Нервная и гуморальная регуляция функций в покое и при физических нагрузках
Физиологической регуляцией называется активное изменение функций организма или его поведения, направленное на обеспечение оптимальных условий жизнедеятельности, сохранение гомеостаза в меняющихся условиях окружающей среды. Например, в состоянии покоя артериальное давление поддерживается на определенном уровне. При физической нагрузке благодаря регуля-торным механизмам оно повышается и тем самым обеспечивает полноценное функционирование мышечной системы в данных условиях, а после прекращения работы оно понижается до прежнего значения. Таким образом, регуляция органов кровообращения обеспечивает оптимальную величину артериального давления и в покое, и при нагрузке.
Регуляция функций может выражаться в виде различных проявлений. Иногда необходимо включение или выключение какой-
либо функции: сокращение и расслабление мышцы, начало и прекращение слюноотделения. В других случаях требуется усилить или ослабить какой-то процесс: сокращения сердца, частоту и глубину дыхания или же произвести количественные и качественные изменения в составе секретов — желудочного сока, молока и т. п.
В процессе эволюции в организме животных сложились две регуляторные системы — гуморальная (химическая) и нервная (рефлекторная).
Гуморальная регуляция (лат. humor — жидкость) осуществляется за счет биологически активных веществ, которые имеются в организме и оказывают влияние через кровь на ткани и органы.
В регуляции функций участвуют следующие гуморальные вещества.
1. Электролиты. Ионы натрия, калия, кальция, магния, хлора ответственны за возникновение и проведение электрических импульсов в биологических мембранах (биотоки). Растворенные в крови минеральные соли создают осмотическое давление, определяют кислотно-щелочные свойства крови, от величины которых зависят многие процессы в организме.
2. Конечные и промежуточные продукты обмена веществ — диоксид углерода, глюкоза, мочевина и др. Так, например, диоксид углерода является важнейшим стимулятором дыхательного центра, а от уровня глюкозы в крови зависит деятельность многих желез внутренней секреции и других органов.
3. Гормоны — биологически активные вещества, образующиеся в эндокринных железах и клетках.
4. Нервные медиаторы — вещества, образующиеся в нервных окончаниях и передающие возбуждение от нерва на мышцу или железу.
5. Цитомедины — вещества, образующиеся в различных клетках
и несущие информацию для других клеток.
Гуморальная регуляция — более древний способ регуляции у растений, одноклеточных и многоклеточных животных. У высших животных гуморальная регуляция не утратила своего значения.
В связи с усложнением строения организмов гуморальной регуляции оказалось недостаточно для быстрых изменений жизненных реакций, их корреляции и взаимодействия в условиях меняющейся окружающей среды. На определенном этапе развития животного организма появилась нервная система, которая обеспечила быструю и направленную передачу сигналов в виде нервных импульсов (биотоков) к определенным органам-адресатам, в то время как гуморальная регуляция неспецифична, так как гуморальные раздражители, циркулируя в крови, оказывают воздействие на любые чувствительные к ним ткани (например, инсулин — гормон поджелудочной железы — участвует в 22 реакциях, а адреналин — гормон надпочечников — влияет почти на все функции организма).
Нервная регуляция. Нервная система состоит из центрального и периферического отделов. Центральная нервная система — это головной и спинной мозг, где расположены нервные клетки (нейроны), объединенные в нервные центры. Периферическая нервная система — это отростки нейронов, формирующие нервы и пронизывающие все тело животного.
Как соматическая, так и вегетативная нервная система имеет нервные центры в головном и спинном мозге и периферические нервы, через которые осуществляется двусторонняя связь нервной системы с органами.
Основной формой деятельности нервной системы является рефлекс. Рефлекс — это ответная реакция организма на раздражение из внешней или внутренней среды при участии нервной системы. Например, отдергивание руки от горячего предмета (двигательный рефлекс) или выделение желчи из желчного пузыря (вегетативный рефлекс).
Любой рефлекс осуществляется при участии определенных морфологических структур, которые составляют рефлекторную дугу. Рефлекторная дуга — это путь, по которому проходит возбуждение от места раздражения через центральную нервную систему к исполнительному органу.
