Современный представления о строении биологических мембран.

СОВРЕМЕННЫЙ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СТРОЕНИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ МЕМБРАН.

Согласно современным представлениям, биологические мембраны образуют наружную оболочку всех животных клеток и формируют многочисленные внутриклеточные органеллы.

МЕМБРАНЫ БИОЛОГИЧЕСКИЕ - функционально активные поверхностные структуры толщиной в несколько молекулярных слоев, ограничивающие цитоплазму и большинство органелл клетки, а также образующие единую внутриклеточную систему канальцев, складок, замкнутых областей.

Биологические мембраны имеются во всех клетках. Мембранные структуры клетки представлены поверхностной (клеточной, или плазматической) и внутриклеточными (субклеточными) мембранами. Название внутриклеточных (субклеточных) мембран обычно зависит от названия ограничиваемых или образуемых ими структур. Так, различают митохондриальные, ядерные, лизосомные мембраны, мембраны пластинчатого комплекса аппарата Гольджи, эндоплазматического ретикулума, саркоплазматического ретикулума и др. Толщина биологических мембран — 7—10 нм, но их общая площадь очень велика.

Одним из важных свойств живых клеток является их электрическая возбудимость, т.е. способность возбуждаться в ответ на действие электрического тока. Высокая чувствительность возбудимых тканей к действию слабого электрического тока впервые была продемонстрирована Гальвани в опытах на нервно-мышечном препарате задних лапок лягушки.

Электрические явления, которые возникают в возбудимых тканях, обусловлены электрическими свойствами клеточных мембран.

Наиболее характерным структурным признаком является то, что мембраны всегда образуют замкнутые пространства, и такая микроструктурная организация мембран позволяет им выполнять важнейшие функции.

СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ КЛЕТОЧНЫХ МЕМБРАН.

1. БАРЬЕРНАЯ функция выражается в том, что мембрана при помощи соответствующих механизмов участвует в создании концентрационных градиентов, препятствуя свободной диффузии. К ним относятся механизмы создания потенциала покоя, генерация потенциала действия.

2. РЕГУЛЯТОРНАЯ функция клеточной мембраны заключается в тонкой регуляции внутриклеточного содержимого и внутриклеточных реакций за счет рецепции внеклеточных биологически активных веществ, что приводит к изменению активности ферментных систем мембраны.

3.ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ВНЕШНИХ СТИМУЛОВ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИГНАЛЫ (В РЕЦЕПТОРАХ).

4.МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ мембран определяются двумя факторами: во-первых, связью большого числа ферментов с мембранами, во-вторых, способностью мембран физически разделять клетку на отдельные отсеки, отграничивая друг от друга метаболические процессы, протекающие в них. Метаболические системы не остаются при этом полностью изолированными.

5.МЕЖКЛЕТОЧНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ. Определяют взаимодействие клетки с окружающей средой и формирование многоклеточного организма как единого целого. Молекулярно-мембранные аспекты межклеточных взаимодействий касаются прежде всего иммунных реакций, гормонального контроля роста и метаболизма, закономерностей эмбрионального развития.

ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ показал, что мембраны в основном состоят из липидов и белков, и углеводов, количество которых неодинаково у разных типов клеток. В настоящее время можно говорить о нескольких видах моделей клеточной мембраны, среди которых наибольшее распространение получила жидкостно-мозаичная модель.

Согласно этой модели, мембрана представлена бислоем фосфолипидных молекул, ориентированных таким образом, что гидрофобные (не взаимодействуют с водой) концы молекул находятся внутри бислоя, а гидрофильные направлены в водную фазу. Такая структура идеально подходит для образования раздела двух фаз: вне- и внутриклеточной.

В фосфолипидном бислое находятся белки. Эти белки выполняют различные функции, в том числе рецепторную, ферментативную, являются переносчиками ионов и молекул.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕМБРАН. Особая морфология клеточных мембран определяет их электрические характеристики, среди которых наиболее важными являются емкость и проводимость.

Через фосфолипидный бислой могут диффундировать различные вещества, причем степень проницаемости, т. е. способность клеточной мембраны пропускать эти вещества, зависит от разности концентраций диффундирующего вещества по обе стороны мембраны, его растворимости в липидах и свойств клеточной мембраны. Увеличение проводимости свидетельствует об увеличении количества ионов, проходящих через мембрану.

ВОЗБУДИМЫЕ ТКАНИ И ИХ ОБЩИЕ СВОЙСТВА.

