ja isegi tundide pärast.

Humoraalsed mehhanismid on esmatähtsad ainevahetusprotsesside, kiiruse reguleerimisel raku pooldumine, kudede kasv ja spetsialiseerumine, puberteet, kohanemine muutuvate keskkonnatingimustega.

Närvisüsteem sisse terve keha mõjutab kõiki humoraalseid regulatsioone ja korrigeerib neid. Samas on närvisüsteemil oma spetsiifilisi funktsioone. See reguleerib kiireid reaktsioone nõudvaid eluprotsesse, tagab meelte, naha ja siseorganite sensoorsetelt retseptoritelt tulevate signaalide tajumise. Reguleerib skeletilihaste toonust ja kontraktsioone, mis tagavad kehahoiaku säilimise ja liikumise ruumis. Närvisüsteem tagab selliste vaimsete funktsioonide avaldumise nagu aisting, emotsioonid, motivatsioon, mälu, mõtlemine, teadvus ja reguleerib käitumuslikke reaktsioone, mille eesmärk on saavutada kasulik kohanemisvõime.

Vaatamata keha närvi- ja humoraalsete regulatsioonide funktsionaalsele ühtsusele ja arvukatele vastastikustele seostele, käsitleme nende reeglite rakendamise mehhanismide uurimise mugavuse huvides neid eraldi.

Keha humoraalse regulatsiooni mehhanismide tunnused. Humoraalne regulatsioon viiakse läbi signaalide edastamise kaudu, kasutades bioloogiliselt aktiivseid aineid läbi keha vedela keskkonna. Organismis leiduvate bioloogiliselt aktiivsete ainete hulka kuuluvad: hormoonid, neurotransmitterid, prostaglandiinid, tsütokiinid, kasvufaktorid, endoteel, lämmastikoksiid ja mitmed teised ained. Signalisatsioonifunktsiooni täitmiseks piisab nende ainete väga väikesest kogusest. Näiteks hormoonid täidavad oma reguleerivat rolli, kui nende kontsentratsioon veres jääb vahemikku 10 -7 -10 0 mol/l.

Humoraalne regulatsioon jaguneb endokriinseks ja lokaalseks.

Endokriinne regulatsioon viiakse läbi tänu endokriinsete näärmete toimimisele, mis on hormoone eritavad spetsiaalsed organid. Hormoonid- bioloogiliselt aktiivsed ained, mida toodavad endokriinsed näärmed, transporditakse verega ja millel on spetsiifiline reguleeriv toime rakkude ja kudede elutähtsale aktiivsusele. Endokriinse regulatsiooni eripäraks on see, et sisesekretsiooninäärmed eritavad verre hormoone ja sel viisil jõuavad need ained peaaegu kõikidesse organitesse ja kudedesse. Vastus hormooni toimele saab aga tekkida ainult nende rakkude (sihtmärkide) poolt, mille membraanid, tsütosool või tuum sisaldavad vastava hormooni retseptoreid.

Iseloomulik omadus kohalik humoraalne regulatsioon seisneb selles, et raku poolt toodetud bioloogiliselt aktiivsed ained ei satu vereringesse, vaid toimivad neid tootvale rakule ja selle lähikeskkonnale, levides difusiooni teel läbi rakkudevahelise vedeliku. Sellised regulatsioonid jagunevad ainevahetuse reguleerimiseks rakus, mis on tingitud metaboliitidest, autokriinist, parakriinist, jukstakriinist ja interaktsioonidest rakkudevaheliste kontaktide kaudu.

Ainevahetuse reguleerimine rakus metaboliitide toimel. Metaboliidid on rakus toimuvate ainevahetusprotsesside lõpp- ja vaheproduktid. Metaboliitide osalemine rakuprotsesside reguleerimises on tingitud funktsionaalselt seotud biokeemiliste reaktsioonide - biokeemiliste tsüklite - ahelate olemasolust metabolismis. Iseloomulik on see, et juba sellistes biokeemilistes tsüklites ilmnevad peamised bioloogilise regulatsiooni tunnused, suletud regulatsiooniahela olemasolu ja negatiivne tagasiside, mis tagab selle ahela sulgemise. Näiteks kasutatakse selliste reaktsioonide ahelaid adenosiintrifosforhappe (ATP) moodustumisel osalevate ensüümide ja ainete sünteesil. ATP on aine, milles akumuleerub energia, mida rakud kasutavad kergesti mitmesugusteks elutähtsateks protsessideks: liikumine, orgaaniliste ainete süntees, kasv, ainete transport läbi rakumembraanide.

Autokriinne mehhanism. Seda tüüpi regulatsiooni korral väljub rakus sünteesitud signaalmolekul läbi

r t retseptor Endokriinne

O? m ooo

Augocrinia Paracrinia Juxtacrinia t

Riis. 2.2. Humoraalse regulatsiooni tüübid kehas

rakumembraan rakkudevahelisse vedelikku ja seondub membraani välispinnal oleva retseptoriga (joon. 2.2). Nii reageerib rakk selles sünteesitud signaalmolekulile – ligandile. Ligandi kinnitumine membraanil olevale retseptorile kutsub esile selle retseptori aktiveerumise ning käivitab rakus terve kaskaadi biokeemilisi reaktsioone, mis tagavad muutuse selle elutegevuses. Autokriinset regulatsiooni kasutavad sageli immuun- ja närvisüsteemi rakud. See autoregulatsiooni rada on vajalik teatud hormoonide sekretsiooni stabiilse taseme säilitamiseks. Näiteks pankrease P-rakkude liigse insuliini sekretsiooni ärahoidmisel on oluline nende poolt eritatava hormooni pärssiv toime nende rakkude aktiivsusele.