Рефлекторная дуга (рис. 1.2) состоит из следующих звеньев:
рецепторы — чувствительные нервные окончания, воспринимающие раздражения. Под воздействием раздражителя в рецепторах возникает потенциал действия (биоток);
центростремительный, или афферентный, нерв, по которому возбуждение (потенциал действия) передается в центральную нервную систему;
Рис. 1.2. Схема рефлекторной дуги:
| 1 А Ш Раздражитель |
/ — рецепторы, или чувствительные нервные окончания; 2— центростремительный, или афферентный, нерв; 3— нервный центр; 4— центробежный, или эфферентный, нерв; 5— эффектор, или исполнительный орган
нервный центр — совокупность нейронов, перерабатывающих полученную от рецепторов информацию и подготавливающих команду для исполнительных органов;
центробежный, или эфферентный, нерв, по которому нервный импульс передается исполнительным органам;
эффектор, или исполнительный орган.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Содержание
^ 9.2. Гуморальные и нервные механизмы регуляции функций
Физиологической регуляцией называется активное изменение функций организма или его поведения, направленное на обеспечение оптимальных условий жизнедеятельности, сохранение гомеостаза в меняющихся условиях окружающей среды.
Например, в состоянии покоя артериальное давление поддерживается на определенном уровне. При физической работе благодаря регуляторным механизмам артериальное давление повышается и тем самым обеспечивает лучшую работу мышечной системы, а после прекращения нагрузки оно восстанавливается на прежнем значении. Таким образом, благодаря регуляции органы кровообращения обеспечивают оптимальную величину артериального давления и в покое, и при нагрузке.
Регуляция функций может проявляться различными изменениями. Иногда бывает необходимым включить или выключить какую-то функцию: сокращение и расслабление мышцы, начало и прекращение слюноотделения. В других случаях требуется усилить или ослабить какой-то процесс: сокращения сердца, частоту и глубину дыхания, или же произвести количественные и качественные изменения в составе секретов - желудочного сока, молока и т.п.
В процессе эволюции в живом организме сложились две регуляторные системы - гуморальная (химическая) и нервная (рефлекторная).
Гуморальная регуляция (humor - жидкость) осуществляется за счет биологически активных веществ, которые образуются в организме и оказывают влияние через кровь на другие ткани и органы.
Какие вещества могут участвовать в регуляции функций и являются гуморальными агентами?
1. Электролиты. Ионы натрия, калия, кальция, магния, хлора ответственны за возникновение и проведение электрических импульсов в биологических мембранах (биотоки). Растворенные в крови минеральные соли создают осмотическое давление, определяют кислотно-щелочные свойства крови, от величины которых зависят многие процессы в организме.
2. Конечные и промежуточные продукты обмена веществ - углекислый газ, глюкоза, мочевина и др. Так, например, углекислый газ является важнейшим стимулятором дыхательного центра, а от уровня глюкозы в крови зависит деятельность многих желез внутренней секреции и других органов.
3. Гормоны - биологически активные вещества, образующиеся во многих эндокринных железах и клетках.
4. Нервные медиаторы - вещества, образующиеся в нервных окончаниях и передающие возбуждение с нерва на мышцу или железу.
5. Цитомедины - вещества, образующиеся в различных клетках и несущие информацию для других клеток.
Гуморальная регуляция - более древний способ регуляции, она имеется у растений, одноклеточных и многоклеточных животных. У высших животных гуморальная регуляция не утратила своего значения.
В процессе эволюции в связи с усложнением строения организмов гуморальной регуляции оказалось недостаточно для быстрых изменений жизненных реакций, их корреляции и взаимодействия в условиях меняющейся окружающей среды. На определенном этапе развития появилась нервная система, которая обеспечила быструю и направленную передачу сигналов в виде нервных импульсов (биотоков) к определенным органам - адресатам, в то время как гуморальная регуляция - неспецифична, так как гуморальные раздражители, циркулируя в крови, оказывают воздействие на любые чувствительные к ним ткани (инсулин, например - гормон поджелудочной железы - участвует в 22 реакциях, а адреналин - гормон надпочечников - влияет почти на все функции организма).