ВОЗБУДИМЫЕ ТКАНИ - это нервная, мышечная структуры, которые способны спонтанно или в ответ на действие раздражителя возбуждаться.

ВОЗБУДИМОСТЬ – способность живой ткани отвечать на действие сильного, быстрого и длительно действующего раздражителя изменением физиологических свойств и возникновением процесса возбуждения. ВОЗБУЖДЕНИЕ - это генерация ПД + распространение ПД + ответ ткани, например, сокращение, выделение секрет.

Мерой возбудимости является порог раздражения. ПОРОГ РАЗДРАЖЕНИЯ – это та минимальная сила раздражителя, которая впервые вызывает видимые ответные реакции. Так как порог раздражения характеризует и возбудимость, он может быть назван и порогом возбудимости. Раздражение меньшей интенсивности, не вызывающее ответные реакции, называют подпороговым.

РАЗДРАЖИМОСТЬ, т. е. способность ткани изменять свои физиологические свойства и проявлять функциональные отправления в ответ на действие раздражителей.

РАЗДРАЖИТЕЛИ – это факторы внешней или внутренней среды, действующие на возбудимые структуры.

2. ПРОВОДИМОСТЬ - способность проводить возбуждение, т.е. проводить ПД

3. СОКРАТИМОСТЬ - способность развивать силу или напряжение при возбуждении

4. ЛАБИЛЬНОСТЬ - или функциональная подвижность - способность ткани воспроизводить определенное число волн возбуждения в единицу времени в точном соответствии с ритмом наносимых раздражений. Это свойство характеризует скорость возникновения возбуждения.

5. СПОСОБНОСТЬ ВЫДЕЛЯТЬ СЕКРЕТ (секреторная активность), медиатор

6. РЕФРАКТЕРНОСТЬ – временное снижение возбудимости одновременно с возникшим в ткани возбуждением. Рефрактерность бывает абсолютной (нет ответа ни на какой раздражитель) и относительной (возбудимость восстанавливается, и ткань отвечает на подпороговый или сверхпороговый раздражитель);

СООТНОШЕНИЕ ФАЗ ПОТЕНЦИАЛА.

Когда ткань возбуждается - генерирует ПД, то временно (соответственно с длительностью ПД) в ней меняется возбудимость: вначале ткань становится совершенно невозбудимой (абсолютная рефрактерность) - любой по силе стимул не способен вызвать в ней новый приступ возбуждения. Эта фаза обычно наблюдается во время пика ПД. Затем происходит постепенное восстановление возбудимости до исходного состояния (фаза относительной рефрактерности) - в этот момент раздражитель может вызвать возбуждение (генерацию нового ПД), но для этого он должен быть намного больше порогового (исходного). Затем (в фазу следовой негативности) возбудимость повышается (супервозбудимость, или фаза экзальтации). В этот момент подпороговые раздражители могут вызывать возбуждение. Наконец, в тканях, в которых ярко проявляется следовая гиперполяризация, наблюдается еще одна фаза - субнормальной возбудимости (сниженной возбудимости).

МЕХАНИЗМЫ СОКРАЩЕНИЯ МЫШЦ.

Скелетная мышца представляет собой сложную систему, преобразующую химическую энергию в механическую работу и тепло. Мышечное волокно является многоядерной структурой, окруженной мембраной и содержащей специализированный сократительный аппарат — миофибриллы. Кроме этого, важнейшими компонентами мышечного волокна являются митохондрии, системы продольных трубочек — саркоплазматическая сеть (ретикулум) и система поперечных трубочек — Т-система.

Сократительные белков миофибриллы состоят из актина и миозина. Актины представлены двойной нитью, закрученной в двойную спираль. В спирали располагаются молекулы белка тропомиозина и тропонина. Тропонин и тропомиозин играют важную роль в механизмах взаимодействия актина и миозина.

В процессе сокращения мышечного волокна в нем происходят следующие преобразования:

Передача возбуждения с двигательного нейрона на мышечное волокно происходит с помощью медиатора, возникает ПД. Таким образом, генерация ПД является первым этапом мышечного сокращения.

Вторым этапом является распространение ПД внутрь мышечного волокна по поперечной системе трубочек, которая служит связующим звеном между поверхностной мембраной и сократительным аппаратом мышечного волокна. Электрическая стимуляция места контакта приводит к активации ферментов. Таким образом, на первых этапах происходит преобразование электрического сигнала ПД в химический — повышение внутриклеточной концентрации Са₂+, т. е. электрохимическое преобразование.