Parakriinne mehhanism. Seda teostavad rakud, kes sekreteerivad signaalmolekule, mis sisenevad rakkudevahelisse vedelikku ja mõjutavad naaberrakkude elutegevust (joonis 2.2). Iseloomulik omadus Seda tüüpi regulatsioon seisneb selles, et signaali edastamisel toimub ligandimolekuli difusiooni etapp läbi rakkudevahelise vedeliku ühest rakust teistesse naaberrakkudesse. Seega mõjutavad insuliini eritavad kõhunäärme rakud selle näärme rakke, mis eritavad teist hormooni, glükagooni. Kasvufaktorid ja interleukiinid mõjutavad rakkude jagunemist, prostaglandiinid - silelihaste toonusele, Ca 2+ mobilisatsioonile. Seda tüüpi signaaliülekanne on oluline koe kasvu reguleerimisel embrüonaalse arengu ajal, haavade paranemisel ja kahjustatud kudede kasvul. närvikiud ja ergastuse edastamise ajal sünapsides.

Hiljutised uuringud on näidanud, et mõned rakud (eriti närvirakud) peavad oma elutähtsate funktsioonide säilitamiseks pidevalt vastu võtma spetsiifilisi signaale.

L1 naaberrakkudest. Nende spetsiifiliste signaalide hulgas on eriti olulised ained, mida nimetatakse kasvufaktoriteks (NGF). Pikaajalise kokkupuute puudumisel nende signaalimolekulidega käivitavad närvirakud enesehävitusprogrammi. Selline mehhanism rakusurm helistas apoptoos.

Parakriinset regulatsiooni kasutatakse sageli samaaegselt autokriinse regulatsiooniga. Näiteks ergastuse edastamisel sünapsides ei seondu närvilõpme poolt vabanevad signaalmolekulid mitte ainult naaberraku retseptoritega (postsünaptilisel membraanil), vaid ka sama raku membraanil olevate retseptoritega. närvilõpp(st presünaptiline membraan).

Juxtacrine mehhanism. Teostatakse signaalimolekulide otse edastamisega välispindühe raku membraan teise raku membraanile. See toimub kahe raku membraanide otsese kokkupuute (kinnitus, kleepuv sidumine) tingimustes. Selline kinnitumine toimub näiteks leukotsüütide ja trombotsüütide koostoimel vere kapillaaride endoteeliga kohas, kus on põletikuline protsess. Rakkude kapillaare vooderdavatel membraanidel, põletikukohas, ilmuvad signaalmolekulid, mis seostuvad teatud tüüpi leukotsüütide retseptoritega. See ühendus viib leukotsüütide kinnitumise aktiveerimiseni veresoone pinnale. Sellele võib järgneda terve kompleks bioloogilisi reaktsioone, mis tagavad leukotsüütide ülemineku kapillaarist koesse ja nende põletikulise reaktsiooni mahasurumise.

Interaktsioonid rakkudevaheliste kontaktide kaudu. Need viiakse läbi membraanidevaheliste ühenduste kaudu (sisestage kettad, ühenduskohad). Eelkõige on väga levinud signaalmolekulide ja mõnede metaboliitide ülekandumine vaheühenduste – sidemete – kaudu. Seoste moodustumisel ühendatakse rakumembraani spetsiaalsed valgumolekulid (konneksonid) 6-kaupa rühmadesse, nii et need moodustavad rõnga, mille sees on poorid. Naaberraku membraanil (täpselt vastas) tekib samasugune rõngakujuline pooriga moodustis. Kaks keskset poori ühinevad, moodustades kanali, mis tungib läbi naaberrakkude membraanide. Kanali laius on piisav paljude bioloogiliselt aktiivsete ainete ja metaboliitide läbimiseks. Ca 2+ ioonid, mis on võimsad rakusiseste protsesside regulaatorid, läbivad vabalt ühendusi.

Tänu oma kõrgele elektrijuhtivusele aitavad sidemed kaasa lokaalsete voolude levimisele naaberrakkude vahel ja koe funktsionaalse ühtsuse kujunemisele. Sellised vastasmõjud on eriti väljendunud südamelihase ja silelihaste rakkudes. Rakkudevaheliste kontaktide seisundi rikkumine põhjustab südamepatoloogiat,

veresoonte lihaste toonuse langus, emaka kontraktsiooni nõrkus ja mitmete muude regulatsioonide muutused.

