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 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.

По функциям нервная система подразделяется на соматичес­кую и вегетативную. Соматическая нервная система иннервирует поперечнополосатые мышцы и обеспечивает движение животно­го, поэтому называется также анимальной («животной») или дви­гательной нервной системой. Вегетативная нервная система ин­нервирует внутренние органы и регулирует системы органов пи­щеварения, кровообращения, дыхания, выделения, размножения и обмен веществ. Эти функции имеются и у растений, а слово «ве­гетативный» означает «растительный».

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:

^1А 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.