Участие ионов Са₂+ в механизме взаимодействия актина и миозина опосредовано через тропонин и тропомиозин. Таким образом, четвертым этапом электромеханического сопряжения является взаимодействие кальция с тропонином.

Сократительная способность скелетной мышцы характеризуется силой сокращения, которую развивает мышца, длиной укорочения, степенью напряжения мышечного волокна, скоростью укорочения и развития напряжения, скоростью расслабления.

СОЗНАНИЕ. МЫШЛЕНИЕ.

СОЗНАНИЕ

Сознание - высшая форма отражения реальной действительности, представляющая собой совокупность психических процессов:

- позволяющих человеку ориентироваться в окружающем мире, времени, собственной личности;

- обеспечивающих преемственность опыта, единства и многообразия поведения.

Сознание есть способность мыслить, рассуждать и определять свое отношение к действительности. Физиологической предпосылкой сознания является бодрствование. Во время бодрствования активность высших центров усиливается и их порог возбуждения снижается. Неосознаваемые процессы обработки информации, о влиянии которых субъект не отдает себе отчета, принято относить к категории бессознательного.

Процесс сознания как заключительный этап процесса познания представляет собой сложный многоэтапный процесс восприятия, переработки и создания новой информации.

Сознание человека — способность отделения себя («я») от других людей и окружающей среды («не я»), адекватного отражения действительности. Сознание базируется на коммуникации между людьми, развивается по мере приобретения индивидуального жизненного опыта и связано с речью (языком). На базе потребностей, как биологических, так и социальных и идеальных, формируются подсознание (автоматизированные, неосознаваемые навыки и формы поведения), сознание (знания, передаваемые другим индивидуумам), сверхсознание (творческая активность, интуитивное поведение).

Различия между осознанными и неосознаваемыми реакциями (протекающими на уровне подсознания) заключаются в степени глобальности активации мозга и зависят от количества вовлеченных в реакцию структур мозга.

Реакции, включая и поведенческие, реализуемые на уровне подсознания, носят автоматизированный характер, обеспечиваются активацией минимумом активированных нервных клеток сравнительно небольших участков мозга. Общебиологическая роль подсознательной обработки информации заключается в первичной фильтрации огромного количества входной информации: на уровне подсознания. Пока человек здоров, нет необходимости переводить интероцептивную информацию в сферу сознательной деятельности. Поэтому человек «ощущает», «воспринимает» свои внутренние органы лишь в случае формирования в них некоторого патологического процесса; в состоянии нормы для физиологической регуляции внутренних органов достаточно и уровня автоматизированных подсознательных рефлекторных реакций. Подключение сознания обычно достигается активацией большого количества корковых структур, вызываемой возбуждением ретикулярной формации мозгового ствола.

Таким образом, сознание является результатом процессов, происходящих в определенных, но достаточно обширных областях мозга (кора большого мозга, таламо-кортикальные структуры, лимбическая система, ретикулярная формация ствола мозга).

МЫШЛЕНИЕ

МЫШЛЕНИЕ - В ФИЗИОЛОГИИ - сложный вид мозговой деятельности, основанный на физиологических процессах, связанных с распространением нервных импульсов по определенным нейронным путям в мозгу и проявляющийся в способности человека быстро адаптироваться к меняющимся условиям среды.

МЫШЛЕНИЕ — высшая ступень человеческого познания, процесс отражения в мозге окружающего реального мира, основанная на двух принципиально различных психофизиологических механизмах: образования и непрерывного пополнения запаса понятий, представлений и вывода новых суждений и умозаключений. Мышление позволяет получить знание о таких объектах, свойствах и отношениях окружающего мира, которые не могут быть непосредственно восприняты при помощи первой сигнальной системы.

В основе мышления различают два процесса: превращение мысли в речь (письменную или устную) и извлечение мысли, содержания из определенной его словесной формы сообщения. МЫСЛЬ — форма сложнейшего обобщенного отражения действительности. Поэтому мысль как элемент высшей нервной деятельности представляет собой результат общественно-исторического развития индивида с выдвижением на передний план языковой формы переработки информации.

В течение жизни человек непрерывно пополняет содержание формирующихся у него понятий расширением контекстных связей используемых им слов и словосочетаний. Любой процесс обучения, как правило, связан с расширением значения старых и образованием новых понятий.

Словесная основа мыслительной деятельности во многом определяет характер развития, становления процессов мышления у ребенка, проявляется в формировании и совершенствовании нервного механизма обеспечения понятийного аппарата человека на базе использования логических законов умозаключений, рассуждений (индуктивное и дедуктивное мышление). Глубина мыслительной деятельности, определяющая умственные особенности и составляющая основу человеческого интеллекта, во многом обусловлена развитием обобщающей функции слова. В становлении обобщающей функции слова у человека различают следующие стадии, или этапы, интегративной функции мозга. На первом этапе интеграции слово замещает чувственное восприятие определенного предмета (явления, события), обозначаемого им. На этой стадии каждое слово выступает в качестве условного знака одного конкретного предмета, в слове не выражена его обобщающая функция, объединяющая все однозначные предметы этого класса.

На втором этапе слово замещает несколько чувственных образов, объединяющих однородные предметы.

На третьем этапе слово заменяет ряд чувственных образов разнородных предметов. У ребенка появляется понимание обобщающего смысла слов: например, слово «игрушка» для ребенка обозначает и куклу, и мяч, и кубик, и т. д.

Наконец, четвертый этап интегративной функции слова, характеризуемый словесными обобщениями второго-третьего порядка.

Этапы развития интегративной обобщающей функции слова как составного элемента мыслительных операций тесно связаны с этапами, периодами развития познавательных способностей.

ВЕСТИБУЛЯРНЫЙ АНАЛИЗАТОР.

Вестибулярная система играет ведущую роль в пространственной ориентировке человека. Она получает, передает и анализирует информацию об ускорениях или замедлениях, возникающих в процессе прямолинейного или вращательного движения, а также при изменении положения головы в пространстве. При равномерном движении или в условиях покоя рецепторы вестибулярной сенсорной системы не возбуждаются. Импульсы от вестибулорецепторов вызывают перераспределение тонуса скелетной мускулатуры, что обеспечивает сохранение равновесия тела. Эти влияния осуществляются рефлекторным путем через ряд отделов ЦНС.

СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ РЕЦЕПТОРОВ ВЕСТИБУЛЯРНОЙ СИСТЕМЫ. Периферическим отделом вестибулярной системы является вестибулярный аппарат, расположенный в лабиринте пирамиды височной кости. Он состоит из преддверия и трех полукружных каналов. Кроме вестибулярного аппарата, в лабиринт входит улитка, в которой располагаются слуховые рецепторы. Полукружные каналы располагаются в трех взаимно перпендикулярных плоскостях.

Вестибулярный аппарат включает в себя также два мешочка: сферический и эллиптический. Первый из них лежит ближе к улитке, а второй — к полукружным каналам. В мешочках преддверия находится скопления рецепторных клеток на возвышениях. Выступающая в полость мешочка часть рецепторной клетки оканчивается одним более длинным подвижным волоском и склеенными неподвижными волосками. Когда волоски сгибаются в одну сторону, волосковые клетки возбуждаются, а при противоположно направленном движении — тормозятся. Волокна вестибулярного нерва направляются в продолговатый мозг. Импульсы, приходящие по этим волокнам, активируют нейроны вестибулярного комплекса. Отсюда сигналы направляются во многие отделы ЦНС: спинной мозг, мозжечок, глазодвигательные ядра, кору большого мозга, ретикулярную формацию и ганглии автономной нервной системы.

ФУНКЦИИ ВЕСТИБУЛЯРНОЙ СИСТЕМЫ.

Вестибулярная система помогает организму ориентироваться в пространстве при активном и пассивном движении.

При пассивном движении корковые отделы системы запоминают направление движения, повороты и пройденное расстояние. Следует подчеркнуть, что в нормальных условиях пространственная ориентировка обеспечивается совместной деятельностью зрительной и вестибулярной систем.

СЛУХОВОЙ АНАЛИЗАТОР.

Слуховой анализатор включает в себя ухо, нервы и слуховые центры расположенные в коре головного мозга. В ухе человека различают три части: наружное, среднее и внутреннее ухо.

СЛУХОВАЯ СИСТЕМА — одна из важнейших дистантных сенсорных систем человека в связи с возникновением у него речи как средства межличностного общения. Звуковые сигналы представляют собой колебания воздуха с разной частотой и силой. Они возбуждают слуховые рецепторы, находящиеся в улитке внутреннего уха. Рецепторы активируют первые слуховые нейроны, после чего сенсорная информация передается в слуховую область коры большого мозга через ряд последовательных отделов, которых особенно много в слуховой системе.

