Общие принципы регуляции функций

в Результате эволюционного развития в организме человека сформировалась сложная система регуляции функций, что отвечает как за сохранение его устойчивости, так и за его пристосувальну изменчивость-адаптацию к различным условиям существования. Эта система обеспечивает высокую надежность функционирования органов, их систем и организма в целом. Надежность регулирования достигается существованием нескольких контуров регуляции. Эти контуры, с одной стороны, могут частично дублировать, а с другой - корректировать влияние друг друга.

Древнейшей формой взаимодействия, что проявляется как внутри, так и между клетками, считают химическое взаимодействие. ее осуществляют два типа веществ:

а) неспецифические продукты обмена (метаболиты);

б) специфические регуляторы, биологически активные соединения. Большинство указанных регуляторов синтезируется во многих органах,

а для некоторых из них сформировались самостоятельные органы образования (железы). Они могут влиять на процессы, происходящие в самой клетке, или выделяться во внешнюю среду. Здесь они всасываются (чаще всего в кровь и с кровью разносятся по всему организму. Поэтому такой механизм регуляции называют гуморальным регуляцией. Эволюционно позже появились нервные механизмы регуляции.

Гуморальная регуляция.

Соединения, которые выделяют клетки, действуют:

а) на самую клетку (аутокринно);

б) местно на прилегающие клетки (паракринно);

в) поступая в жидкие среды, что доставляют их до удаленно расположенных клеток (телекринно; илл. 1).

Для регулирования функций многих органов и процессов такой механизм оказывается даже более эффективным, чем нейронная регуляция. Это обусловлено такими преимуществами:

а) биологически активное соединение может поступать к каждой клетке;

б) более широким спектром указанных регуляторов по сравнению с медиаторами периферических нервов;

в) длительным действием на клетки.

Среди таких соединений выделяют гормоны и негормональные биологически активные вещества. Биологическая активность регуляторов определяется тем, что находясь в относительно малой концентрации, они оказывают выраженное биологическое действие. Так, например, наиболее типичные гуморальные регуляторы - гормоны - оказывают свое влияние, находясь в крови в концентрации 10"7-10"12 моль1л.

Кроме гормонов есть немало других химических соединений, которые в комплексе с гормонами, нервной системой или самостоятельно дают регулирующий или модулирующий (виправлювальний) эффект на функцию органов и систем организма.

Прежде всего это нейромедиаторы (норадреналин (НА), ацетилхолин (АХ), гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), серотонин, гистамин), что, высвобождаясь в нервных окончаниях, могут давать и паракринний эффект.

Рис. 1. Схема гуморальной регуляции

Рис. 2, Схема рефлекторной дуги

Вещества данной группы относятся к автокранов - химических соединений, образующихся при воспалительных реакциях. Среди них важнейшие гистамин и брадикинин.

Третью группу веществ составляют продукты метаболизма арахидоновой кислоты (содержится в липидах клеточных мембран), которые образуются в ответ на гормональные и другого рода стимулы. Эти соединения получили название простагландинов, поскольку впервые они были выделены из ткани предстательной железы (от англ. prostate gland - предстательная железа).

Четвертая группа регуляторов - соединения пептидного происхождения - осуществляет контроль чистоты клеточной популяции, иммунитета и участвует в свертывании крови.

Элементы, осуществляющие нервную регуляцию, состоят в рефлекторную дугу (рис. 2). Она начинается рецептором. От рецептора идут афферентные нервные волокна в нервный центр. Из нервного центра к органа (эффектора) регулирующий сигнал поступает через еферентне нервное волокно. Поэтому нервный путь регуляции называют нервоворефлекторним.

От гуморального пути он отличается тем, что:

а) его сигналы распространяются нервными волокнами с большой скоростью - от 0,5 до 80-100 м1с;

б) импульсы поступают строго к определенным органам или их частей.

Простейшая рефлекторная дуга включает два нейрона - аферентний и еферентний. Но подавляющее большинство из них гораздо сложнее. Эти дуги могут замыкаться и формировать нервные центры в различных структурах ЦНС. Многие из них имеют еще и структуры, обеспечивающие обратную связь исполнительного органа и нервного центра, с помощью которого регулируется точность ответа.

В целостном организме все механизмы регуляции тесно взаимодействуют между собой, образуя единую нейроэндокринную систему регуляции. Это единство проявляется даже в том, что некоторые гормоны могут выполнять функцию медиаторов или нейротрансмиттеров нервной системы. Например, норадреналин - медиатор постганглионарных волокон симпатических нервов и гормон мозгового вещества надпочечников.

Взаимодействие нервной и эндокринной систем регуляции.

Между отдельными механизмами регуляции имеется тесное взаимодействие, которое зиждется на своеобразной иерархии каждого из них. Высший уровень регуляции может как бы "отменять" некоторые команды низших, если они "противоречат задаче", что выполняется при таких условиях. Эти взаимодействия происходят как внутри одной из подсистем регуляции (нервной, гуморальной, метаболической), так и между ними. Ярким примером может быть взаимодействие отдельных элементов вегетативной нервной системы (ВНС). Но также хорошо известна взаимодействие эндокринных и нервных механизмов системы регуляции, что проявляется на всех уровнях рефлекторной дуги, начиная от рецептора и заканчивая ефекторним органом. Так, в гипоталамусе эти взаимодействия осуществляются через влияние гормонов на активность нейронов, которые обеспечивают интеграцию вегетативной нервной системы и эндокринных желез. Это способствует моделированию вегетативных рефлекторных влияний на внутренние органы в зависимости от гормональной активности. Например, у женщин в зависимости от периода месячного цикла меняется даже температура тела.

Однако влияние эндокринной системы не ограничивается только вегетативной нервной системой. Он проявляется и на уровне других отделов ЦНС. Так, тиреоидные гормоны влияют на рост и развитие мозга, и в случае недостатка этих гормонов развивается умственная неполноценность. О влиянии гормонов коры надпочечников на мозг свидетельствует факт существования рецепторов к ним в нейронах и глиальных клетках почти всех отделов мозга.