Нервная система состоит из центрального и периферического отделов. Центральная нервная система - это головной и спинной мозг, где расположены нервные клетки (нейроны), объединенные в нервные центры. Периферическая нервная система - это отростки нейронов, формирующие нервы и пронизывающие все тело животного.
По функциям нервная система подразделяется на соматическую и вегетативную.
Как соматическая, так и вегетативная нервная система имеют нервные центры в головном и спинном мозге, и периферические нервы, через которые осуществляется двусторонняя связь нервной системы с органами.
Основной формой деятельности нервной системы является рефлекс. Рефлекс - это ответная реакция организма на раздражение из внешней или внутренней среды при участии нервной системы. Примерами могут служить отдергивание руки от горячего предмета (двигательный рефлекс) или выделение желчи из желчного пузыря (вегетативный рефлекс).
Любой рефлекс осуществляется при участии определенных морфологических структур, которые составляют рефлекторную дугу. Рефлекторная дуга - это путь, по которому проходит возбуждение от места раздражения через центральную нервную систему к исполнительному органу.
Рефлекторная дуга состоит из следующих звеньев.
1. Рецепторы - чувствительные нервные окончания, воспринимающие раздражения. Под воздействием раздражителя в рецепторах возникает потенциал действия (биоток).
2. Центростремительный, или афферентный нерв, по которому возбуждение (потенциал действия) передается в центральную нервную систему.
3. Нервный центр - совокупность нейронов, перерабатывающих полученную от рецепторов информацию и подготавливающих команду для исполнительных органов.
4. Центробежный, или эфферентный нерв, по которому нервный импульс передается исполнительным органам.
5. Эффектор, или исполнительный орган.
^ 9.3. Единство нервной и гуморальной регуляции
В организме высших животных и человека в результате длительной эволюции сложилась единая нейрогуморальная система регуляции функций. Деление этой системы на нервную и гуморальную - условное, оно необходимо для анализа сложнейших процессов, управляющих живым организмом.
Ведущую роль в регуляторных реакциях играет нервная система и ее высший отдел - кора больших полушарий головного мозга. От многочисленных рецепторов, находящихся во всех органах и тканях сюда поступает, как в главный диспетчерский центр, информация о состоянии внешней среды и внутренней среды организма, обо всех изменениях в работе органов и систем, об изменениях в составе крови и тканевой жидкости.
Однако, гуморальные агенты играют роль не только раздражителей, они могут включаться в рефлекторные дуги как самостоятельные звенья. Такое место, например, занимают гормоны. Допустим, в крови животного увеличился уровень глюкозы. Это вызывает возбуждение рецепторов сосудов (хеморецепторов), информация поступает в гипоталамус - отдел промежуточного мозга, и в кору больших полушарий. После оценки ситуации из гипоталамуса возбуждение передается в островковый аппарат поджелудочной железы, где вырабатывается гормон инсулин. Инсулин выделяется в кровь, действует на клеточные мембраны и снижает содержание глюкозы в крови до обычного уровня. Таким образом, гормон включился в эфферентную часть рефлекторной дуги.
Однако единство нервной и гуморальной регуляции этим не ограничивается. Известно, что нервные клетки (нейроны) обладают двумя функциями: способностью генерировать биотоки и передавать их на другие клетки, и способностью вырабатывать биологически активные вещества.
О том, что в нервных окончаниях выделяются химические вещества - медиаторы - было известно еще в 20-х годах XX века. Медиаторы являются химическими посредниками между эфферентными нервами и органами. Никогда нервные окончания не проникают внутрь другой клетки. Они заканчиваются на небольшом расстоянии от мембраны иннервируемой клетки. Место контакта нервного окончания с другой клеткой - нервной, мышечной или секреторной - называется синапсом.
Синапс состоит из трех элементов: пресинаптической мембраны (часть нервного окончания), постсинаптической мембраны (часть мембраны другой клетки) и синаптической щели (пространство между пре- и постсинаптической мембранами). Передача возбуждения с нерва на орган (клетку) заключается в том, что под влиянием нервного импульса из пресинаптической мембраны выделяется медиатор, который является химическим раздражителем для постсинаптической мембраны. В результате в ней возникает возбуждение, распространяющееся по всей клетке.
Самыми распространенными медиаторами являются ацетилхолин, норадреналин, адреналин и др.