НАРУЖНОЕ УХО. Наружный слуховой проход проводит звуковые колебания к барабанной перепонке. Барабанная перепонка, отделяющая наружное ухо от среднего уха, представляет собой тонкую перегородку, имеющую форму направленной внутрь воронки. Перепонка колеблется при действии звуковых колебаний, пришедших к ней через наружный слуховой проход.

СРЕДНЕЕ УХО. В заполненном воздухом среднем ухе находятся три косточки: молоточек, наковальня и стремечко, которые последовательно передают колебания барабанной перепонки во внутреннее ухо. Молоточек вплетен рукояткой в барабанную перепонку, другая его сторона соединена с наковальней, передающей колебания стремечку. В среднем ухе расположены две мышцы: напрягающая барабанную перепонку и стременная. Первая из них, сокращаясь, усиливает натяжение барабанной перепонки и тем самым ограничивает амплитуду ее колебаний при сильных звуках, а вторая фиксирует стремечко и тем самым ограничивает его движения.

Внутрь от среднего уха располагается образование спиралевидной формы, напоминающее улитку (орган слуха) и полукружные канальцы с двумя мешочками (орган равновесия). Эти органы находятся в плотной кости, имеющей форму пирамиды (часть височной кости). В улитке расположены слуховые клетки. Ушная раковина, наружный слуховой проход, барабанная перепонка и слуховые косточки проводят звуковые волны к этим клеткам, вызывая их раздражение. Затем слуховое раздражение, преобразованное в нервное возбуждение, по слуховому нерву идет в кору головного мозга, где происходит высший анализ звуков - возникают слуховые ощущения.

ВО ВНУТРЕННЕМ УХЕ находится улитка, содержащая слуховые рецепторы. Улитка представляет собой костный спиральный канал, образующий 2,5 витка. По всей длине, почти до самого конца улитки, костный канал разделен двумя перепонками: более тонкой — преддверной (вестибулярной) мембраной (мембрана Рейсснера) и более плотной и упругой — основной мембраной. Вестибулярная и основная мембрана разделяют костный канал улитки на три хода: верхний, средний и нижний.

Сигналы от волосковых клеток поступают в мозг по афферентных нервных волокон, входящих в состав улитковой ветви.

ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР.

ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР - совокупность нервных образований, обеспечивающих восприятие величины, формы, цвета предметов, их взаимного расположения. В зрительном анализаторе:

- периферический отдел составляют фоторецепторы (палочки и колбочки);

- проводниковый отдел - зрительные нервы;

- центральный отдел - зрительная кора затылочной доли.

СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ ГЛАЗА

ГЛАЗНИЦА

Глазное яблоко расположено в костном вместилище – глазнице, имеющей ширину и глубину около 4 см; по форме она напоминает пирамиду из четырех граней и имеет четыре стенки. Глазное яблоко расположено в переднем отделе глазницы, отделенном от заднего отдела соединительной перепонкой. В заднем отделе ее расположены зрительный нерв, мышцы, сосуды, клетчатка.

ГЛАЗОДВИГАТЕЛЬНЫЕ МЫШЦЫ.

В движение глазное яблоко приводят четыре прямые (верхняя, нижняя, медиальная и латеральная) и две косые (верхняя и нижняя) мышцы

Медиальная прямая мышца (отводящая) поворачивает глаз кнаружи, латеральная – кнутри, верхняя прямая осуществляет движение кверху и кнутри, верхняя косая – книзу и кнаружи и нижняя косая – кверху и кнаружи. Движения глаз обеспечиваются за счет иннервации (возбуждения) этих мышц глазодвигательным, блоковидным и отводящими нервами.

ОБОЛОЧКИ, ИХ СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ

ГЛАЗНОЕ ЯБЛОКО имеет не совсем правильную шаровидную форму. Оно состоит из трех оболочек: наружняя (фиброзная) капсула, состоящая из роговицы и склеры; средняя (сосудистая) оболочка; внутренняя (сетчатая оболочка, или сетчатка). Оболочки окружают внутренние полости (камеры), заполненные прозрачной водянистой влагой (внутриглазной жидкостью), и внутренние прозрачные преломляющие среды (хрусталик и стекловидное тело).

глазу, она состоит из трех отделов: радужки, ресничного (цилиарного) тела и собственно сосудистой оболочки.

СЕТЧАТКА является тонкой прозрачной оболочкой, прилегающей к сосудистой оболочке на всем ее протяжении вплоть до зрачка. С помощью сетчатки осуществляется зрение.

