Чем обеспечивается гуморальная регуляция в организме человека
Гуморальная регуляция
Координация физиологических и биохимических процессов, осуществляемая через жидкие среды организма (кровь, лимфу, тканевую жидкость) с помощью биологически активных веществ (метаболиты, гормоны, гормоноиды ионы), выделяемых клетками, органами и тканями в процессе их жизнедеятельности. У высокоразвитых животных и человека Г. р. подчинена нервной регуляции (См. Гуморальная регуляция) и составляет совместно с ней единую систему нейрогуморальной регуляции (См. Нейрогуморальная регуляция). Продукты обмена веществ действуют не только непосредственно на эффекторные органы, но и на окончания чувствительных нервов (хеморецепторы) и нервные центры, вызывая гуморальным или рефлекторным путём те или иные реакции. Так, если в результате усиленной физической работы в крови увеличивается содержание CO2, то это вызывает возбуждение дыхательного центра, что ведёт к усилению дыхания и выведению из организма излишков CO2. Гуморальная передача нервных импульсов химическими веществами, т. н. медиаторами (См. Медиаторы), осуществляется в центральной и периферической нервной системе. Наряду с гормонами (См. Гормоны) важную роль в Г. р. играют продукты межуточного обмена. Биологическую активность жидких сред организма обусловлена соотношением содержания катехоламинов (Адреналина и Норадреналина, их предшественников и продуктов распада), Ацетилхолина, Гистамина, Серотонина и др. аминов биогенных (См. Амины биогенные), некоторых полипептидов и аминокислот, состоянием ферментных систем, присутствием активаторов и ингибиторов, содержанием ионов, микроэлементов и т. д. Учение о Г. р. разработано рядом отечественных (В. Я. Данилевский, А. Ф. Самойлов, К. М. Быков, Л. С. Штерн и др.) и зарубежных учёных (австрийского — О. Лёви, амермканского — У. Кеннон и др.).
Гуморальная регуляция организма
Когда вы опаздываете и стараетесь изо всех сил успеть на троллейбус, который вот-вот отъедет от остановки, вы чувствуете, как сильнее начинает биться сердце. А потом, когда в троллейбус запрыгнуть все-таки удалось, некоторое время стараетесь отдышаться и унять дрожь в ногах.
Эти изменения в организме происходят благодаря сложному механизму нейрогуморальной регуляции, сформированному в процессе эволюции, чтобы человек смог наиболее оптимально приспособиться к изменяющимся условиям внешней среды.
Влияние нейрогуморальной регуляции на организм
Нейрогуморальная регуляция обеспечивает практически все процессы жизнедеятельности организма:
Нервная и гуморальная системы у высших животных и человека работают в тандеме и при слаженной работе обеспечивают быструю реакцию на изменяющиеся условия внешней среды.
Как вы можете заметить, слово нейрогуморальная состоит из двух частей — нервная и гуморальная регуляция.
В данной статье мы подробнее разберем гуморальную регуляцию, хотя стимулы к выделению биологически активных веществ дает нервная система.
Гуморальная регуляция (от humor — «жидкость») обеспечивается с помощью различных жидкостей организма и растворенных в них биологически активных веществ (гормонов, ферментов, медиаторов и т.д.).
Гормоны (от греческого — hormao «приводить в движение», «побуждать») — вещества, синтезирующиеся железами внутренней секреции, обладающие способностью воздействовать через рецепторы на процессы, происходящие в живой клетке. Для каждого типа гормонов существуют свои рецепторы, которые подходят друг к другу, как ключик к замку. И если это взаимодействие ломается, то в организме происходят серьезные заболевания. Например, механизм развития сахарного диабета описан на странице 49 учебника «Биология 8 класс» под редакцией Сивоглазова И.В.
Виды желез и задачи гормонов в организме
В организме гормоны выделяются железами – специальными органами, состоящими из секреторных клеток, и синтезирующими определенные вещества. Железы вырабатывают не только гормоны, но и другие вещества или секреты, помогающие работе внутренних органов.
По взаимодействию с внешней средой железы делятся на три типа:
Дирижером в слаженном оркестре желез внутренней секреции является гипофиз. Именно в нем вырабатываются гормон роста и тиреотропный, адренокортикотропный, гонадотропные гормоны, которые отдают команду железам внутренней секреции выделить необходимый набор веществ, чуткому влиянию которых подчиняются органы и ткани организма.
