У рефлекторной реакции может быть гормональное звено, что

характерно для регуляции функций внутренних органов - веге­тативных функций в отличие от соматических функций, рефлек­торная регуляция которых осуществляется только нервным пу­тем (деятельность опорно-двигательного аппарата). Гормональ­ное звено включается за счет дополнительной выработки биоло­гически активных веществ. Например, при действии на экстерорецепторы сильных раздражителей (холод, жара, болевой раз­дражитель) возникает мощный поток афферентных импульсов, поступающих в ЦНС, при этом в кровь выбрасывается дополни­тельное количество адреналина мозговым слоем надпочечников и гормонов коры надпочечников, играющих адаптивную (за­щитную) роль.

А. Понятия. Гормоны - биологически активные вещества, вы­рабатываемые эндокринными железами или специализирован­ными клетками, находящимися в различных органах (например, в поджелудочной железе, пищеварительном тракте).

По месту действия на органы-мишени или на другие эндок­ринные железы гормоны делят на две группы:

1. Эффекторные гормоны, действующие на клетки-эффек­торы (например, инсулин, регулирующий обмен веществ в орга­низме, повышает синтез гликогена в клетках печени, увеличивает транспорт глюкозы и других веществ через клеточную мембрану, повышает интенсивность синтеза белка).

2. Тропные гормоны, действующие на другие эндокринные железы и регулирующие их функции (например, адренокортикотропный гормон гипофиза - АКТГ регулирует выработку гормо­нов корой надпочечников).

Б. Виды влияния гормонов. Гормоны оказывают два вида влияния на органы, ткани и системы организма: функцио­нальное (играют весьма важную роль в регуляции функций организма) и морфогенетическое - обеспечивают морфо­генез (рост, физическое, половое и умственное развитие. Напри­мер, при недостатке тироксина страдает развитие ЦНС, следова­тельно, и умственное развитие).

1. Функциональное влияние гормонов бывает трех видов: пуско­вое, модулирующее и пермиссивное.

1)Пусковое влияние - это способность гормона запус­кать деятельность эффектора. Например, адреналин запускает распад гликогена в печени и выход глюкозы в кровь; вазопрессин (антидиуретический гормон - АДГ) включает реабсорбцию воды из собирательных трубок нефрона в интерстнций почки.

2) Модулирующее влияние гормона - изменение интенсивно­сти протекания биохимических процессов в органах и тканях. Например, активация окислительных процессов тироксином, которые могут происходить и без него; стимуляция деятельно­сти сердца адреналином, которая возможна и без адреналина. Модулирующим влиянием гормонов является также изменение чувствительности ткани к действию других гормонов. Напри­мер, фолликулин усиливает действие прогестерона на слизистую оболочку матки, тиреоидные гормоны усиливают эффекты катехоламинов.

3) Пермиссивное влияние гормонов - способность од­ного гормона обеспечивать реализацию эффекта другого гормо­на. Например, инсулин необходим для проявления действия соматотропного гормона, фоллитропин необходим для реализации эффекта лютропина.

2. Морфогенетическое влияние гормонов (рост, физическое и половое развитие) подробно изучается другими дисциплинами (гистология, биохимия) и лишь частично - в курсе физиологии. Оба вида влияния гормонов (морфогеиетическое и функцио­нальное) реализуются с помощью метаболических процессов, запускаемых посредством клеточных ферментных систем.

В. Механизм действия гормонов. Если клеточная мембрана не­проницаема для гормона, то эффекторные рецепторы расположе­ны на ее поверхности (белково-полипептидные и аминокислотные гормоны гипоталамуса, гипофиза, поджелудочной железы, мозго­вого слоя надпочечников водорастворимы, но не растворимы в липидах). Если клеточная мембрана проницаема для гормона, то эффекторные рецепторы для этих гормонов расположены в ос­новном в цитоплазме (стероидные гормоны - кортикоиды и поло­вые гормоны растворимы в липидах). Гормоны щитовидной же­лезы могут проникать в клетку только в комплексе со специаль­ным белком плазмы крови, посредством эндоцитоза. Их рецепторы расположены как на поверхности клеточной мембра­ны, так и в цитоплазме.

Гормонрецепторный комплекс белково-пептидных гормонов и производных аминокислот активирует мембранные ферменты, что ведет к образованию вторых посредников, реализующих свое дей-

ствие в цитоплазме и ядре клетки. Ими являются: I) аденилатциклаза - циклический аденозинмонфосфат (цАМФ); 2) гуанилатциклаза - циклический гуанозинмонофосфат (цГМФ); 3) фосфолипаза С - инозитолтрифосфат (ИФз): 4) ионизированный кальций - кальмодулин (белок немышечных клеток) или тропонин С - в мышечных клетках. Гормонрецепторный комплекс стероидных гормонов и гормонов щитовидной железы, прони­кающих в клетку, соединяется в клетке с эффекторным рецеп­тором - белком. Этот комплекс поступает в клеточное ядро, где происходит соединение с ядерным рецептором, после чего реализуется влияние данного гормона на клетку. Часть эффек­тов стероидных гормонов, как и гормонов щитовидной желе­зы, реализуется посредством рецепторов, расположенных на клеточной мембране и вторых посредников, как и у белково-пептидных гормонов.

Действие гормонов прекращается с помощью тканевых фер­ментов и ферментов самих эндокринных желез, печени, почек. Многие продукты расщепления гормонов также активны и вы­зывают иногда сходные эффекты. Продукты распада гормонов выводятся главным образом почками, а также слюнными и по­товыми железами, железами пищеварительного тракта и с желчью.

Г. Регуляция выработки гормонов осуществляется непосред­ственно нервной системой, но главным образом с помощью гормонов гипофиза, функция которого регулируется в свою очередь гормонами гипоталамуса - нейрогормонами (схема 1.1). Для некоторых эндокринных желез основным механизмом ре­гуляции является местная саморегуляция. Так, секреция инсу­лина и глюкагона панкреатическими островками (островки Лангерганса) регулируется уровнем глюкозы в крови. Если концентрация глюкозы в крови высокая, то по принципу об­ратной отрицательной связи стимулируется выработка инсу­лина, который снижает концентрацию глюкозы в крови с по­мощью увеличения утилизации ее клетками организма и уве­личения отложения в виде гликогена в клетках печени, в результате чего снижается (нормализуется) концентрация глю­козы в крови. В случае снижения концентрации глюкозы в крови выработка инсулина уменьшается, выработка глюкагона клетками островков Лангерганса возрастает (глюкагон увели­чивает преобразование гликогена печени в глюкозу и выход ее в кровь). Секреция кальцийрегулирующих гормонов (парати-рина и кальцитонина) также регулируется по принципу обрат­ной отрицательной связи - за счет концентрации кальция в крови.

Схема 1.1. Механизм гипоталамо-гипофизарных взаимодействий в регуляции выработки гормонов. АКТГ - адренокортикотропный гормон (кортикотропин), ТТГ - тнреотропный гормон (тиреотропин), ФС Г - фолликулостимулирующий гормон (фоллитропин), ЛГ-лютеинизирукшшй гормон (люгропин), АДГ - аптидиурстический гормон. Примечание. Сплошные стрелки - стимулирующее влияние, пунктир­ные - угнетающее. 1.3. РЕГУЛЯЦИЯ С ПОМОЩЬЮ МЕТАБОЛИТОВ И ТКАНЕВЫХ ГОРМОНОВ. МИОГЕННЫЙ МЕХАНИЗМ РЕГУЛЯЦИИ А. Метаболиты - продукты, образующиеся в организме в процессе обмена веществ как результат различных биохимических реакций. Это аминокислоты, нуклеотиды, коферменты, угольная, молочная, пировиноградная, адениловая кислоты, ионный сдвиг, что сопро­вождается изменением рН.

Регуляция с помощью метаболитов на ранних этапах филогенеза была единственной.Метаболиты одной клетки непосредственно влияли на другую - соседнюю - клетку или группу клеток, которые в свою очередь таким же способом действо­вали на следующие клетки (контактная регуляция). С появлением гемолимфы и сосудистой системы метаболиты с движущейся гемо­лимфой стали передвигаться к другим клеткам организма, даже расположенным на большом расстоянии, причем процесс стал осу­ществляться быстрее. Затем появилась нервная система как регули­рующая система, а еще позже - эндокринные железы. Метаболиты действуют в основном местно, но могут влиять и на другие органы и ткани, на активность нервных центров. Например, накопление угольной кислоты в крови ведет к возбуждению дыхательного цен­тра и усилению дыхания. Примером местной гуморальной регуля­ции может служить гиперемия интенсивно работающей скелетной мышцы: накапливающиеся метаболиты обеспечивают расширение кровеносных сосудов, что увеличивает доставку кислорода и питательных веществ к мышце. Подобные регуляторные влия­ния метаболитов происходят и в других активно работающих органах и тканях организма.

Б. Тканевые гормоны: биогенные амины (гистамин, серотонин), простагландины и кинины. Они занимают промежуточное положе­ние между гормонами и метаболитами как гуморальными вещест­вами регуляции. Эти вещества свое регулирующее влияние оказы­вают на клетки тканей посредством изменения их биофизических свойств (проницаемость мембран, их возбудимость), интенсивности обменных процессов, чувствительности клеточных рецепторов, об­разования вторых посредников. В результате влияния тканевых гормонов меняется чувствительность клеток к нервным и гумо­ральным влияниям. Поэтому тканевые гормоны называют модуля­торами регуляторных сигналов - они оказывают модулирующее влияние. Тканевые гормоны образуются неспециализированными клетками, но действуют посредством специализированных клеточ­ных рецепторов: например, для гистамина обнаружено два вида рецепторов - Н] и Н₂. Известно, что тканевые гормоны влияют напроницаемость клеточных мембран: они регулируют поступление в клетку и выход из нее различных веществ и ионов, определяющих мембранный потенциал, а значит, и ПД.

В. Многснный механизм регуляции. С развитием мышечной системы в процессе эволюции миогенный механизм регуляции функций постепенно становится все более заметным. Организм человека по своей массе примерно на 50% состоит из мышц. Это скелетная мускулатура (40% от массы тела), мышца сердца, глад­кие мышцы кровеносных и лимфатических сосудов, стенки пище­варительного тракта, желчного и мочевого пузырей и других внутренних органов. Сущность миогенного механизма регуляции состоит в том, что предварительное умеренное растяжение ске­летной или сердечной мышцы увеличивает силу их сокращений. Сократительная активность гладкой мышцы также зависит от степени наполнения полого мышечного органа, а значит, и его растяжения. При увеличении наполнения органа тонус гладкой мышцы сначала возрастает, а затем возвращается к исходному уровню (пластичность гладкой мышцы), что обеспечивает регуля­цию тонуса сосудов и наполнение внутренних полых органов без существенного повышения давления в них (до определенной вели­чины). Кроме того, большинство гладких мышц обладает автома-тией, они постоянно находятся в некоторой степени сокращения под влиянием импульсов, возникающих в них самих (например, мышцы кишечника, кровеносных сосудов). Импульсы, поступаю­щие к ним по вегетативным нервам, оказывают модулирующее влияние - увеличивают или уменьшают тонус гладких мышечных волокон.

ЕДИНСТВО И ОСОБЕННОСТИ