СВЕТОВОСПРИНИМАЮЩАЯ СИСТЕМА

Свет вызывает раздражение светочувствительных элементов сетчатки. В сетчатке находятся светочувствительные зрительные клетки, которые имеют вид палочек и колбочек. Палочки содержат в себе так называемый зрительный

пурпур или родопсин, благодаря которому палочки возбуждаются очень быстро слабым сумеречным светом, но не могут воспринимать цвет. Колбочки не содержат зрительного пурпура. Поэтому они медленно возбуждаются и только ярким светом. Они способны воспринимать цвет.

В сетчатке находится три вида колбочек. Одни воспринимают красный цвет, другие – зеленый, третьи – синий.

ЗРИТЕЛЬНЫЙ НЕРВ

ЗРИТЕЛЬНЫЙ нерв - это вторая важная составная часть зрительного анализатора, он является проводником световых раздражений от глаза к зрительному центру и содержит чувствительные волокна.

Отойдя от заднего полюса глазного яблока, зрительный нерв выходит из глазницы и, войдя в полость черепа, через зрительный канал, вместе с таким же нервом другой стороны, образует перекрест. Между обеими сетчатками имеется связь посредством нервного пучка, идущего через передний угол перекреста.

После перекреста зрительные нервы продолжаются в зрительных трактах. Зрительный нерв это как бы мозговое вещество, вынесенное на периферию и связанное с ядрами промежуточного мозга, а через них с корой больших

полушарий.

МОЗГОВОЙ ЦЕНТР

Зрительный центр является третьей важной составной частью зрительного анализатора.

По И.П.Павлову, центр – это мозговой конец анализатора. Анализатор – это нервный механизм, функция которого состоит в том, чтобы разлагать всю сложность внешнего и внутреннего мира на отдельные элементы, т.е. производить анализ. С точки зрения И.П.Павлова, мозговой центр, или корковый конец анализатора, имеет не строго очерченные границы, а состоит из ядерной и рассеянной части. В настоящее время вся мозговая кора рассматривается как сплошная воспринимающая поверхность. Кора – это совокупность корковых концов анализаторов. Нервные импульсы из внешней среды организма поступают в корковые концы анализаторов внешнего мира. К анализаторам внешнего мира относится и зрительный анализатор.

ТИПЫ ГУМОРАЛЬНЫХ ВЛИЯНИЙ.

ГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ - координация физиологических и биохимических процессов, осуществляемая через жидкие среды организма (кровь, лимфу, тканевую жидкость) с помощью биологически активных веществ (гормонов), выделяемых клетками, органами и тканями в процессе их жизнедеятельности.

ГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СЕРДЦА

Изменения работы сердца наблюдаются при действии на него ряда биологически активных веществ, циркулирующих в крови.

Адреналин, норадреналин увеличивают силу и учащают ритм сердечных сокращений. При физических нагрузках или эмоциональном напряжении мозговой слой надпочечников выбрасывает в кровь большое количество адреналина, что приводит к усилению сердечной деятельности, крайне необходимому в данных условиях.

Указанный эффект возникает в результате стимуляции катехоламинами рецепторов миокарда. Помимо этого, катехоламины повышают проницаемость клеточных мембран для ионов Са₂+, способствуя, с одной стороны, усилению поступления их из межклеточного пространства в клетку, а с другой — мобилизации ионов Са₂+ из внутриклеточных депо.

Гормоны коры надпочечников, ангиотензин и серотонин также увеличивают силу сокращений миокарда, а тироксин учащает сердечный ритм.

ГУМОРАЛЬНЫЕ ВЛИЯНИЯ НА СОСУДЫ

Одни гуморальные агенты суживают, а другие расширяют просвет артериальных сосудов.

СОСУДОСУЖИВАЮЩИЕ вещества. К ним относятся гормоны мозгового вещества надпочечников — адреналин И НОРАДРЕНАЛИН, а также задней доли гипофиза — ВАЗОПРЕССИН.

Адреналин и норадреналин суживают артерии и артериолы кожи, органов брюшной полости и легких, а вазопрессин действует преимущественно на артериолы и капилляры.

Адреналин, норадреналин и вазопрессин оказывают влияние на сосуды в очень малых концентрациях. К числу гуморальных сосудосуживающих факторов относится С ЕРОТОНИН, продуцируемый в слизистой оболочке кишечника и в некоторых участках головного мозга. Серотонин образуется также при распаде тромбоцитов. Физиологическое значение серотонина в данном случае состоит в том, что он суживает сосуды и препятствует кровотечению из пораженного сосуда.

Особый сосудосуживающий фактор — РЕНИН, образуется в почках, причем тем в большем количестве, чем ниже кровоснабжение почек. Ренин представляет собой фермент.

В условиях нормального кровоснабжения почек образуется сравнительно небольшое количество ренина. В большом количестве он продуцируется при падении уровня давления крови по всей сосудистой системе.

СОСУДОРАСШИРЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА. В почках образуется также и сосудорасширяющее вещество, названное МЕДУЛЛИНОМ (вырабатывается в мозговом слое почки). Это вещество представляет собой липид.

В настоящее время известно образование во многих тканях тела ряда сосудорасширяющих веществ, получивших название ПРОСТАГЛАНДИНОВ. Простагландины представляют собой производные ненасыщенных жирных кислот.

Из подчелюстной, поджелудочной желез, из легких и некоторых других органов получен активный сосудорасширяющий полипептид БРАДИКИНИН. Он вызывает расслабление гладкой мускулатуры артериол и понижает уровень АД.

К сосудорасширяющим веществам относится АЦЕТИЛХОЛИН ( АХ), который образуется в окончаниях парасимпатических нервов.

Сосудорасширяющим веществом является также ГИСТАМИН — вещество, образующееся в слизистой оболочке желудка и кишечника. Гистамин расширяет артериолы и увеличивает кровенаполнение капилляров. Усиленным образованием и действием гистамина объясняют реакцию покраснения кожи. Эта реакция вызывается влиянием различных раздражений, например потирание кожи, тепловое воздействие, ультрафиолетовое облучение. Кроме гистамина и АХ, еще ряд других сосудорасширяющих веществ усиленно высвобождается из связанного состояния или образуется в скелетной мускулатуре при ее работе: АТФ и продукты ее распада молочная и угольная кислоты и др.

ФУНКЦИИ ГОРМОНОВ.

ГОРМОНЫ — сигнальные химические вещества, выделяемые эндокринными железами непосредственно в кровь и оказывающие сложное и многогранное воздействие на организм в целом либо на определённые органы и ткани-мишени. Гормоны служат гуморальными (переносимыми с кровью) регуляторами определённых процессов в определённых органах и системах.

ДИФФЕРЕНЦИРОВКА

У развивающегося эмбриона гормоны играют существенную организующую роль, которая наиболее очевидно проявляется в дифференцировке полового тракта (тестостерон) и центральной нервной системы (тироксин).

РАЗМНОЖЕНИЕ

Гормоны, как правило, необходимы для успешного становления репродуктивных функций. Оплодотворение, имплантация· яйцеклетки, беременность и лактация - все эти процессы требуют участия многих гормонов, которые для особей мужского, пола не менее важны, чем для особей женского. Одни и те же гормоны у представителей обоих полов регулируют комплементарные функции, т. е. дифференцировку и развитие сперматозоидов и яйцеклеток.

РОСТ И РАЗВИТИЕ

Гормоны необходимы для роста и развития созревающего организма. Оптимальный рост обусловливается совместным действием гормона роста, тиреоидных гормонов и инсулина, причем присутствие неадекватных количеств антагонистов инсулина или половых стероидов может тормозить рост.

АДАПТАЦИЯ

Гормоны принимают важнейшее участие как в кратковременной, так и в долговременной адаптации к количеству и качеству потребляемой пищи. Они необходимы и для успешной адаптации к изменениям поступления жидкости и электролитов из окружающей среды.

СТАРЕНИЕ

Неумолимый процесс старения сопровождается снижением секреции половых гормонов у представителей обоих полов, хотя у особей женского пола это проявляется более отчетливо.

МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ГОРМОНОВ.

ГОРМОНЫ — сигнальные химические вещества, выделяемые эндокринными железами непосредственно в кровь и оказывающие сложное и многогранное воздействие на организм в целом либо на определённые органы и ткани-мишени. Гормоны служат гуморальными (переносимыми с кровью) регуляторами определённых процессов в определённых органах и системах.

Гормоны оказывают влияние на клетки-мишени.

КЛЕТКИ-МИШЕНИ - это клетки, которые специфически взаимодействуют с гормонами с помощью специальных белков-рецепторов. Эти белки-рецепторы располагаются на наружной мембране клетки, или в цитоплазме, или на ядерной мембране и на других органеллах клетки.