Еще одна железа, спрятанная в толще головного мозга, с помощью гормона мелатонина отвечает за режим сна и бодрствования, участвует в регуляции процессов возрастных изменений и оказывает влияние на углеводный обмен. Она называется эпифиз, второе ее название – шишковидное тело или по-латыни corpus pineale. За такое название стоит благодарить неизвестного древнего анатома, который впервые увидел ее на вскрытии и за сходство с шишкой дал название.
Характерно для гуморальной регуляции организма человека то, что задачи гормонов в организме многочисленны. Они могут как стимулировать функцию, так и угнетать ее. Биологически активные вещества влияют на:
Пример нейрогуморальной регуляции
На примерах из жизни сложные вещи понимаются лучше. И нейрогуморальная регуляция не исключение.
Ранним утром семиклассник Ваня просыпается от аромата свежей булочки с творогом, которую бабушка испекла на завтрак. Мальчик заходит на кухню, и от запаха и вида лакомства его рот наполняется слюной.
Он садится за стол, кладет в рот ароматный кусочек, начинает пережевывать, а в желудке в это время выделяется желудочный сок.
По-научному процесс можно описать так — раздражаются механорецепторы полости рта — сигнал поступает в продолговатый мозг (задействована нервная система). Из продолговатого мозга к клеткам желудка отправляется сигнал, и желудок начинает готовиться к приему пищи и выделять ферменты (пепсин и другие).
Булочка по пищеводу попадает в желудок.
Пепсин расщепляет белок до аминокислот. В стенке желудка есть рецепторы, которые чувствуют присутствие аминокислоты. Аминокислота связывается с рецепторами, организм понимает, что часть белков уже переварилась, и уменьшает выработку пепсина. В тоже время активно включается поджелудочная железа с выработкой пищеварительных секретов и гормонов, и с помощью веществ осуществляется гуморальная регуляция.
Но в процесс пищеварения могут вмешаться внешние факторы, например контрольная по алгебре. А мы помним, что на внешние факторы первой реагирует вегетативная нервная система (НС), которая делится на симпатическую и парасимпатическую. Легко запомнить, что за что отвечает: симпатическая — стресс, парасимпатическая — покой.
Как думаете, в каком случае будет лучше происходить пищеварение: когда нужно решить 10 задачек, или когда на последней парте можно спокойно считать ворон, глядя в окно?
При стрессе начинает выделяться гормон симпатической НС — адреналин. Контейнера с адреналином в организме нет, так откуда же берется этот гормон?
Адреналин выделяют надпочечники, но прямого сообщения у надпочечников и желудка нет. Значит, гормону каким-то образом нужно попасть к желудку. Надпочечники выбрасывают гормон в кровоток, и уже с током крови гормон разносится по всему организму, ослабляет работу желудка, позволяя мобилизоваться и справиться со стрессом.
Парасимпатическая НС, наоборот, усиливает работу желудка. Поэтому, чтобы хорошо переварить тортик, не надо нервничать.
Для проверки знаний по теме предлагаем пройти тест, а чтобы уверенно с ним справиться, рекомендуем повторить параграф 8 в учебнике Биология 8 класс под редакцией В.И.Сивоглазова.
ГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ
ГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ (лат. humor жидкость) — один из механизмов регуляции процессов жизнедеятельности; осуществляется через жидкие среды организма с помощью биологически активных веществ, выделяемых клетками, тканями и органами в процессе их функционирования.
Механизмы Г. р. наиболее характерны для животного мира на низших стадиях его развития. В процессе эволюции они постепенно дополнялись более сложными и более совершенными механизмами нервной регуляции. По мере дифференциации и совершенствования живых систем гуморальные связи на высших ступенях развития все более подчиняются нервному аппарату. Устанавливается практически неразделимое взаимодействие между нервными и гуморальными компонентами регуляторного процесса (см. Нейрогуморальная регуляция). Многочисленные продукты обмена веществ могут действовать как раздражители не только непосредственно на мембраны и структуры клеток (см. Клетка, Мембраны биологические), но и на нервные окончания (см. Хеморецепторы), вызывая рефлекторным путем определенные физиол, и биохим, реакции. Биологически активные вещества разносятся током крови по всему организму, однако только в определенных местах (так наз. результирующих органах) они вызывают целенаправленные специфические реакции, вступая во взаимодействие с эффекторами или соответствующими рецепторными образованиями.