Rakkudevahelisi kontakte, mis tugevdavad membraanide vahelist füüsilist ühendust, nimetatakse tihedateks ühenduskohtadeks ja kleepuvöödeks. Sellised kontaktid võivad olla elemendi külgpindade vahelt läbiva ringikujulise vöö kujul. Nende liigeste tihenemine ja tugevuse suurenemine on tagatud valkude müosiini, aktiniini, tropomüosiini, vinkuliini jt kinnitumisega membraani pinnale mehaaniline pinge. Nad osalevad ka keha barjääride moodustumises. Tihedad ühendused on eriti väljendunud aju veresooni vooderdava endoteeli vahel. Need vähendavad nende veresoonte läbilaskvust veres ringlevate ainete suhtes.

Kõigis spetsiifiliste signaalimolekulide osalusel läbiviidavates humoraalsetes regulatsioonides mängivad olulist rolli rakulised ja rakusisesed membraanid. Seetõttu on humoraalse regulatsiooni mehhanismi mõistmiseks vaja teada rakumembraanide füsioloogia elemente.

Riis. 2.3. Rakumembraani struktuuri skeem

Transpordivalk

(sekundaarne aktiivne

transport)

Membraani valk

PKC valk

Kahekordne fosfolipiidide kiht

Antigeenid

Rakuväline pind

Intratsellulaarne keskkond

Rakumembraanide struktuuri ja omaduste tunnused. Kõiki rakumembraane iseloomustab üks struktuurne põhimõte (joonis 2.3). Need põhinevad kahel lipiidikihil (rasvamolekulid, millest enamik on fosfolipiidid, kuid on ka kolesterooli ja glükolipiide). Membraani lipiidimolekulidel on pea (piirkond, mis tõmbab vett ligi ja kipub sellega suhtlema, mida nimetatakse juhiks

ropiline) ja saba, mis on hüdrofoobne (tõrjub veemolekule ja väldib nende lähedust). Lipiidimolekulide pea ja saba omaduste erinevuse tulemusena reastuvad viimased veepinnale sattudes ridadesse: pea pea, saba saba ja moodustavad topeltkihi, milles hüdrofiilsed pead on vee poole ja hüdrofoobsed sabad vastamisi. Sabad asuvad selle topeltkihi sees. Lipiidikihi olemasolu moodustab suletud ruumi, isoleerib tsütoplasma ümbritsevast vesikeskkonnast ning loob takistuse vee ja selles lahustuvate ainete läbimisel rakumembraanist. Sellise lipiidide kaksikkihi paksus on umbes 5 nm.

Membraanid sisaldavad ka valke. Nende molekulide maht ja mass on 40-50 korda suuremad kui membraanilipiidide molekulid. Tänu valkudele ulatub membraani paksus -10 nm-ni. Hoolimata asjaolust, et valkude ja lipiidide kogumass enamikus membraanides on peaaegu võrdne, on valgumolekulide arv membraanis kümneid kordi väiksem kui lipiidimolekulidel. Tavaliselt paiknevad valgumolekulid eraldi. Tundub, et nad on membraanis lahustunud, võivad liikuda ja oma asukohta selles muuta. See oli põhjus, miks membraani struktuuri kutsuti vedel-mosaiik. Lipiidimolekulid võivad liikuda ka mööda membraani ja isegi hüpata ühest lipiidikihist teise. Järelikult on membraanil voolavuse tunnused ja samal ajal iseseisev omadus ning seda saab pärast kahjustusi taastada, kuna lipiidimolekulid suudavad joonduda lipiidide kaksikkihiks.

Valgumolekulid võivad tungida läbi kogu membraani nii, et nende otsaosad ulatuvad väljapoole selle põikipiire. Selliseid valke nimetatakse transmembraanne või lahutamatu. On ka valke, mis on ainult osaliselt membraani sisse sukeldatud või selle pinnal.

Rakumembraani valgud täidavad mitmeid funktsioone. Iga funktsiooni täitmiseks tagab raku genoom konkreetse valgu sünteesi käivitamise. Isegi punaste vereliblede suhteliselt lihtsas membraanis on umbes 100 erinevat valku. Membraanivalkude olulisemate funktsioonide hulgas on: 1) retseptor – interaktsioon signaalmolekulidega ja signaali edastamine rakku; 2) transport - ainete ülekandmine läbi membraanide ja vahetuse tagamine tsütosooli ja keskkond. Transmembraanset transporti tagavad valgumolekulid (translokaasid) on mitut tüüpi. Nende hulgas on valgud, mis moodustavad kanaleid, mis tungivad läbi membraani ja nende kaudu toimub teatud ainete difusioon tsütosooli ja rakuvälise ruumi vahel. Sellised kanalid on enamasti ioonselektiivsed, s.t. lasevad läbi ainult ühe aine ioonid. On ka kanaleid, mille selektiivsus on väiksem, näiteks lasevad läbi Na + ja K + ioone, K + ja C1~ ioone. Samuti on olemas kandevalgud, mis tagavad aine transpordi läbi membraani, muutes selle asendit selles membraanis; 3) adhesiiv - valgud koos süsivesikutega osalevad adhesioonis (adhesioon, rakkude liimimine immuunreaktsioonide käigus, rakkude liitumine kihtideks ja kudedeks); 4) ensümaatiline - mõned membraani sisseehitatud valgud toimivad katalüsaatoritena biokeemilistele reaktsioonidele, mille toimumine on võimalik ainult kokkupuutel rakumembraanidega; 5) mehaaniline - valgud tagavad membraanide tugevuse ja elastsuse, nende ühenduse tsütoskeletiga. Näiteks erütrotsüütides täidab seda rolli valguspektriin, mis on võrkstruktuuri kujul kinnitunud erütrotsüütide membraani sisepinnale ja millel on ühendused rakusiseste valkudega, mis moodustavad tsütoskeleti. See annab punastele verelibledele elastsuse, võime muuta ja taastada kuju verekapillaaride läbimisel.