Биохимические механизмы передачи сигнала от гормона в клетку-мишень.

Любой белок-рецептор обеспечивают выполнение двух функций:

-узнавание гормона;

-преобразование и передачу полученного сигнала в клетку.

Когда гормон, находящийся в крови, достигает клетки-мишени, он вступает во взаимодействие со специфическими рецепторами и в клетке начинают происходить определенные перемены. Каждому конкретному гормону соответствуют исключительно "свои" рецепторы, находящиеся в конкретных органах и тканях.

Механизмы действия гормонов могут быть разными. Одну из групп составляют гормоны, которые соединяются с рецепторами, находящимися внутри клеток - как правило, в цитоплазме. К ним относятся гормоны с липофильными свойствами - например, стероидные гормоны (глюко- и минералокортикоиды), а также гормоны щитовидной железы. Будучи жирорастворимыми, эти гормоны легко проникают через клеточную мембрану и начинают взаимодействовать с рецепторами в цитоплазме или ядре.

БЕЛКОВЫЕ. На мембране взаимодействует с посредником, просоединяется к белку ферменту. Имеет кратковременный эффект.

ЛИПИДНЫЕ. Проходит сквозь мембрану соединяются с внутриклеточным рецептораом, а дальше дважется с ядру клетки, дейтсвуя на структуру ДНК.

ГОРМОНЫ ГИПОФИЗА.

В гипофизе выделяют переднюю и заднюю доли.

В ПЕРЕДНЕЙ ДОЛЕ вырабатывается 6 гормонов, из них 4 являются тропными (кортикотропин, тиреотропин и 2 гонадотропина — фолликулостимулирующий и лютеинизирующий гормоны), а 2 — эффекторными (соматотропин и пролактин).

В ЗАДНЕЙ ДОЛЕ происходит депонирование окситоцина и вазопрессина. Синтез этих гормонов осуществляется в ядрах гипоталамуса.

КОРТИКОТРОПИН. Основной эффект этого гормона выражается в стимулирующем действии на образование глюкокортикоидов в пучковой зоне коркового вещества надпочечников.

ТИРЕОТРОПИН. Стимулируется образование в щитовидной железе тироксина. Тиреотропин увеличивает секреторную активность тироксина за счет усиления в них синтеза белка, нуклеиновых кислот и увеличенного поглощения кислорода.

ГОНАДОТРОПИНЫ. Ускоряя их созревание и подготовку к овуляции. Оба гормона влияют также на мужские половые железы., действует на яички, ускоряя выработку

СОМАТОТРОПИН. Является гормоном, специфическое действие которого проявляется в усилении процессов роста и физического развития. Органами-мишенями для него являются кости, а также образования, богатые соединительной тканью, — мышцы, связки, сухожилия, внутренние органы. Проявляется в усилении транспорта аминокислот в клетку, ускорении процессов синтеза белка и нуклеиновых кислот. Одновременно происходит торможение реакций, связанных с распадом белка. Кроме того, усиливаются также процессы минерализации костной ткани, в результате чего в организме происходит задержка кальция и фосфора. Кроме того, гормон роста тормозит утилизацию глюкозы в тканях и снижает их чувствительность к действию инсулина. Отмечено усиление выработки соматотропина при стрессорных воздействиях, истощении запасов белка в организме. Увеличение секреции происходит также при сниженном содержании глюкозы и жирных кислот в плазме крови.

ПРОЛАКТИН.

-усиливаются процессы образования и выделения молока

-увеличивается реабсорбция натрия и воды в почках, что имеет значение для образования молока.

АНТИДИУРЕТИЧЕСКИЙ ГОРМОН (АДГ). ИЛИ ВАЗОПРЕСНИН

1) стимулируется реабсорбция воды в дистальных канальцах почек. В результате увеличивается объем циркулирующей крови, повышается АД. В результате усиленного обратного всасывания воды снижается осмотическое давление межклеточной жидкости.

2) в больших дозах АДГ вызывает сужение артериол, что приводит к увеличению АД. В связи с тем, что введение АДГ приводит к повышению АД, этот гормон получил также название «вазопрессин». Секреция этого гормона усиливается при повышении осмотического давления крови. Важным стимулом для регуляции секреции АДГ является также изменение объема циркулирующей крови. Недостаточная секреция АДГ приводит к сильная жажда и потеря большого количества жидкости.

ОКСИТОЦИН.

1) окситоц