Состояние и деятельность самой нервной системы зависят не только от импульсов, поступающих из окружающей и внутренней среды, но и от снабжения кровью и метаболизма входящих в нее структурных элементов, от состава, физ.-хим. и биол, свойств окружающей их тканевой жидкости (микросреды). Гуморальная передача информации от одной нервной клетки к другой происходит с помощью особых хим. веществ — медиаторов (см.). Неиспользованные и нерасщепившиеся медиаторы поступают в ток крови и принимают участие в Г. р. (немедиаторное, или дистантное, их действие).
Важную роль в Г. р. играют гормоны (см. Гормональная регуляция), а также разнообразные специфические и неспецифические продукты межуточного обмена, объединяемые под общим названием метаболитов. К ним относят многочисленные хим. соединения выясненной и невыясненной природы, обладающие характерными биол, свойствами и вызывающие строго очерченные физиол, или биохим, эффекты.
Биол, активность жидких сред организма обусловлена в значительной степени состоянием синтезирующих и расщепляющих ферментных систем, наличием активаторов и ингибиторов, связыванием и освобождением субстратов несвязанных форм, образованием и распадом сложных белково-полисахаридных комплексов, соотношением электролитов и микроэлементов и т. д.
В обычных физиол, условиях содержание биологически активных веществ в крови непостоянно и, будучи связано с суточными, сезонными, климатическими, географическими и другими влияниями, колеблется в определенных границах (см. Гомеостаз).
В лабораторных и клин, условиях состояние Г. р. оценивается по соотношению биологически активных веществ в крови и моче. Разработаны специальные методы динамического определения различных биологически активных веществ в крови и выделениях организма с применением адекватных функциональных проб.
При некоторых формах нервной и висцеральной патологии (напр., аллергических состояниях, вегетативных дистониях, язвенной и гипертонической болезни, поражениях гипоталамических и лимбико-ретикулярных образований) наблюдаются более или менее выраженные нарушения Г. р. Во многих случаях возникновение и течение патол, процесса обусловлено нарушением гомеостатических соотношений между биологически активными веществами во внутренней среде организма. При этом наряду с образованием патол, продуктов метаболизма могут наблюдаться явления дисбаланса, гипер- и гипокомпенсации гуморальных механизмов, вызванные недостаточностью или перенапряжением защитных сил организма. Как правило, гуморально-гормональные нарушения предшествуют расстройствам физиол, функций или возникновению патол, явлений.
Изучение Г. р. имеет существенное значение не только для диагноза, прогноза и классификации некоторых форм патологии, но и для своевременного проведения рациональной патогенетической терапии.
Библиография: Иост X. Физиология клетки, пер. с англ., М., 1975; Кассиль Г. Н. Наука о боли, с. 117, М., 1975; Л а б о-р и Г. Метаболические и фармакологические основы нейрофизиологии, пер. с франц., М., 1974*, библиогр.; Физиология в клинической практике, под ред. Н. И. Гра-щенкова, М., 1966; Ш e p p e р Ж. Физиология труда (эргономия), пер. с франц., с. 253, М., 1973; Mechanisms of release of biogenic amines, ed. by U. S. Euler a. o., Oxford, 1966; Monnier M. Functions of the nervous system, v. 1—2, Amsterdam a. o., 1968—1970.
Нервная и гуморальная регуляции
Организм человека представляет собой очень сложную систему, в которой каждая отдельная клеточка выполняет свою роль. Во время эволюции происходило усложнение этой системы, поэтому сегодня человек более развит, чем многие другие живые организмы на планете.
Из-за того что гуморальная регуляция не могла полноценно справляться с поставленными задачами, начала постепенно развиваться нервная регуляция. Она отличается наличием огромного количества нейронов промежуточного характера, а также имеет отдаленные центры контроля. Данные типы регуляции очень тесно связаны между собой и помогают человеку достигать определенных целей.
Особенности гуморальной регуляции
Гуморальная регуляция в своей основе применяет специальные химические вещества. Они способны поступать в кровь, лимфу и таким образом перемещаются по всему организму. Самую главную роль в этом случае выполняют гормоны. Они вырабатываются железами внутренней секреции. В большинстве случаев данные железы находятся на определенном расстоянии от того органа, который они контролируют.
Возможности гуморальной регуляции в человеческом организме имеют определенные ограничения. Ее действие требует очень много времени, ведь химические соединения вырабатываются с определенной скоростью. Кроме того, потребуется еще время на то, чтобы они поступили в кровь и распространились по организму.
Нейрогуморальная регуляция отвечает за огромное количество процессов, которые происходят внутри человека:
Если нервная и гуморальная регуляции полноценно функционируют, то реакция на изменения окружающей среды будет достаточно быстрой.
Особенности нервной регуляции
Во время эволюции формирование нервной регуляции произошло намного позже, чем гуморальной. Специалисты отмечают тот факт, что живым существам стало недостаточно тех связей между клетками, которые могла предоставить гуморальная регуляция. Информацию нужно было передавать максимально быстро. Кроме того, требовалась более эффективная реакция на те угрозы, которые поступали из окружающей среды.
Особенностью, которая считается основной в случае с нервной регуляцией, выступает передача биоэлектрических потенциалов между клетками. Это специальные импульсы. Нервная система постепенно становилась все более сложной. Спустя некоторое время центральная нервная система стала представлять собой невероятно сложное устройство кибернетического характера. Она поделилась на многочисленные разделы, которые соединяются между собой с помощью неких «транспортных магистралей». За счет этого организм может с достаточно большой скоростью управлять совершенно всеми органами и посылать к ним импульсы и приказы.
В человеческом организме применяются специальные центральные структуры для того, чтобы выполнять разные этапы нервной регуляции. Основными считаются головной мозг и те подкорковые ядра, которые в нем присутствуют, а также периферические образования, представленные нервными сплетениями.
Человек не может полноценно существовать только с нервной регуляцией. Очень важную роль играет достаточное количество гормонов, которые влияют непосредственно на функциональные возможности человека. Эти два типа регуляций должны тесно взаимодействовать между собой, чтобы контролировать все органы и клеточки в организме. А поскольку нервная регуляция зависит от работы головного мозга, необходимо постоянно поддерживать этот орган в тонусе. Это можно делать с помощью когнитивных тренажеров Викиум.
Презентация к уроку
Цель: сформировать новые анатомо-физиологические понятия – о гуморальной регуляции и эндокринном аппарате человека.
Методическая цель: использование ИКТ – как одного из способов формирования творческого мышления и развитие интереса обучающихся, расширение опыта исследовательской деятельности, на основе ранее приобретённых знаний, развитие информационной и коммуникативной компетенций.
Тип урока: комбинированный.
Вид урока: урок формирования и систематизации знаний.
Метод ведения: диалоговое общение на основе работы с материалами учебника, таблиц, слайдов.
Уровень усвоения знаний: частично-поисковый.
Технические средства:
Учебно-методическое обеспечение:
Список литературы:
Этапы урока.
Ход урока
1. Организационный момент.
2. Мотивация, целеполагание.
Мы продолжаем изучать организм человека. О чём пойдет речь, вы определите при помощи моей подсказки.
Сегодня на уроке мы будем изучать загадочные вещества нашего организма, которые делают нас особенными и непохожими на остальных. Они влияют на телосложение и рост, остроту мышления и физическую активность, половое влечение и темперамент, тембр голоса. Благодаря исследованию этих веществ стало ясно, почему кто-то высокий, а кто-то низкий, одни толстые, другие худые, быстрые и медленные, сильные и слабые.
Учащиеся высказывают предположения.
Действие гормонов на организм человека очень велико. Что общего между людьми, которые изображены на слайде? Давайте определим цель урока, задачи, план изучения темы.
Учащиеся самостоятельно формулируют тему и цель урока, задачи, составляют план изучения учебного материала.
План изучения темы.
3. Актуализация знаний.
Учащимся предлагается самостоятельно заполнить таблицу «Нервно-гуморальный механизм регуляции», пользуясь словами-подсказками: