Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ:  Археология Биология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия ЭкологияТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву 
Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Гуморальная регуляция физиологических функций организмаСтр 1 из 6Следующая ⇒
ГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ ОРГАНИЗМА 1. Понятие гуморальной регуляции 2. Местная гуморальная саморегуляция 3. Гормональная регуляция 3.1. Функции гормонов 3.2. Общие свойства гормонов 3.3. Химическая классификация гормонов 3.4. Источники гормонов 3.4.1. Железы внутренней секреции 3.4.2. Одиночные гормонпродуцирующие клетки 3.4.3. Хромаффинные клетки 3.5. Динамика образования и действия гормонов 3.5.1. Ритмы секреции 3.5.2. Скорость секреции гормонов 3.5.3. Формы переноса гормонов кровью 3.5.4. Механизмы действия гормонов на клетки 3.5.5. Продолжительность жизни гормонов 3.6. Регуляция секреции гормонов ПОНЯТИЕ ГУМОРАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ Гуморальная регуляция – это регуляция процессов жизнедеятельности с помощью веществ, поступающих во внутреннюю среду организма (кровь, лимфу, ликвор и др.). Сигналами при гуморальной регуляции являются биологически активные вещества (БАВ). БАВ – вещества, оказывающие в малых концентрациях информационные (сигнальные) и специализированные регуляторные воздействия и не используемые организмом в качестве энергетического или пластического материала. По способу передачи информации выделяют следующие типы воздействия БАВ:
Паракринным действием обладают БАВ, поступающие в межклеточное пространство и влияющие путем диффузии на соседние клетки (простагландины, гистамин, а также цитокины - вещества, которые регулируют (усиливают или тормозят) деление, рост и дифференцировку клеток, объединяя их в единое целое - ткань (н-р, фактор роста тромбоцитов, интерлейкин-2 (фактор роста Т-клеток), фактор роста нервов, эпидермальный фактор роста и т.д.). Аутокринное действие оказывают БАВ, высвобождающиеся из секретирующей клетки и действующие на нее же (цитокины).
Гуморальную регуляцию условно делят на местную саморегуляцию и гормональную регуляцию.
ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ Гормоны (греч. hormaino — приводить в движение, побуждать) — химические вещества, образуемые и выделяемые специальными эндокринными клетками, тканями или органами во внутреннюю среду для обеспечения гуморальной регуляции. Гормон – неоднозначно определяемый термин. Например, если серотонин выделяется соединительнотканными клетками при некоторых повреждениях (воспалении, травме сосуда), то его называют гистогормоном, в случае выделения серотонина эпифизом – гомоном. Другой пример с катехоламинами – адреналином и норадреналином. Когда рассматривается их выработка в мозговом веществе надпочечников, их обычно называют гормонами, если речь идет об их образовании и выделении симпатическими окончаниями, их называют медиаторами.
Функции гормонов Все многообразие действия гормонов сводится к следующим влияниям на организм: ü метаболическим – изменение обмена веществ; ü морфогенетическим – дифференциация тканей и органов, действие на рост, стимуляция формообразовательного процесса; ü кинетическим или пусковым – вызывающим определенную деятельность исполнительных органов; ü корригирующим – изменение интенсивности функций органов и тканей. Это значит, что гормоны контролируют жизнедеятельность в целом, являясь неотъемлемым и обязательным компонентом любой функциональной системы. Регулируя активность ферментов, гормоны изменяют проницаемость мембран, влияют на клеточный метаболизм; контролируя генетический аппарат, обеспечивают рост, дифференцировку тканей и развитие организма. Очевидна роль гормонов в поддержании гомеостаза, адаптации к постоянно меняющимся условиям внешней среды, ритмической организации физиологических функций, адекватной психической деятельности и интеллекте, размножении и выкармливании потомства. Общие свойства гормонов 1. Строгая специфичность физиологического действия. Гормоны действуют только на определенные клетки, их называют клетки-мишени. Различают гормонозависимые и гормоно-чувствительные клетки. Гормонозависимые клетки могут нормально дифференцироваться, расти, развиваться только в присутствии данного гормона. Гормоночувствительные клетки могут расти, развиваться и функционировать и без гормональной стимуляции, но интенсивность их деятельности определяется данным гормоном. Например, для АКТГ гормонозависимыми клетками являются клетки коры надпочечников, гормоночувствительными - клетки жировой и покровной тканей. Специфичность действия гормонов обусловлена рецепторами клеток-мишеней.
2. Высокая биологическая активность, т.е. эффективны и чрезвычайно низких концентрациях, порядка 10-6—10-12 моль/л. Например, 1 г адреналина может активировать работу 100 млн. изолированных сердец. 3. Дистантный характер действия: клетки-мишени располагаются обычно далеко от места образования гормона. 4. Многие гормоны (стероидные и производные аминокислот) не имеют видовой специфичности. Это делает возможным практическое применение в клинике гормонов, выделенных из организма животных. Выработка гормонов одной и той же химической природы характеризуется множественной локализацией их синтеза в организме. Например, различают панкреатическую и мозговую формы инсулина; одни и те же регуляторные пептиды вырабатываются в ЦНС и желудочно-кишечном тракте. 5. Генерализованное действие: высвобождаясь в кровь из места образования, гормоны легко распространяются и вызывают согласованную во времени и пространстве реакцию органов, тканей, клеток, способных на них реагировать. 6. Полиморфизм действия: один и тот же гормон в разных тканях может воспроизводить противоположные эффекты. Например, адреналин вызывает спазм периферических сосудов, но расширяет сосуды, подающие кровь к мозгу. Источники гормонов Гормоны вырабатываются: • железами внутренней секреции (эндокринными железами); • одиночными гормонпродуцирующими клетками; • хромаффинными клетками. Их объединяет то, что все они осуществляют внутреннюю секрецию, т.е. выделяют биологически активные вещества — гормоны во внутреннюю среду организма непосредственно через клеточную мембрану без нарушения ее целости.
Железы внутренней секреции Железы внутренней секреции — самостоятельные органы с особой морфологической структурой и специализированными функциями по выработке гормонов. К железам внутренней секреции относят гипофиз и эпифиз, расположенные в пределах головного мозга, и периферические железы (табл. 2), которые делят на зависимые и не зависимые от передней доли гипофиза (аденогипофиза). К гипофиззависимым относят щитовидную железу, надпочечники (корковое вещество) и половые железы (яички, яичники). Взаимоотношения между ними и аденогипофизом строятся по принципу прямых (положительных) и обратных (отрицательных) связей. Это значит, что тропные (от греч. tropos — направляю) гормоны аденогипофиза активируют выделение гормонов соответствующими железами, которые в свою очередь в определенных концентрациях воздействуют на аденогипофиз и тормозят его активность. Соответственно, выделяют тиреотропный, адренокортикотропный гормон (АКТГ) и гонадотропные гормоны (фоллитропин и лютропин). К гипофизнезависимым относятся все прочие железы — околощитовидные, эпифиз, панкреатические островки, мозговое веществ надпочечников. Их деятельность подчинена собственным внутренним механизмам и ритмам.
Таблица 2. Гормоны эндокринных желез Железа внутренней секреции | Название гормона | Физиологические эффекты | ||||||
|
Гипофиз | |||||||||
| • аденогипофиз | Тиреотропин | Активация эндокринных клеток щитовидной железы. | |||||||
| Адренокортикотропный гормон (АКТГ) | Активация эндокринных клеток коры надпочечников. | ||||||||
| Фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), фоллитропин | Активация эндокринных клеток коры половых желез (гонадотропин, влияет у женщин на яичники, у мужчин на яички). У женщин: стимуляция роста фолликулов (образования яйцеклетки), секреции эстрогенов и овуляции. У мужчин: стимуляция сперматогенеза, секреции тестостерона | ||||||||
| Лютеинизирующий гормон, лютропин (ЛГ) | Развитие и созревание половых клеток, секреция половых гормонов. | ||||||||
| Соматотропин (СТГ) | Стимуляция синтеза белка клетками (анаболический эффект). Рост костей, мышц, органов. Увеличение относительного содержания в организме белка и воды, снижение жиров. | ||||||||
| Меланоцитостимулирующий гормон (МСГ), меланотропин | Синтез меланина, распределение гранул пигмента в коже, радужке, сетчатке. Повышение возбудимости скелетных мышц и нервов, учащение сердцебиений и другие стимулирующие вегетативные эффекты, изменение психоэмоционального состояния (страх, беспокойство) | ||||||||
| Лактотропин (пролактин) (ЛТГ) | У женщин: рост молочных желез и секреция молока, поддержание активности желтого тела (при беременности), торможение синтеза гонадотропного гормона. У мужчин: стимуляция роста предстательной железы и яичек. | ||||||||
| • нейрогипофиз (гормоны синтезируются нейросекреторными клетками гипоталамуса) | Окситоцин | Стимуляция сокращений беременной матки. Сокращение гладкомышечных клеток молочных желез, выделение молока. Усиление тонуса гладких мышц желудочно-кишечного тракта. Изменение поведения: повышает дружелюбность, отвечает за родственные чувства. | |||||||
| Антидиуретический гормон (АДГ), вазопрессин | Реабсорбция (обратное всасывание) воды в почечных канальцах (антидиуретическое действие). Сосудосуживающее действие (повышение кровяного давления). | ||||||||
|
Эпифиз
| Мелатонин | Повышение концентрации пигмента в меланоцитах. Регуляция суточного ритма: фаза сна. Регуляция поведения: снижение активности, работоспособности, подавление гормона лептина (повышение аппетита). Подавление репродуктивной функции (сезонность размножения). Антистрессорный эффект (тормозит синтез кортикотропина). Антиоксидант (замедляет старение, противоопухолевый эффект). Иммуностимулятор, улучшает регенерацию тканей. Яркий свет тормозит секрецию мелатонина. | |||||||
| Серотонин | Регуляция суточного ритма: фаза бодрствования. Регуляция поведения: повышение активности, работоспособности, улучшение настроения и двигательной активности (психоактивное вещество, основной компонент ЛСД и антидепрессантов). Снижение болевой чувствительности. Стимуляция моторики желудочно-кишечного тракта. Стимуляция гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы (реализация адаптационных процессов). Яркий свет повышает секрецию серотонина. | ||||||||
|
Щитовидная железа
| Тироксин (Т4) (тетрайодтиронин), трийодтиронин (Т3) | Обеспечение роста, умственного и физического развития. Стимуляция энергетического обмена, поглощения кислорода, синтеза белка и окислительного катаболизма жиров и углеводов. Повышение чувствительности клеток к катехоламинам (стрессорный эффект). Повышение возбудимости ЦНС. | |||||||
|
Околощитовидные | Паратгормон | Регуляция метаболизма кальция и фосфора: стимулирует поступление кальция и фосфора из костной ткани в кровь (гиперкальциемический фактор), усиливает реабсорбцию (обратное всасывание) кальция в почках и его всасывание в кишечнике. | |||||||
|
Поджелудочная железа | |||||||||
| Инсулин | Регуляция обмена углеводов: снижение концентрации глюкозы в крови за счет активация гликолиза (утилизации глюкозы клетками), накопление глюкозы из печени и мышцах в виде гликогена (гликогенез) и подавление выброса глюкозы из печени в кровь. Стимуляция синтеза белка (анаболический эффект), подавление липолиза (утилизации жиров клетками) и усиление образования жиров (липогенез). | |||||||
| Глюкагон | Регуляция обмена углеводов: стимуляция гликогенолиза (расщепления гликогена) и липолиза (расщепления жиров) в печени. Катаболический эффект. | |||||||
|
Надпочечники | |||||||||
| • корковое вещество | Кортизол (гидрокортизон), глюкокортикоид | Результат активации гипоталамо-гипофизарно-надпочечникового компонента стрессорной реакции. Катаболическое действие: усиление обмена углеводов, белков, жиров, гликонеогенез (образование глюкозы из неуглеводных веществ - аминокислот, глицерина), липолиз. Стимуляция эритропоэза (образования эритроцитов). Стимуляция иммунной системы: противовоспалительное действие, повышение устойчивости к инфекциям. | |||||||
| Альдостерон, минералокортикоид | Регуляция минерального обмена и водно-солевого равновесия, увеличение активного транспорта натрия через клеточные мембраны, повышение реабсорбции натрия и воды (задерживает в организме Na+ и воду), усиливает выведение калия и аммония. Аналогичное влияние на клетки потовых, слюнных и кишечных желез. Результат активации ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, обеспечивающей экстренное повышение кровяного давления. Участие в адаптации организма к повышенной температуре окружающей среды. | ||||||||
| Андрогены, эстрогены | См. гормоны половых желез | ||||||||
| • мозговое вещество
| Адреналин, норадреналин | Стимуляция всех видов обмена веществ: усиление гликогенолиза, гликонеогенеза, липолиза; термогенное действие. Участие в реакциях стресса: учащение, усиление сокращений сердца и сужение кровеносных сосудов (увеличение доставки кислорода и питательных веществ органам), увеличение кровоснабжения мышц, сердца и мозга); учащение и усиление дыхания и расширение бронхов (увеличение вентиляции легких); расширение зрачков (ориентировочная реакция); сужение сосудов кожи (защита от кровопотерь). Повышение возбудимости ЦНС, чувства тревоги. | |||||||
|
Яички | Андрогены: тестостерон, андростерон, андростендион | Половая дифференцировка эмбриона по мужскому типу, развитие мужских половых органов и вторичных половых признаков, сперматогенез, мужское половое поведение и агрессивность. Мощное анаболическое действие (стимулирует синтез белка). В частности, под влиянием тестостерона увеличивается мышечная масса, плотность и масса костной ткани. В результате стимуляции синтеза эритропоэтина увеличивается содержание Hb и гематокрит, а увеличение синтеза липазы печени в крови приводит к уменьшению в крови уровня липопротеинов высокой плотности и увеличению содержания липопротеинов низкой плотности. Другими словами, тестостерон имеет выраженный атерогенный эффект, т.е. способствует развитию атеросклероза (в том числе венечных сосудов). | |||||||
|
Яичники | Эстрогены: эстрадиол, эстрон, эстриол | Половая дифференцировка эмбриона, развитие женских половых органов и вторичных половых признаков, половое поведение по женскому типу. Обеспечение пролиферации слизистой оболочки матки (восстановление после менструального кровотечения). Анаболическое действие, особенно в период полового созревания. | |||||||
| Прогестерон | Подготовка слизистой оболочки матки к имплантации зародыша. Блокирует действие эстрогенов на матку, обеспечивая сохранение беременности. Торможение секреции пролактина. Катаболическое действие. |
Телекринное (дистантное) действие оказывают БАВ, которые приносятся к клеткам-мишеням с током крови. Дистантным действием обладают все традиционные (классические) гормоны желез внутренней секреции (эндокринное действие - инсулин, тироксин), а также биологически активные вещества, выделяемые нервными клетками (нейронное - адреналин, ацетилхолин; и нейроэндокринное воздействия - окситоцин, вазопрессин) (см. рисунок).
Таблица 3
Почки
Нейроны ЦНС
Печень
Желудок
Тонкая кишка
Хромаффинные клетки
В мозговом веществе надпочечников, в вегетативных ганглиях симпатической и парасимпатической нервной системы, частично в стенках магистральных сосудов рассеяны клетки, составляющие хромаффинную ткань. По происхождению и функционально хромаффинные клетки связаны с симпатической нервной системой и вместе составляют симпатоадреналовую систему быстрого реагирования. Хромаффинные клетки вырабатывают норадреналин, адреналин и ряд регуляторных пептидов.
3.5. Динамика образования и действия гормонов
Ритмы секреции
Гормоны поступают во внутреннюю среду с определенным биоритмом и организуют ритмы физиологических функций в цикле сон—бодрствование, в процессах роста и развития, в условиях жизни и труда человека в различной социальной и природно-климатической среде. Гормоны обеспечивают временную регуляцию физиологических функций и сами являются маркерами ритмов физиологических функций, синхронизируют суточные ритмы метаболических процессов и осуществляют настройку гормонально зависимых физиологических процессов к факторам внешней среды.
Секреторный гормональный цикл подвержен ритмическим изменениям, в которых выделяют максимумы и минимумы активности.
Экзогенные ритмы секреции – это ритмы гормональной активности, формируемые под влиянием внешних синхронизаторов (смена света и темноты, прием пищи, метеорологические факторы – температура, инсоляция, атмосферное давление, для человека — различные социальные факторы).
Эндогенные ритмы – это ритмы, не зависящие от действия внешних синхронизаторов, сформировались в связи с циклическими явлениями в природе: суточными, лунными, сезонными, годичными и др. Так, например, эпифиз вырабатывает ночью гормон мелатонин, а днем — серотонин. Даже в культуре ткани живые клетки эпифиза — пинеалоциты сохраняют суточную ритмичность секреции гормонов. Известно, что эпифиз определяет ритмы половых циклов, сна и бодрствования, суточные колебания температуры тела.
Взаимодействие экзогенных и эндогенных ритмов, их динамическая синхронизация обеспечивают нормальную жизнедеятельность.
Роль гипоталамуса. Главная роль в реализации циркадианных ритмов гипофизарных, половых и других гормонов принадлежит гипоталамусу, особенно его супрахиазматическим ядрам (расположены рядом со зрительным перекрестом - хиазмой).
Последовательность активации гормональных и физиологических функций в 3-фазном суточном цикле человека представлена в табл. 4.
Таблица 4
Скорость секреции гормонов
Гормоны секретируются с относительно небольшой скоростью — от 2-10-6 до 0,4-10-2 г/сут.
Скорость секреции определяется рядом факторов:
- природа синтезируемого гормона
- период онтогенеза — различается в детстве, периодах полового созревания, детородном, в менопаузе, старости
- функциональное состояние организма, в частности физической и умственной активностью, наличием стресса, менструальным циклом, беременностью, лактацией, определенными мотивациями (голод и насыщение) и др.,
- индивидуально-типологические особенности - пол, конституциональные особенности
Таблица 5
Регуляция секреции гормонов
Регуляция функций желез внутренней секреции осуществляется несколькими взаимосвязанными механизмами: внутриклеточным, гуморальным и нервным.
Внутриклеточная регуляция реализуется с помощью рецепторов гормонов, G-белков, циклических нуклеотидов, ферментов, Ca2+ и других вторых посредников синтеза и секреции гормонов, наконец, с участием генома. Гены задают тип синтезируемого в клетке гормона, тогда как другие гормоны являются регуляторами генов.
Гуморальные факторы регуляции – это действие метаболитов и гормонов.
Непосредственное регулирующее действие на железы внутренней секреции оказывают некоторые негормональные метаболиты — глюкоза, свободные жирные кислоты, аминокислоты, монооксид азота, а также некоторые ионы (НСОз-, Н+, Na+, Ca2+, K+ и др.).
При этом регулирующий метаболит может действовать как стимулятор функций железы, если гормон этой железы снижает концентрацию данного метаболита. Однако регулирующий метаболит может действовать и как ингибитор функции железы, если ее гормон увеличивает концентрацию данного метаболита.
Гормональная регуляция проявляется во взаимодействиях некоторых гормонов между собой (см. выше).
Нервная регуляцияпредставлена сложной совокупностью центральных механизмов, среди которых главная роль принадлежит гипоталамо-гипофизарной системе (подробнее – см. в разделе «Частная физиология нервной системы»).
Вегетативная нервная система оказывает как прямое, так и опосредованное действие на секреторную активность желез внутренней секреции через изменение кровотока и активности миоэпителиальных клеток, окружающих железы.
Рефлекторные реакции желез внутренней секреции возникают в ответ на возбуждение рецепторов сердца, сосудов, желудочно-кишечного тракта, печени, желчного пузыря, поджелудочной железы, почек и других внутренних органов, а также рецепторов самих желез внутренней секреции. В последнем случае чувствительные нервы желез внутренней секреции передают в ЦНС информацию об уровне их функциональной активности.
Способностью прямо преобразовывать симпатические нервные импульсы в гуморальные факторы регуляции обладают: хромаффинные клетки мозгового вещества надпочечников; гипоталамические нейросекреторные клетки; эпифиз; панкреатические островки; юкстагломерулярные клетки.
Функции парасимпатических нервных волокон, проникающих в щитовидную, паращитовидные, половые железы и надпочечники, до сих пор не ясны.
ГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ ОРГАНИЗМА
1. Понятие гуморальной регуляции
2. Местная гуморальная саморегуляция
3. Гормональная регуляция
3.1. Функции гормонов
3.2. Общие свойства гормонов
3.3. Химическая классификация гормонов
3.4. Источники гормонов
3.4.1. Железы внутренней секреции
3.4.2. Одиночные гормонпродуцирующие клетки
3.4.3. Хромаффинные клетки
3.5. Динамика образования и действия гормонов
3.5.1. Ритмы секреции
3.5.2. Скорость секреции гормонов
3.5.3. Формы переноса гормонов кровью
3.5.4. Механизмы действия гормонов на клетки
3.5.5. Продолжительность жизни гормонов
3.6. Регуляция секреции гормонов
