Гуморально-гормональна регуляція функцій організму

1. Фізіологічні основи гуморально-гормональної регуляції

3. Основні гормони і їх функції

4. Механізми дії гормонів

Список використаної літератури

Організм можна визначити як фізико-хімічну систему, яка існує в навколишньому середовищі в стаціонарному стані. Саме ця здатність живих систем зберігати стаціонарний стан в умовах безперервно змінюваного середовища і обумовлює їх виживання. Для забезпечення стаціонарного стану у всіх організмів - від морфологічно найпростіших до найскладніших - виробилися різноманітні анатомічні, фізіологічні та поведінкові пристосування, службовці однієї мети - збереження сталості внутрішнього середовища.

Клод Бернар підкреслював відмінність між зовнішнім середовищем, в якій живуть організми, і внутрішнім середовищем, в якій знаходяться їхні окремі клітини, і розумів, як важливо, щоб внутрішнє середовище залишалася незмінною. Так, наприклад, ссавці здатні підтримувати температуру тіла, незважаючи на коливання навколишньої температури. Якщо стає занадто холодно, тварина може переміститися в більш тепле або більш захищене місце, а якщо це неможливо, вступають в дію механізми саморегуляції, які підвищують температуру тіла і перешкоджають тепловіддачі. Адаптивне значення цього полягає в тому, що організм як ціле функціонує більш ефективно, тому що клітини, з яких він складається, знаходяться в оптимальних умовах. Системи саморегуляції діють не тільки на рівні організму, але і на рівні клітин. Організм є сумою складових його клітин, і оптимальне функціонування організму як цілого залежить від оптимального функціонування утворюють його частин. Будь-яка система, що самоорганізується підтримує сталість свого складу - якісного і кількісного.

1. Фізіологічні основи гуморально-гормональної регуляції

гомеостаз гормон гуморальний

Гуморальна регуляція функцій забезпечується за участю внутрішнього середовища як посередника і може бути неспецифічної (власне гуморальної, за рахунок продуктів метаболізму) і специфічної, гормональної.

Гормонами називаються речовини високої фізіологічної активності, що виділяються в кровотік спеціалізованими клітинами ендокринних залоз і здатні в надзвичайно низьких концентраціях викликати значні регуляторні впливу на обмін речовин.

Для гормонів характерні:

а) висока біологічна активність

б) специфічність дії

в) дистантность дії.

За хімічною будовою гормони можуть бути білками (полипептидами), наприклад, інсулін; похідними амінокислот (адреналін, тироксин); стероїдами (тестостерон). У крові вони транспортуються в неактивному стані, в комплексі з білками (транскортином, тестостеронсвязивающій глобулін і т.д.). Гормони інтенсивно інактивуються, перш за все в печінці.

Ендокринні залози знаходяться в тісній взаємодії з нервовою системою, утворюючи загальний інтеграційний механізм регуляції. Регулюючий вплив ЦНС на активність залоз внутрішньої секреції здійснюється через гіпоталамус, або прямо (на клітини мозкової речовини надниркових залоз).

Життєво важливими процесами обміну речовин людський мозок керує не тільки за допомогою нервів. Для цього він використовує і різні за біохімічним складом і активності речовини, звані гормонами. Більшість гормонів виробляють залози внутрішньої секреції. Гормони виділяються в кров і з її струмом потрапляють в різні органи.

Залози, що виробляють гормони, називаються залозами внутрішньої секреції, тому що продукти своєї діяльності вони виділяють в кров або в лімфу. До залоз внутрішньої секреції відносяться: передня частка гіпофіза, епіфіз, щитовидна залоза, дві пари прищитоподібних залоз, вилочкова залоза, підшлункова залоза, надниркові залози і статеві залози.

Більшість залоз, що виробляють гормони, вкрай малі. Наприклад, гіпофіз важить 0,6 г, а все околощітовідние залози разом - лише 0,15 м В них проводиться порівняно невелику кількість гормонів. Наприклад, щитовидна залоза за все життя людини виділяє в кров всього 20 г гормону тироксину. Однак навіть такого незначного кількості досить для виклику необхідних реакцій в органах, що знаходяться на великій відстані від ендокринних залоз. При найменших порушеннях функціонального рівноваги між основними гормональними системами (вченими до кінця ще не вивченими) можуть виникнути важкі наслідки. Порушення гормонального рівноваги проявляється важкими хворобами, порушенням фізичного та психічного розвитку і т.п. Крім того, існує кілька гормонів, що утворюються не в ендокринних залозах, а в тканинах організму. До цієї групи, званої тканинними гормонами, відносяться гормони, що регулюють процеси травлення, виробництво шлунково-кишкових соків і секрецію інсуліну. Ще одна особлива підгрупа тканинних гормонів - це нейрогормони.

Гомеостаз - відносна динамічна постійність внутрішнього середовища (крові, лімфи, тканинної рідини) і стійкість основних фізіологічних функцій (кровообігу, дихання, терморегуляції, обміну речовин і т.д.) організму людини і тварин. Регуляторні механізми, що підтримують фізіологічний стан або властивості клітин, органів і систем цілісного організму на оптимальному рівні, називаються гомеостатическими. Історично і генетично поняття гомеостазу має біологічні та медико-біологічні передумови. Там воно співвідноситься як кінцевий процес, період життя з окремим відокремлено взятим організмом чи людським індивідуумом як чисто біологічним явищем. Кінцівка існування і необхідність виконання свого призначення - репродукції собі подібного - дозволяють визначити стратегію виживання окремого організму через поняття "збереження". "Збереження структурно-функціональної стабільності" - суть будь-якого гомеостазу, керованого гомеостатом або саморегульованого.

Як відомо, жива клітина являє рухливу, саморегулюючу систему. Її внутрішня організація підтримується активними процесами, спрямованими на обмеження, попередження або усунення зрушень, що викликаються різними впливами з навколишнього і внутрішнього середовища. Здатність повертатися до вихідного стану після відхилення від деякого середнього рівня, викликаного тим чи іншим «возмущающим» чинником, є основною властивістю клітини. Багатоклітинний організм являє собою цілісну організацію, клітинні елементи якої спеціалізовані для виконання різних функцій. Взаємодія всередині організму здійснюється складними регулюючими, координуючими і коррелирующими механізмами за участю нервових, гуморальних, обмінних та інших факторів. Безліч окремих механізмів, що регулюють внутрішньо-і міжклітинні взаємовідносини, надає в ряді випадків взаємно протилежні дії, що врівноважують один одного. Це призводить до встановлення в організмі рухомого фізіологічного фону (фізіологічного балансу) і дозволяє живій системі підтримувати відносну динамічну сталість, незважаючи на зміни в навколишньому середовищі і зсуви, що виникають в процесі життєдіяльності організму.

Як показують дослідження, що існують у живих організмів способи регуляції мають багато спільних рис з регулюючими пристроями в неживих системах, таких як машини. І в тому і в іншому випадку стабільність досягається завдяки певній формі управління.

Незважаючи на те, що кров представляє загальну внутрішнє середовище організму, клітини органів і тканин безпосередньо не стикаються з нею. У багатоклітинних організмах кожен орган має свою власну внутрішню середу (мікросередовище), що відповідає його структурним і функціональним особливостям, і нормальний стан органів залежить від хімічного складу, фізико-хімічних, біологічних та інших властивостей цієї мікросередовища. Її гомеостаз обумовлений функціональним станом гістогематичні бар'єрів і їх проникністю в напрямках кров - тканинна рідина; тканинна рідина - кров.

Особливо важливе значення має постійність внутрішнього середовища для діяльності центральної нервової системи: навіть незначні хімічні і фізико-хімічні зрушення, що виникають в цереброспинальной рідини, глії та навколо-просторах, можуть викликати різке порушення перебігу життєвих процесів в окремих нейронах або в їх ансамблях. Складною гомеостатической системою, що включає різні нейрогуморальні, біохімічні, гемодинамічні і інші механізми регуляції, є система забезпечення оптимального рівня артеріального тиску. При цьому верхня межа рівня артеріального тиску визначається функціональними можливостями барорецепторів судинної системи тіла, а нижня межа - потребами організму в кровопостачанні.

До найбільш досконалим гомеостатичні механізмів в організмі вищих тварин і людини відносяться процеси терморегуляції; у гомойотермних тварин коливання температури у внутрішніх відділах тіла при самих різких змінах температури в навколишньому середовищі не перевищують десятих часток градуса.

Організуюча роль нервового апарату (принцип нервизма) лежить в основі широко відомих уявлень про сутність принципів гомеостазу. Однак ні принцип домінанти, ні теорія бар'єрних функцій, ні загальний адаптаційний синдром, ні теорія функціональних систем, ні гипоталамическое регулювання гомеостазу та багато інших теорії не дозволяють повністю вирішити проблему гомеостазу.