Süsivesikud moodustavad vaid 2-10% membraani massist, nende hulk on erinevates rakkudes erinev. Tänu süsivesikutele toimuvad teatud tüüpi rakkudevahelised interaktsioonid, mis osalevad raku võõrantigeenide äratundmises ja loovad koos valkudega oma raku pinnamembraani ainulaadse antigeense struktuuri. Selliste antigeenide abil tunnevad rakud üksteist ära, ühinevad kudedeks ja lühikest aega kleepuvad kokku, et edastada signaalmolekule. Valkude ühendeid suhkrutega nimetatakse glükoproteiinideks. Kui süsivesikuid kombineeritakse lipiididega, nimetatakse selliseid molekule glükolipiidideks.

Tänu membraanis sisalduvate ainete vastasmõjule ja nende paigutuse suhtelisele järjestusele omandab rakumembraan mitmeid omadusi ja funktsioone, mida ei saa taandada seda moodustavate ainete omaduste lihtsaks summaks.

Rakumembraanide funktsioonid ja nende teostamise mehhanismid

Põhiliseksrakumembraanide funktsioonid on seotud tsütosooli eraldava kesta (barjääri) loomisega

^pigistamine keskkond, Ja piiride määratlemine Ja raku kuju rakkudevaheliste kontaktide tagamise kohta, millega kaasneb paanika membraanid (adhesioon). Oluline on rakkudevaheline adhesioon ° Ühendan sama tüüpi rakud koeks, vormiks hemaatiline tõkked, immuunreaktsioonide rakendamine signaalmolekulide tuvastamine; Ja nendega suhtlemine, samuti signaalide edastamine rakku; 4) membraanivalkude-ensüümide varustamine biokeemiliste katalüüsiks reaktsioonid, läheb membraanilähedasesse kihti. Mõned neist valkudest toimivad ka retseptoritena. Ligandi seondumine stakimi retseptoriga aktiveerib selle ensümaatilisi omadusi; 5) membraani polarisatsiooni tagamine, erinevuse tekitamine elektriline potentsiaalid väliste vahel Ja sisemine pool membraanid; 6) raku immuunspetsiifilisuse loomine antigeenide olemasolu tõttu membraani struktuuris. Antigeenide rolli täidavad reeglina membraani pinnast kõrgemale ulatuvad valgumolekulide lõigud ja nendega seotud süsivesikute molekulid. Immuunspetsiifilisus on oluline rakkude ühendamisel koeks ja suhtlemisel rakkudega, mis teostavad organismis immuunseiret; 7) ainete selektiivse läbilaskvuse tagamine membraanist ja nende transport tsütosooli ja keskkonna vahel (vt allpool).

Antud rakumembraanide funktsioonide loetelu näitab, et neil on keha neurohumoraalse regulatsiooni mehhanismides mitmekülgne osa. Ilma teadmisteta paljudest membraanistruktuuride pakutavatest nähtustest ja protsessidest on võimatu mõista ja teadlikult läbi viia mõningaid diagnostilisi protseduure ja ravimeetmeid. Näiteks paljude õigeks kasutamiseks raviained on vaja teada, mil määral igaüks neist tungib verest koevedelikku ja tsütosooli.

Hajus ja mina ja ainete transport raku kaudu Membraanid. Ainete üleminek läbi rakumembraanide toimub tänu erinevad tüübid difusioon ehk aktiivne

transport.

Lihtne difusioon viiakse läbi teatud aine kontsentratsiooni gradientide, elektrilaengu või osmootse rõhu tõttu rakumembraani külgede vahel. Näiteks vereplasmas on naatriumioonide keskmine sisaldus 140 mmol/l ja erütrotsüütides ligikaudu 12 korda väiksem. See kontsentratsiooni erinevus (gradient) loob liikumapaneva jõu, mis võimaldab naatriumil liikuda plasmast punastesse verelibledesse. Sellise ülemineku kiirus on aga madal, kuna membraanil on väga madal Na + ioonide läbilaskvus. Selle membraani läbilaskvus kaaliumi suhtes on palju suurem. Lihtsa difusiooni protsessid ei kuluta raku ainevahetuse energiat. Lihtdifusiooni kiiruse suurenemine on otseselt võrdeline aine kontsentratsioonigradiendiga membraani külgede vahel.

hõlbustatud difusioon, nagu lihtne, järgib see kontsentratsioonigradienti, kuid erineb lihtsast selle poolest, et konkreetsed kandjamolekulid osalevad tingimata aine üleminekul läbi membraani. Need molekulid tungivad läbi membraani (võivad moodustada kanaleid) või on sellega vähemalt seotud. Transporditav aine peab vedajaga ühendust võtma. Pärast seda muudab transporter oma asukohta membraanis või selle konformatsiooni nii, et see toimetab aine membraani teisele poole. Kui aine transmembraanne üleminek eeldab kandja osalust, siis termini “difusioon” asemel kasutatakse sageli terminit aine transport läbi membraani.