Таким образом, единство нервной и гуморальной регуляции осуществляется на уровне не только нервных окончаний, но и на более высоком уровне - гипоталамо-гипофизарной системы.
Итак, регуляция всех жизненных процессов осуществляется единой нейрогуморальной системой, в которой ведущее значение играет центральная нервная система и ее высший отдел - кора больших полушарий.
На более простых уровнях организации живой материи - молекулярном, внутриклеточном, тканевом - большую роль играет химическая регуляция. Чем сложнее биологическая система, тем большее значение приобретает нервная регуляция, которая объединяет органы и ткани в различные системы и осуществляет функционирование организма во внешней среде как единого целого.
^ 9.4. Основные принципы регуляции физиологических функций
При изменении состояния организма, отличающегося от нормы, или приближающегося к предельным границам гомеостаза, развивается деятельность, возвращающая организм в обычный режим. Такой механизм называется отрицательной обратной связью. Например, при колебаниях уровня глюкозы в крови выше или ниже нормы изменяется работа почек, кишечника, желез внутренней секреции, что приводит к сглаживанию этих колебаний и сохранению постоянного содержания глюкозы в крови.
По принципу отрицательной обратной связи регулируется температура тела, артериальное давление, секреция многих эндокринных желез и другие функции организма.
Наряду с отрицательной обратной связью возможна и положительная. В этом случае процесс, уже начавшийся в организме, сам себя усиливает. Так, после приема пищи начинается выделение желчи в просвет кишечника. В составе желчи имеются желчные кислоты. Они синтезируются только в печени, и больше нигде. Попав в кишечник, желчные кислоты объединяются с жирными кислотами, всасываются в кровь и освобождаются от них. Но, оказавшись в крови, желчные кислоты усиливают синтез и выделение желчи в кишечник. Таким образом, сама желчь является желчегонным средством.
Обратная связь - и положительная, и отрицательная - улавливают и компенсируют те отклонения, которые уже возникли в организме, или произошло рассогласование между физиологическими параметрами, свойственными данному организму и фактическими их значениями. Пользуясь терминами кибернетики - науки об управлении и автоматическом регулировании систем - обратная связь функционирует на выходе системы, это - восстановление измененных свойств организма.
Оба принципа регуляции - на входе и на выходе - обычно проявляются во взаимодействии и имеют либо защитный, либо компенсаторный характер.
В качестве примера рассмотрим с точки зрения управления механизмы теплорегуляции. В зимнее время, в самые лютые морозы температура крови и внутренних органов у животных остается такой же, как летом - около 38 - 40°С. Перепад же температур с окружающим воздухом оказывается почти 100°С. Каким образом достигается температурный гомеостаз?
Итак, для любой регуляторной реакции необходимо:
Под рецепторами также понимают особые молекулы, встроенные в биологические мембраны, которые обладают избирательной чувствительностью к определенным химическим веществам - например, к медиаторам или гормонам. Клеточные рецепторы передают информацию внутрь клеток.
3. Наличие механизмов, предотвращающих изменения гомеостаза или возвращающих их в физиологические границы. Это - функция различных систем организма - пищеварения, кровообращения, дыхания, выделения, движения и т.п.
Вопросы для самоконтроля и проверки:
1. В чем заключается феномен гомеостаза?
2. Объясните механизм нервной и гуморальной регуляции функций.
3. Какие биологически активные вещества участвуют в гуморальной регуляции?
4. В чем заключается единство нервной и гуморальной регуляции?
5. Перечислите основные принципы регуляции физиологических функций.
^ 10. НЕЙРО-ГУМОРАЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
В РЕГУЛЯЦИИ ПИЩЕВОГО ПОВЕДЕНИЯ.
10.1. Системные механизмы голода, аппетита и насыщения
Человек ежедневно испытывает чувство голода и после сильной пищевой эмоции, связанной с приемом пищи, - чувство насыщения.
На протяжении жизни человек обращается к эмоционально переживаемым состояниям голода и насыщения более 75 тысяч раз, что указывает на чрезвычайную важность этих ощущений.
Чувство голода - одно из ярких эмоциональных ощущений, с которым человек появляется на свет. Много забот и беспокойства доставляет ребенок своей матери уже в самом начале жизни, сильным криком и движениями, привлекая ее внимание к испытываемому им чувству голода.
^ 10.2. Биологическое значение ощущений голода и насыщения
Чувства голода и насыщения в процессе эволюционного развития живых существ не только не были элиминированы, но, наоборот, достигли у человека широкого развитии. Это, прежде всего, связано с тем, что голод и насыщение находятся на страже процессов метаболизма как основных процессов жизни. Эмоциональное ощущение голода является своеобразным сигналом, свидетельствующим о потребности организма в пище.
Эмоциональная оценка голода. Эмоциональный сигнал голода, будучи во всех случаях неприятным ощущением, позволяет быстро и надежно, без детализации, оценивать возникающие потребности в отдельных веществах и осуществлять их поиск и потребление. Отрицательная эмоция голода, кроме того, стимулирует субъектов к действию по удовлетворению этой основной метаболической потребности. В то же время живые существа, и в том числе человек, стимулируемые к приему пищи общим эмоциональным сигналом голода, принимают избыточное количество питательных веществ, которые порой и не требуются для метаболических нужд и создают лишь неоправданную дополнительную нагрузку на пищеварительный аппарат.
Эмоциональное ощущение голода субъективно весьма специфично. Никто не спутает чувство голода, например, с чувством жажды, страха, полового возбуждения и др.
Эмоциональный сигнал насыщения. Эмоция насыщения выступает в качестве сигнала принимаемой пищи, главным образом сигнала, прекращавшего ее прием. Эмоциональное ощущение насыщения позволяет довольно быстро оценить ее количество и качество и быстро завершить прием пищи
Предупредительная роль ощущений голода и насыщения. Основное биологическое назначение эмоций голода и насыщения заключается в том, чтобы своевременно информировать организм о возникшей пищевой потребности, быстро построить необходимое пищедобывательное поведение и быстро осуществить прием пищи. В этой быстроте оценки пищевой поведения и ее удовлетворения заложен большой эволюционный приспособительный смысл. Поиск пищи у млекопитающих формируется заблаговременно, за много часов и даже дней до того момента, как будут израсходованы все запасы питательных веществ в организме. Включение эмоционального ощущения между моментом приема пищи и истинным удовлетворением питательных нужд организма, пластической и энергетической утилизацией вновь принятых питательных веществ позволяет живым существам использовать этот довольно значительный интервал деятельности на другие формы приспособительного поведения.
Таким образом, эмоции голода и насыщения - ключевые позиции в ряду физиологических процессов, связанных с формированием пищевой потребности и ее удовлетворением.
^ 10.3. Функциональная система питания
Состояние голода, пищевого аппетита, пищедобывательное поведение и пищевое насыщение определяются деятельностью единой функциональной системы, которая в собирательном смысле может быть названа функциональной системой питания, включающей несколько подсистем. Конечным приспособительным результатом функциональной системы питания является уровень питательных веществ в организме, обеспечивающий нормальное течение метаболических процессов. Этот показатель поддерживается деятельностью как внутреннего, так и внешнего звеньев саморегуляции функциональной системы питания. Внутреннее звено - это вегетативные процессы; внешнее звено включает формирование пищевой мотивации, пищевой аппетит и пищедобывательное поведение, направленное на прием пищи.
В функциональной системе питания имеется еще одно звено, деятельность которого направлена на формирование и удаление каловых масс из организма.
Процессы питания у человека в значительной степени определяются социальными факторами, привычками, воспитанием, нормами поведения и др. Однако во всех случаях даже поэтического описания процесса питания его побудительная сила заключается в пищевой потребности и ее удовлетворении.
Пищевая потребность. Пищевая потребность - физиологический, материальный процесс. Это обусловленное процессами метаболизма снижение уровня питательных веществ в организме.
Пока еще в физиологии не существует методов точного измерения истинной потребности организма в питательных веществах, хотя уже имеются приборы, позволяющие определять уровень глюкозы в крови. Однако можно думать, что в будущем пищевая потребность будет точно количественно измеряться с помощью соответствующих приборов.