Перед дослідниками і клініцистами на практиці постають питання оцінки пристосувальних (адаптаційних) або компенсаторних можливостей організму, їх регулювання, посилення та мобілізації, прогнозування відповідних реакцій організму на впливи. Деякі стану вегетативної нестійкості, зумовлені недостатністю, надлишком або неадекватністю регуляторних механізмів, розглядаються як «хвороби гомеостазу». З певною умовністю до них можуть бути віднесені функціональні порушення нормальної діяльності організму, пов'язані з його старінням, вимушена перебудова біологічних ритмів, деякі явища вегетативної дистонії гіпер - і гіпокомпенсаторная реактивність при стресових і екстремальних впливах і т.д.

Для оцінки стану гомеостатичних механізмів у фізіологічному експерименті і в клінічній практиці застосовуються різноманітні дозовані функціональні проби (холодова, теплова, адреналінова, інсулінова, мезатоновая і ін.) З визначенням в крові і сечі співвідношення біологічно активних речовин (гормонів, медіаторів, метаболітів) і т . Д.

3. Основні гормони і їх функції

Адреналін - один з трьох гормонів-катехоламінів, що синтезуються з тирозину в мозковому шарі надниркових залоз, - допомагає організму підготується до боротьби або втечі шляхом підвищення рівня глюкози в крові за рахунок мобілізації її запасів в глікогені або в інших джерелах. Адреналін зв'язується зі специфічними рецепторами, розташованими на зовнішній поверхні клітин печінки і м'язів.

Інсулін, один з трьох основних гормонів підшлункової залози, секретується В-клітинами острівців Лангерганса. Надлишок інсуліну призводить до зниження рівня цукру в крови, оскільки при цьому активується перехід глюкози з крові в тканини. Недостатність інсуліну є причиною цукрового діабету. Інсулін зв'язується зі специфічними інсуліновими рецепторами на поверхні клітин багатьох тканин, але механізм його внутрішньоклітинного дії залишається поки невідомим.

Глюкагон, що секретується А-клітинами, надає протилежну інсуліну дію - він викликає розпад глікогену печінки і надходження глюкози в кров. Ще один гормон підшлункової залози - соматостатин - регулює секрецію інсуліну.

Кора наднирників секретує ряд гормонів, відомих під загальною назвою кортикостероїдів, а саме:

1) глюкокортикоїди, зокрема кортизол, який стимулює глюконеогенез, а також пригнічує запальні реакції;

2) мінералокортикоїди, головним чином альдостерон, який затримує виведення іонів Na;

3) інші стероїди проміжного дії, наприклад, кортикостерон. Кортикостероїди, а також естрогени і андрогени проходять через плазматичні мембрани відповідних клітин мішеней і зв'язуються з рецепторами в цитоплазмі. Далі гормон-рецепторний комплекс впливає на ядро, викликаючи експресію определеннихгенов.

4. Механізми дії гормонів

Гормони впливають на клітини-мішені.

Клітини-мішені - це клітини, які специфічно взаємодіють з гормонами за допомогою спеціальних білків-рецепторів. Ці білки-рецептори розташовуються на зовнішній мембрані клітини, або в цитоплазмі, або на ядерній мембрані і на інших органелах клітини.

Біохімічні механізми передачі сигналу від гормону в клітку-мішень.

Будь-білок-рецептор складається, мінімум з двох доменів (ділянок), які забезпечують виконання двох функцій:

1. впізнавання гормону;

2. перетворення і передачу отриманого сигналу в клітину.

Один з доменів білка-рецептора має в своєму складі ділянку, комплементарний якоїсь частини сигнальної молекули. Процес зв'язування рецептора з сигнальної молекулою схожий на процес утворення фермент-субстратного комплексу і може визначається величиною константи спорідненості.

Залежно від будови гормону існують два види зв'язку. Якщо молекула гормону ліпофільних, (наприклад, стероїдні гормони), то вона може проникати через ліпідний шар зовнішньої мембрани клітин-мішеней. Якщо молекула має великі розміри або є полярною, то її проникнення всередину клітини неможливо. Тому для ліпофільних гормонів рецептори знаходяться всередині клітин-мішеней, а для гідрофільних - рецептори знаходяться в зовнішній мембрані.

Для отримання клітинної відповіді на гормональний сигнал в разі гідрофільних молекул діє внутрішньоклітинний механізм передачі сигналу. Це відбувається за участю речовин, яких називають другими посередниками. Молекули гормонів дуже різноманітні за формою, а "другі посередники" - немає.

Надійність передачі сигналу забезпечує дуже високу спорідненість гормону до свого білку-рецептора.

Список використаної літератури

1. Теппермен Дж. Теппермен Х. Фізіологія обміну речовин та ендокринної системи. М. 1989

2. Хадорн Е. Венер. Р. Загальна зоологія. М. 1989

3. Албертс Б. Брей Д. Льюїс Дж. Рефф М. Робертс К. Уотсон Дж.

Розміщено на Allbest.ru