Kergendatud difusiooni korral (erinevalt lihtsast difusioonist) kui aine transmembraanne kontsentratsioonigradient suureneb, siis selle membraani läbimise kiirus suureneb ainult seni, kuni kõik membraanikandjad on kaasatud. Selle gradiendi edasise suurenemisega jääb transpordikiirus muutumatuks; nad kutsuvad seda küllastumise nähtus. Ainete transportimise hõlbustatud difusiooni abil on näiteks: glükoosi ülekandmine verest ajju, aminohapete ja glükoosi reabsorptsioon primaarsest uriinist verre neerutuubulites.

Vahetuse difusioon - ainete transport, mille käigus võib toimuda mööda paiknevate sama aine molekulide vahetus erinevad küljed membraanid. Aine kontsentratsioon membraani mõlemal küljel jääb muutumatuks.

Vahetusdifusiooni tüüp on ühe aine molekuli vahetamine teise aine ühe või mitme molekuli vastu. Näiteks veresoonte ja bronhide silelihaskiududes on üks viis Ca 2+ ioonide eemaldamiseks rakust nende vahetamine rakuväliste Na + ioonide vastu. Kolme sissetuleva naatriumiooni puhul eemaldatakse üks kaltsiumiioon kamber. Luuakse naatriumi ja kaltsiumi vastastikku sõltuv liikumine läbi membraani vastassuundades (seda tüüpi transporti nimetatakse antiport). Seega vabaneb rakk liigsest Ca 2+ -st ja see on vajalik tingimus silelihaskiu lõdvestamiseks. Teadmised ioonide transportimise mehhanismidest läbi membraanide ja selle transpordi mõjutamise viisidest on asendamatu tingimus mitte ainult regulatsioonimehhanismide mõistmisel. elutähtsad funktsioonid, vaid ka õige ravimite valik paljude haiguste (hüpertensioon, bronhiaalastma, südame rütmihäired, rikkumisi vesi-sool vahetus jne).

Aktiivne transport erineb passiivsest selle poolest, et see läheb vastuollu gradientidega aine kontsentratsioon, kasutades raku metabolismi poolt tekitatud ATP energiat. Tänu aktiivsele transpordile on võimalik ületada mitte ainult kontsentratsioonigradientide, vaid ka elektriliste gradientide jõud. Näiteks Na + aktiivsel transpordil rakust väljapoole ei ületata mitte ainult kontsentratsioonigradient (väljas on Na + sisaldus 10-15 korda suurem), vaid ka elektrilaengu takistus (väljastpoolt enamiku rakkude rakumembraan on positiivselt laetud ja see tekitab vastupanu positiivselt laetud Na + vabanemisele rakust).

Na + aktiivse transpordi tagab valk Na +, K + -sõltuv ATPaas. Biokeemias lisatakse valgu nimele lõpp "aza", kui sellel on ensümaatilised omadused. Seega tähendab nimetus Na +, K + -sõltuv ATPaas, et see aine on valk, mis lagundab adenosiintrifosforhapet ainult koostoimel Na + ja K + ioonidega ATP viiakse rakust välja kolme naatriumiooni abil ja kahe kaaliumiiooni transport rakku.

Samuti on valke, mis transpordivad aktiivselt vesinikku, kaltsiumi ja klooriioone. Skeletilihaskiududes on sarkoplasmaatilise retikulumi membraanidesse sisse ehitatud Ca 2+ -sõltuv ATPaas, mis moodustab rakusisesed anumad (tsisternid, pikituubulid), mis akumuleerivad Ca 2+ kaltsiumipump, tänu ATP lõhustumise energiale. kannab Ca 2+ ioone sarkoplasmast retikulumi tsisternidesse ja võib tekitada neis Ca + kontsentratsiooni, mis läheneb 1-le (G 3 M, st 10 000 korda suurem kui kiu sarkoplasmas).

Sekundaarne aktiivne transport mida iseloomustab asjaolu, et aine ülekandmine läbi membraani toimub teise aine kontsentratsioonigradiendi tõttu, mille jaoks on olemas aktiivne transpordimehhanism. Kõige sagedamini toimub sekundaarne aktiivne transport naatriumi gradiendi kasutamise kaudu, st Na + läheb läbi membraani oma madalama kontsentratsiooni suunas ja tõmbab endaga kaasa teise aine. Sel juhul kasutatakse tavaliselt membraani sisse ehitatud spetsiifilist kandevalku.

Näiteks aminohapete ja glükoosi transport primaarsest uriinist verre, mis viiakse läbi neerutuubulite esialgses osas, on tingitud asjaolust, et tubulaarse membraani transpordivalk. epiteel seondub aminohappe ja naatriumiooniga ning alles siis muudab oma asendit membraanis nii, et kannab aminohappeid ja naatriumi tsütoplasmasse. Sellise transpordi toimumiseks on vajalik, et naatriumi kontsentratsioon väljaspool rakku oleks palju suurem kui sees.

Keha humoraalse regulatsiooni mehhanismide mõistmiseks on vaja teada mitte ainult rakumembraanide struktuuri ja läbilaskvust. erinevaid aineid, aga ka erinevate organite vere ja kudede vahel paiknevate keerukamate moodustiste ehitust ja läbilaskvust.

Histohemaatiliste barjääride (HBB) füsioloogia. Histohemaatilised barjäärid on morfoloogiliste, füsioloogiliste ja füüsikalis-keemiliste mehhanismide kogum, mis toimivad tervikuna ning reguleerivad vere ja elundite vastasmõju. Histohemaatilised barjäärid on seotud keha ja üksikute elundite homöostaasi loomisega. Tänu HGB olemasolule elab iga elund oma erilises keskkonnas, mis võib üksikute koostisosade koostiselt oluliselt erineda vereplasmast. Eriti võimsad barjäärid eksisteerivad vere ja aju, vere ja sugunäärmete koe, vere ja silmakambri huumori vahel. Otsesel kokkupuutel verega on barjäärikiht, mille moodustab vere kapillaaride endoteel, millele järgneb sperotsüütide alusmembraan (keskmine kiht) ja seejärel elundite ja kudede lisarakud ( välimine kiht). Histohemaatilised barjäärid, mis muudavad nende läbilaskvust erinevatele ainetele, võivad piirata või hõlbustada nende kohaletoimetamist elundisse. Need on läbitungimatud paljudele mürgistele ainetele. See näitab nende kaitsefunktsiooni.

Vere-aju barjäär (BBB) ​​- see on morfoloogiliste struktuuride, füsioloogiliste ja füüsikalis-keemiliste mehhanismide kogum, mis toimivad ühtse tervikuna ning reguleerivad vere ja ajukoe vastastikmõju. BBB morfoloogiliseks aluseks on aju kapillaaride endoteel ja basaalmembraan, interstitsiaalsed elemendid ja glükokalüks, neuroglia, mille omapärased rakud (astrotsüüdid) katavad oma jalgadega kogu kapillaari pinna. Barjäärimehhanismide hulka kuuluvad ka kapillaaride seinte endoteeli transpordisüsteemid, sealhulgas pino- ja eksotsütoos, endoplasmaatiline retikulum, kanalite moodustumine, sissetulevaid aineid modifitseerivad või hävitavad ensüümsüsteemid, samuti kandjatena toimivad valgud. Aju kapillaaride endoteeli membraanide struktuuris, aga ka paljudes teistes organites, leidub akvaporiini valke, mis loovad kanaleid, mis lasevad selektiivselt veemolekule läbi.

Aju kapillaarid erinevad teiste organite kapillaaridest selle poolest, et endoteelirakud moodustavad pideva seina. Puutepunktides sulanduvad endoteelirakkude välimised kihid, moodustades nn tihedad ristmikud.

BBB funktsioonid hõlmavad kaitsvat ja reguleerivat. See kaitseb aju võõr- ja mürgiste ainete toime eest, osaleb ainete transpordis vere ja aju vahel ning loob seeläbi aju rakkudevahelise vedeliku ja tserebrospinaalvedeliku homöostaasi.

Hematoentsefaalbarjäär on erinevatele ainetele selektiivselt läbitav. Mõned bioloogiliselt aktiivsed ained (näiteks katehhoolamiinid) seda barjääri praktiliselt ei läbi. Erandiks on ainult barjääri väikesed alad hüpofüüsi, käbinääre ja mõnede hüpotalamuse piirkondade piiril, kus BBB läbilaskvus kõigi ainete jaoks on kõrge. Nendes piirkondades leitakse praod või kanalid, mis tungivad läbi endoteeli, mille kaudu tungivad ained verest ajukoe ekstratsellulaarsesse vedelikku või neuronitesse endisse.

BBB kõrge läbilaskvus nendes piirkondades võimaldab bioloogiliselt aktiivsetel ainetel jõuda nende hüpotalamuse ja näärmerakkude neuroniteni, millel on suletud organismi neuroendokriinsüsteemide regulatsiooniahel.

BBB toimimise iseloomulik tunnus on ainete läbilaskvuse reguleerimine, mis vastab valitsevatele tingimustele. Regulatsiooni põhjuseks on: 1) avatud kapillaaride piirkonna muutused, 2) verevoolu kiiruse muutused, 3) rakumembraanide ja rakkudevahelise aine seisundi muutused, raku ensüümsüsteemide aktiivsus, pinotsütoos ja eksotsütoos .

Arvatakse, et BBB, luues samal ajal olulise takistuse ainete tungimisel verest ajju, võimaldab samal ajal nendel ainetel hästi ajust vastupidises suunas verre läbida.

BBB läbilaskvus erinevatele ainetele on väga erinev. Rasvlahustuvad ained tungivad reeglina BBB-sse kergemini kui vees lahustuvad ained. Hapnik, süsihappegaas, nikotiin, etüülalkohol, heroiin ja rasvlahustuvad antibiootikumid (klooramfenikool jne) tungivad suhteliselt kergesti sisse.

Lipiidides lahustumatu glükoos ja mõned asendamatud aminohapped ei pääse ajju lihtsa difusiooni teel. Neid tunnevad ära ja transpordivad spetsiaalsed vedajad. Transpordisüsteem on nii spetsiifiline, et see eristab D- ja L-glükoosi stereoisomeere, transporditakse aga L-glükoosi. Seda transporti pakuvad membraani sisse ehitatud kandevalgud. Transport on insuliini suhtes tundetu, kuid tsütokolasiin B pärsib seda.

Suured neutraalsed aminohapped (nt fenüülalaniin) transporditakse sarnasel viisil.

Olemas ka aktiivne transport. Näiteks tänu aktiivsele transpordile transporditakse Na + K + ioonid ja aminohappe glütsiin, mis toimib inhibeeriva vahendajana, kontsentratsioonigradientide vastu.

Antud materjalid iseloomustavad bioloogiliselt oluliste ainete tungimise meetodeid läbi bioloogiliste barjääride. Need on vajalikud humoraalse regulatsiooni mõistmiseks latsioonid organismis.

Testi küsimused ja ülesanded

Millised on keha elutähtsate funktsioonide säilitamise põhitingimused?

Milline on organismi koostoime väliskeskkonnaga? Defineerige keskkonnaga kohanemise mõiste.

Milline on keha ja selle komponentide sisekeskkond?

Mis on homöostaas ja homöostaatilised konstandid?

Nimetage jäikade ja plastiliste homöostaatiliste konstantide kõikumise piirid. Määratlege nende ööpäevarütmide mõiste.

Loetlege homöostaatilise regulatsiooni teooria olulisemad mõisted.

7 Määratlege ärritus ja ärritajad. Kuidas liigitatakse ärritajaid?

Mis vahe on mõistel "retseptor" molekulaarbioloogilisest ja morfofunktsionaalsest vaatepunktist?

Defineerige ligandide mõiste.

Mis on füsioloogilised regulatsioonid ja suletud ahela regulatsioon? Millised on selle komponendid?

Nimeta tagasiside liigid ja roll.

Defineerige homöostaatilise regulatsiooni seadistuspunkti mõiste.

Mis tasandi reguleerimissüsteemid eksisteerivad?

Mis on keha närvi- ja humoraalse regulatsiooni ühtsus ja eripära?

Mis tüüpi humoraalsed regulatsioonid eksisteerivad? Esitage nende omadused.

Mis on rakumembraanide struktuur ja omadused?

17 Millised on rakumembraanide funktsioonid?

Mis on ainete difusioon ja transport läbi rakumembraanide?

Kirjeldage ja tooge näiteid aktiivsest membraanitranspordist.

Defineerige histohemaatiliste barjääride mõiste.

Mis on hematoentsefaalbarjäär ja milline on selle roll? t;

Kell füsioloogiline regulatsioon keha funktsioonid viiakse läbi normaalseks tööks optimaalsel tasemel, säilitades ainevahetusprotsessidega homöostaatilisi tingimusi. Selle eesmärk on tagada, et keha oleks alati kohandatud muutuvate keskkonnatingimustega.

Inimkehas esindavad reguleerivat aktiivsust järgmised mehhanismid:

• närviregulatsioon;

Närvilise ja humoraalse regulatsiooni töö on omavahel tihedalt seotud. Keha reguleerivad keemilised ühendid mõjutavad neuroneid nende seisundi täieliku muutumisega. NS-i mõjutavad ka vastavates näärmetes erituvad hormonaalsed ühendid. Ja hormoone tootvate näärmete funktsioone kontrollib NS, mille tähtsus organismi regulatoorse funktsiooni toetamisel on tohutu. Humoraalne tegur on osa neurohumoraalsest regulatsioonist.

Näited määrustest

Reguleerimise selgus näitab näidet, kuidas muutub vere osmootne rõhk, kui inimesel on janu. Seda tüüpi rõhk suureneb kehasisese niiskuse puudumise tõttu. See põhjustab osmootsete retseptorite ärritust. Tekkiv põnevus kandub närviteede kaudu edasi kesknärvisüsteemi. Sellest jõuavad paljud impulsid hüpofüüsi, stimuleerimine toimub antidiureetilise hüpofüüsi hormooni vabanemisega vereringesse. Vereringes tungib hormoon läbi kõverate neerukanalite ja suureneb niiskuse tagasiimendumine glomerulaarsest ultrafiltraadist (primaarne uriin) vereringesse. Selle tulemuseks on veega eritunud uriini vähenemine ja kõrvalekalde taastumine. normaalsed näitajad keha osmootne rõhk.

Kui veres on liigne glükoosisisaldus, stimuleerib närvisüsteem insuliinihormooni tootva endokriinse organi sisesekretoorse piirkonna funktsioone. Juba vereringes on suurenenud insuliinihormooni varud, tarbetu glükoos läheb selle mõju tõttu glükogeeni kujul maksa ja lihastesse. Intensiivne füüsiline töö suurendab glükoosi tarbimist, selle maht vereringes väheneb, neerupealiste funktsioonid tugevnevad. Adrenaliinhormoon muudab glükogeeni glükoosiks. Seega stimuleerib või pärsib intrasekretoorseid näärmeid mõjutav närviregulatsioon oluliste aktiivsete bioloogiliste ühendite funktsioone.

Keha elutähtsate funktsioonide humoraalne regulatsioon kasutab erinevalt närviregulatsioonist info edastamisel keha erinevaid vedelaid keskkondi. Signaali edastamine toimub keemiliste ühendite abil:

• hormonaalne;
• vahendaja;
• elektrolüüdid ja paljud teised.

Humoraalne regulatsioon, nagu ka närviregulatsioon, sisaldab mõningaid erinevusi.

• konkreetset adressaati pole. Bioloogiliste ainete vool viiakse keha erinevatesse rakkudesse;
• teave edastatakse madal kiirus, mis on võrreldav bioaktiivse keskkonna voolukiirusega: 0,5-0,6 kuni 4,5-5 m/s;
• tegevus on pikk.

Inimorganismi elutähtsate funktsioonide närviline reguleerimine toimub kesknärvisüsteemi ja PNS-i abil. Signaali edastamine toimub arvukate impulsside abil.

Seda määrust iseloomustavad selle erinevused.

• kindlale elundile või koele signaali edastamiseks on konkreetne aadress;
• teave edastatakse suurel kiirusel. Impulsi kiirus ─ kuni 115-119 m/s;
• mõju on lühiajaline.

Humoraalne regulatsioon

Humoraalne mehhanism on iidne suhtlemisvorm, mida on aja jooksul täiustatud. Inimesel on mitu erinevaid valikuid rakendamine see mehhanism. Mittespetsiifiline reguleerimisvõimalus on kohalik.

Kohalik rakuregulatsioon viiakse läbi kolme meetodiga, nende aluseks on signaalide edastamine ühendite kaudu ühe organi või koe piires, kasutades:

• loominguline rakuline suhtlus;
• lihtsat tüüpi metaboliidid;
• aktiivsed bioloogilised ühendid.

Tänu loomingulisele ühendusele toimub rakkudevaheline teabevahetus, mis on vajalik valgu molekulide rakusisese sünteesi suunatud kohandamiseks teiste protsessidega rakkude kudedeks muundumiseks, diferentseerumiseks, arenguks koos kasvuga ja lõpuks rakkude funktsioonide täitmiseks. sisaldub koes tervikliku hulkrakulise süsteemina.

Metaboliit on metaboolsete protsesside produkt ja võib toimida autokriinselt, st muuta raku jõudlust, mille kaudu see vabaneb, või parakriinselt, st muuta raku jõudlust, kus rakk asub sama koe piires. jõudes selleni läbi rakusisese vedeliku. Näiteks kui piimhape koguneb ajal füüsiline töö lihastesse verd toovad veresooned laienevad, lihase küllastus hapnikuga suureneb, lihaste kontraktiilsuse tugevus aga väheneb. Nii avaldub humoraalne regulatsioon.

Kudedes paiknevad hormoonid on samuti bioloogiliselt aktiivsed ühendid – rakkude ainevahetuse produktid, kuid neil on keerulisem keemiline struktuur. Neid esitatakse:

• biogeensed amiinid;
• kiniinid;
• angiotensiinid;
• prostaglandiinid;
• endoteel ja muud ühendid.

Need ühendid muudavad järgmisi raku biofüüsikalisi omadusi:

• membraani läbilaskvus;
• energia ainevahetusprotsesside seadistamine;
• membraanipotentsiaal;
• ensüümi reaktsioonid.

Samuti soodustavad need sekundaarsete sõnumitoojate teket ja muudavad kudede verevarustust.

BAS (bioloogiliselt aktiivsed ained) reguleerib rakke spetsiaalsete rakumembraani retseptorite abil. BAS moduleerivad ka regulatiivseid mõjusid, kuna need muudavad raku tundlikkust närvi- ja hormonaalsete mõjude suhtes, muutes raku retseptorite arvu ja nende sarnasust erinevate infot kandvate molekulidega.

Erinevates kudedes moodustuvad BAS-id omavad autokriinset ja parakriinset toimet, kuid on võimelised tungima verre ja toimima süsteemselt. Mõned neist (kiniinid) moodustuvad vereplasmas leiduvatest lähteainetest, mistõttu need ained, kui kohalik tegevus, põhjustavad isegi tavalisi hormonaalseid tagajärgi.

Keha funktsioonide füsioloogiline kohandamine toimub närvisüsteemi ja humoraalsüsteemi koordineeritud koostoime kaudu. Närviline ja humoraalne regulatsioon ühendavad keha funktsioonid selle täielikuks funktsioneerimiseks ja inimkeha töötab ühtsena.

Inimkeha koostoime väliskeskkonna tingimustega toimub aktiivse närvisüsteemi abil, mille toimimise määravad refleksid.