Пищевая потребность - мультипараметрический показатель. В каждом случае это определенное соотношение основных питательных веществ в организме: белков, жиров и углеводов. Пищевая потребность может быть обусловлена дефицитом одного какого-либо вещества либо снижением уровня всех или нескольких веществ.
Предконечный результат системы питания. Как правило, деятельность функциональной системы питания направлена на поддержание оптимального для метаболизма уровня питательных веществ в крови и других жидких средах организма. В этом проявляется каскадный приспособительный принцип обеспечения устойчивости конечного метаболического результата функциональной системы за счет поддержания в крови на оптимальном уровне предконечного результата, тесно связанного с конечным.
Поддержанием предконечного результата на оптимальном уровне в крови обеспечивается устойчивое течение метаболических процессов в тканях.
Поддержание в крови оптимального уровня питательных веществ - пример пластичной константы организма. Организм человека может нормально существовать при снижении уровня питательных веществ в крови при свободном доступе к воде до 20 и даже 30 суток.
Физиологической регуляцией называется активное изменение функций организма или его поведения, направленное на обеспечение оптимальных условий жизнедеятельности, сохранение гомеостаза в меняющихся условиях окружающей среды.
В процессе эволюции в живом организме сложились две регуляторные системы - гуморальная (химическая) и нервная (рефлекторная).
Гуморальная регуляция (humor - жидкость) осуществляется за счет биологически активных веществ, которые образуются в организме и оказывают влияние через кровь на другие ткани и органы.
1. Электролиты. Ионы натрия, калия, кальция, магния, хлора ответственны за возникновение и проведение электрических импульсов в биологических мембранах (биотоки). Растворенные в крови минеральные соли создают осмотическое давление, определяют кислотно-щелочные свойства крови, от величины которых зависят многие процессы в организме.
2. Конечные и промежуточные продукты обмена веществ - углекислый газ, глюкоза, мочевина и др. Так, например, углекислый газ является важнейшим стимулятором дыхательного центра, а от уровня глюкозы в крови зависит деятельность многих желез внутренней секреции и других органов.
3. Гормоны - биологически активные вещества, образующиеся во многих эндокринных железах и клетках.
4. Нервные медиаторы - вещества, образующиеся в нервных окончаниях и передающие возбуждение с нерва на мышцу или железу.
5. Цитомедины - вещества, образующиеся в различных клетках и несущие информацию для других клеток.
На определенном этапе развития появилась нервная система, которая обеспечила быструю и направленную передачу сигналов в виде нервных импульсов (биотоков) к определенным органам - адресатам, в то время как гуморальная регуляция - неспецифична, так как гуморальные раздражители, циркулируя в крови, оказывают воздействие на любые чувствительные к ним ткани (инсулин, например - гормон поджелудочной железы - участвует в 22 реакциях, а адреналин - гормон надпочечников - влияет почти на все функции организма).
Нервная система состоит из центрального и периферического отделов. Центральная нервная система - это головной и спинной мозг, где расположены нервные клетки (нейроны), объединенные в нервные центры. Периферическая нервная система - это отростки нейронов, формирующие нервы и пронизывающие все тело животного.
По функциям нервная система подразделяется на соматическую и вегетативную.
Соматическая нервная система иннервирует поперечно-полосатые мышцы и обеспечивает движение.
Вегетативная нервная система иннервирует внутренние органы и регулирует системы органов пищеварения, кровообращения, дыхания, выделения, размножения и обмен веществ.
Как соматическая, так и вегетативная нервная система имеют нервные центры в головном и спинном мозге, и периферические нервы, через которые осуществляется двусторонняя связь нервной системы с органами.
10. Нейрон: строение, функции и классификация нейронов. Особенности проведения нервных им пульсов по аксонам.
Организм людей – это уникальная по своему развитию и контролю система, в которой каждой клетке отведено свое место и роль. В процессе эволюции она непрерывно усложнялась, чтобы добиться преимуществ над остальными представителями природы. Так, гуморальная регуляция – с помощью жидких сред, уже не справлялась со своими обязанностями. Возникла нервная регуляция – с множеством промежуточных нейронов и отдаленных центров контроля. Однако, обе они тесно взаимодействуют для достижения жизненных целей – обеспечения постоянства и безопасности внутренней среды.
Особенности гуморальной регуляции
Механизм гуморальной регуляции функций организма осуществляется с помощью специфических химических соединений – биологических веществ. Они поступают в жидкие среды – кровь, а также лимфу, затем перемещаются к тканям и внутренним структурам. Ведущая роль при этом, безусловно, принадлежит гормонам.
Их вырабатывают особые структурные единицы – железы внутренней секреции. Как правило, они локализуют вдали от контролируемого органа. При этом благодаря гуморальной регуляции осуществляется воздействие сразу на несколько зон организма. К примеру, половое созревание, пищеварение, рост.
Тем не менее, возможности гуморальной регуляции в организме человека ограничены. Ведь она воздействует сравнительно медленно – требуется выработка химических соединений, их поступление в русло крови и достижение подконтрольной области. Действие гормона продолжительное, оно не прекращается даже при значительном снижении его концентрации. В этом основная особенность эндокринной регуляции, что актуально для сохранения постоянства внутренней среды.
В чем же суть гуморальной регуляции, можно понять на примере роста человека. По мере развития плода и формирования внутренних желез секреции, начинается выработка биологических веществ для правильного телосложения. Если гормонов в крови много – вырастет гигант, тогда как при их низкой концентрации – карлик. Приемлемый рост обеспечивается тщательно выверенным самой природой соотношением количества гормона.
То же самое можно отнести к каждой функциональной деятельности – для пищеварения это инсулин, для движения и скорости реакции – адреналин и норадреналин, для репродуктивной деятельности – половые гормоны. Все, даже самые мелкие и, на первый взгляд, незначительные изменения в организме людей, находятся под строгим гуморальным контролем.
Особенности нервной регуляции
В процессе эволюции нервная регуляция сформировалась позже – к этому были необходимы предпосылки. Так, по мнению специалистов, живым единицам уже стало не хватать только гуморальных связей между клетками. Ведь требовалось быстрее передавать получаемую информацию и реагировать на внешние и внутренние угрозы.
У людей все этапы нервной регуляции осуществляются с помощью центральных структур – головного мозга с подкорковыми ядрами, а также периферических образований – нервных сплетений. К примеру, человек опаздывает на работу и видит приближение подходящей ему электрички. Его мозг просчитывает, какое время необходимо для достижения платформы и отдает команды дыхательной, сердечнососудистой системе, а также мышцам конечностей. В итоге опаздывающий человек успевает добежать и впрыгнуть в вагон электрички.
Только нервной регуляцией, конечно, не обойтись. Она отличается нейрогуморальной направленностью. Ведь, требуется и выработка гормонов, и их влияние на функциональные возможности людей.
Взаимодействие систем
Все разнообразие механизмов регуляции функциональной активности человеческого организма специалисты традиционно классифицируют на нервные, а также гуморальные процессы. Тогда как они практически неотделимы и составляют единую систему. Ее задача – обеспечение постоянства внутренней среды организма. Благодаря этому люди приспосабливаются к изменениям извне, и вид получает возможность сохраняться в природе.
И нервный, и гуморальный механизм имеют разнообразные связи на всех уровнях функционирования мозговых центров, а также при передаче сигнальной информации к контролируемым структурам. Так, регуляция функций в организме осуществляется в большинстве случаев с помощью рефлекторной дуги, в которой взаимосвязь между сигнальными молекулами осуществляется посредством гуморальных факторов. В таком качестве выступают нейромедиаторы – особые химические соединения. Именно они корректируют восприимчивость рецепторов и их функциональные возможности.
Однако, гуморальная регуляция организма находится под контролем головного мозга. Он может запускать или замедлять выделение гормонов. Как правило, эти процессы между кровью и мозгом осуществляются на бессознательном уровне. Особенно в дыхательной, пищеварительной, сердечнососудистой системах. В ряде ситуаций требуется сознательный контроль – к примеру, быстро добежать на работу, чтобы не опоздать. Именно в том, как взаимодействуют нервная и гуморальная регуляции, и заключается их единство и эффективность.
Различия
Несмотря на явную взаимосвязь механизмов нервной, а также гуморальной регуляции, на уровне биологической и морфофункциональной единицы они имеют различия. В большинстве своем их разделяют по свойствам:
- нервная регуляция в отличие, от гуморальной, целенаправленная – импульс перемещается в строго предназначенную зону;
- гуморальный сигнал – с током крови распространяется по всему организму, а реакция тканей зависит от присутствия молекулярных рецепторов;
- скорость сигналов выше по нервному волокну, а не в жидких средах организма;
- время сохранения сигнала в нервной системе короткое, поэтому и реакция контролируемого органа быстрая, тогда как концентрация гормонов сохраняется продолжительный период;
- изученность нервной регуляции лучше, поскольку она поддается регистрации инструментальными аппаратами, а исследование гуморальных функций затрудненно обширностью подчиненных тканей.
Результатом, как отличий, так и сходства гуморальных и нервных механизмов контроля деятельности внутренних органов является целостность человека, как биологической единицы. Преимущества одной системы компенсируют возможные недочеты другой, однако, ведущая роль принадлежит, все же высшей нервной регуляции.
Гуморальные железы
Внутренние органы, которые выделяют гормональные вещества, локализуются у людей в разных частях тела. Благодаря этому они прицельнее осуществляют гуморальную регуляцию. Так, в основании полушарий головного мозга расположен гипофиз. Сам по себе небольшого размера, он выделяет крайне важные для человека биологически активные соединения. К примеру, гормон роста.
Тогда как контроль концентрации в русле крови возложен на инсулин. Его выделяют особые клетки в ткани поджелудочной железы. При его малом количестве формируется тяжелое своими осложнениями заболевание – диабет.
Двойственное влияние оказывают на организм человека гормоны щитовидной железы. При их чрезмерном выделении развивается гипертиреоз, а при дефиците гипотиреоз. Оба расстройства негативно отражаются на деятельности остальных внутренних органов, а у детей – на интеллектуальном и физическом развитии.
Другими железами гуморальной регуляции являются – паращитовидные клетки, надпочечники, вилочковое образование, а также половые структуры – яичники и яички. Все они тесно взаимодействуют между собой и с центральной нервной системой. Это позволяет человеку адаптироваться и к внутренним изменениям – в периоды полового созревания/угасания, и к внешним факторам – плохая экология, неправильное питание, интоксикации. При сбое в работе гуморальных механизмов, будет наблюдаться усиление работы нервных клеток. При исчерпании компенсаторных возможностей – возникнут различные болезни.
Патологии
Влияние тесной взаимосвязи нервной регуляции с гуморальным контролем человек ощущает на себе лучше всего в непривычных для него условиях – когда требуется приложить больше усилий для выполнения поставленных задач. К примеру, в случае пожара при высокой загазованности воздуха, нагрузка возрастает на дыхательную, а также сердечнососудистую системы. Организм при возрастании концентрации углекислого газа, старается его компенсировать. Если же это не удается, появляются такие заболевания, как бронхит, астма, фарингит хронического течения.
Патологические состояния в сердечной мышце – это часто результат сбоя в выделении гормонов надпочечников, адреналина с норадреналином. При их колебаниях в кровяном русле возникают различные сердечные аритмии, тахикардии, а затем и сердечная недостаточность. Нервная регуляция далеко не всегда справляется с защитной функцией, ведь гормоны длительное время могут сохранять свое влияние на сердце.
Хорошо изучены патологии щитовидной железы. Они приводят к изменениям в обменных процессах. От их концентрации напрямую зависит потребление тканями кислорода. Если их много, то температура тела повышается, усвоение питательных веществ ускоряется, рост тела усиливается. Все эти симптомы характерны для гипертиреоза. Тогда как при замедлении поступления гормонов возникает микседема – повышение массы, тела, апатия, снижение обменных процессов и температуры.
Тяжело протекают патологии репродуктивной системы, если в основе лежат сбои гормонального фона. К примеру, изменяется характер волосяного покрова, телосложения, модуляции голоса, способность к размножению.
Прогноз при заболеваниях гуморального характера во многом будет определен своевременностью обращения человека за медицинской помощью и грамотностью подбора гормональной терапии. В большинстве случаев врачам удается достичь положительных результатов в борьбе за восстановление адекватной регуляции внутренних органов.
Читайте также: