Хуморална система на регулация. Нервна и хуморална регулация Какво е хуморална функция

сложна структурачовешкото тяло в момента е върхът на еволюционните трансформации. Такава система се нуждае от специални начини за координиране. Хуморалната регулация се осъществява с помощта на хормони. Но нервната е координацията на дейността с помощта на едноименната органна система.

Каква е регулацията на функциите на тялото

Човешкото тяло има много сложна структура. От клетките до системите от органи, това е взаимосвързана система, за нормалното функциониране на която трябва да се създаде ясен регулаторен механизъм. Осъществява се по два начина. Първият начин е най-бързият. Нарича се невронна регулация. Този процес се изпълнява от едноименната система. Съществува погрешно схващане, че хуморална регулацияизвършвани от нервни импулси. Това обаче съвсем не е така. Хуморалната регулация се осъществява с помощта на хормони, които влизат в течната среда на тялото.

Характеристики на нервната регулация

Тази система включва централен и периферен отдел. Ако хуморалната регулация на функциите на тялото се осъществява с помощта на химически вещества, тогава този метод е "магистрала за движение", свързваща тялото в едно цяло. Този процес се случва доста бързо. Само си представете, че сте докоснали гореща ютия с ръка или сте ходили боси в снега през зимата. Реакцията на тялото ще бъде почти мигновена. Има най-важната защитна стойност, насърчава както адаптирането, така и оцеляването в различни условия. Нервната система е в основата на вродените и придобитите реакции на тялото. Първите са безусловните рефлекси. Те включват дишане, сукане, мигане. И с течение на времето човек развива придобити реакции. Това са безусловни рефлекси.

Характеристики на хуморалната регулация

Хуморалната се осъществява с помощта на специализирани органи. Те се наричат ​​жлези и са обединени в отделна система, наречена ендокринна система. Тези органи се образуват от специален тип епителна тъкани са способни на регенерация. Действието на хормоните е дългосрочно и продължава през целия живот на човека.

Какво представляват хормоните

Жлезите отделят хормони. Благодарение на специалната си структура, тези вещества ускоряват или нормализират различни физиологични процеси в организма. Например, в основата на мозъка е хипофизната жлеза. Той произвежда, в резултат на което човешкото тяло се увеличава по размер за повече от двадесет години.

Жлези: характеристики на структурата и функционирането

И така, хуморалната регулация в тялото се осъществява с помощта на специални органи - жлези. Те осигуряват постоянството на вътрешната среда или хомеостазата. Действието им има характер на обратна връзка. Например, такъв важен показател за тялото като нивото на захарта в кръвта се регулира от хормона инсулин в горната граница и глюкагона в долната. Това е механизмът на действие на ендокринната система.

Екзокринни жлези

Хуморалната регулация се осъществява с помощта на жлези. Но в зависимост от структурните особености тези органи се обединяват в три групи: външна (екзокринна), вътрешна (ендокринна) и смесена секреция. Примери за първата група са слюнчените, мастните и слъзните. Те се характеризират с наличието на собствени отделителни канали. Екзокринните жлези секретират на повърхността на кожата или в телесните кухини.

Ендокринни жлези

Ендокринните жлези отделят хормони в кръвта. Те нямат собствени отделителни канали, така че хуморалната регулация се осъществява с помощта на телесни течности. Попадайки в кръвта или лимфата, те се разнасят по цялото тяло, стигат до всяка негова клетка. И резултатът от това е ускоряване или забавяне на различни процеси. Това може да бъде растеж, сексуално и психологическо развитие, метаболизъм, дейността на отделните органи и техните системи.

Хипо- и хиперфункции на ендокринните жлези

Дейността на всяка ендокринна жлеза има „двете страни на монетата“. Нека да разгледаме това с конкретни примери. Ако хипофизната жлеза отделя излишно количество хормон на растежа, се развива гигантизъм, а при липса на това вещество се наблюдава нанизъм. И двете са отклонения от нормалното развитие.

Щитовидната жлеза отделя няколко хормона едновременно. Това са тироксин, калцитонин и трийодтиронин. При недостатъчния им брой кърмачетата развиват кретинизъм, който се проявява в изоставане умствено развитие. Ако хипофункцията се прояви в зряла възраст, тя е придружена от подуване на лигавицата и подкожната тъкан, косопад и сънливост. Ако количеството на хормоните на тази жлеза надхвърли нормалната граница, човек може да развие болест на Грейвс. Проявява се в повишена възбудимост нервни системи s, треперене на крайниците, безпричинно безпокойство. Всичко това неизбежно води до отслабване и загуба на жизненост.

Ендокринните жлези включват също паращитовидната жлеза, тимуса и надбъбречните жлези. Последните жлези по време на стресова ситуация отделят хормона адреналин. Наличието му в кръвта осигурява мобилизирането на всички жизнени сили и способността за адаптиране и оцеляване в нестандартни за организма условия. На първо място, това е отразено в разпоредбата мускулна системанеобходимото количество енергия. Хормонът с обратно действие, който също се секретира от надбъбречните жлези, се нарича норепинефрин. Освен това е от голямо значение за тялото, тъй като го предпазва от прекомерна възбудимост, загуба на сила, енергия и бързо износване. Това е още един пример за обратното действие на ендокринната система на човека.

Жлези със смесена секреция

Те включват панкреаса и половите жлези. Принципът на тяхната работа е двоен. само два вида и глюкагон. Те съответно намаляват и повишават нивото на глюкозата в кръвта. AT здраво тялоПри хората тази регулация остава незабелязана. Ако обаче тази функция е нарушена, сериозно заболяване, което се нарича диабет. Хората с тази диагноза се нуждаят от изкуствено въвеждане на инсулин. Като жлеза с външна секреция, панкреасът отделя храносмилателен сок. Това вещество се секретира в първата част на тънките черва - дванадесетопръстника. Под негово влияние протича процес на разделяне на сложни биополимери до прости. Именно в този участък протеините и липидите се разпадат на съставните си части.

Половите жлези отделят и различни хормони. Това са мъжкият тестостерон и женският естроген. Тези вещества започват да действат още в хода на ембрионалното развитие, половите хормони влияят върху формирането на пола и след това формират определени сексуални характеристики. Подобно на екзокринните жлези, те образуват гамети. Човекът, както всички бозайници, е двудомен организъм. Репродуктивната му система има общ структурен план и е представена от половите жлези, техните канали и клетки директно. При жените това са чифтни яйчници с техните трактове и яйца. При мъжете репродуктивната система се състои от тестиси, отделителни канали и сперматозоиди. В този случай тези жлези действат като жлези с външна секреция.

Нервната и хуморалната регулация са тясно свързани. Те работят като единен механизъм. Хуморалът е по-древен по произход, има дълготраен ефект и действа върху целия организъм, тъй като хормоните се пренасят с кръвта и влизат във всяка клетка. А нервната работи точково, в точно определено време и на точно определено място, на принципа "тук и сега". След промяна на условията действието му се прекратява.

И така, хуморалната регулация на физиологичните процеси се осъществява с помощта на ендокринната система. Тези органи са в състояние да отделят специални биологично активни вещества в течни среди, които се наричат ​​хормони.

Описание на презентацията на отделни слайдове:

1 слайд

Описание на слайда:

2 слайд

Описание на слайда:

РЕГУЛАЦИЯ - от лат. Regulo - насочвам, рационализирам) координиращ ефект върху клетките, тъканите и органите, привеждайки дейността им в съответствие с нуждите на тялото и промените в околната среда. Как е регулацията в тялото?

3 слайд

Описание на слайда:

4 слайд

Описание на слайда:

Нервните и хуморалните методи за регулиране на функциите са тясно свързани. Дейността на нервната система е постоянно повлияна от химикали, пренасяни с кръвта, а образуването на повечето химикали и освобождаването им в кръвта е под постоянен контрол на нервната система. Регулирането на физиологичните функции в организма не може да се извърши само с помощта на нервна или само хуморална регулация - това е единен комплекс от неврохуморална регулация на функциите.

5 слайд

Описание на слайда:

Нервната регулация е координиращо влияние на нервната система върху клетките, тъканите и органите, един от основните механизми за саморегулация на функциите на целия организъм. Нервната регулация се осъществява с помощта на нервни импулси. Нервната регулация е бърза и локална, което е особено важно при регулацията на движенията и засяга всички (!) системи на тялото.

6 слайд

Описание на слайда:

Нервната регулация се основава на рефлексен принцип. Рефлексът е универсална форма на взаимодействие на тялото с околен свят, е реакцията на организма към дразнене, която се осъществява чрез централната нервна система и се контролира от нея.

7 слайд

Описание на слайда:

Структурната и функционална основа на рефлекса е рефлексната дъга - последователно свързана верига от нервни клетки, която осигурява отговор на дразнене. Всички рефлекси се осъществяват благодарение на дейността на централната нервна система - главния и гръбначния мозък.

8 слайд

Описание на слайда:

Хуморална регулация Хуморалната регулация е съгласуване на физиологични и биохимични процеси, осъществявани чрез течните среди на тялото (кръв, лимфа, тъканна течност) с помощта на биологично активни вещества (хормони), секретирани от клетките, органите и тъканите в хода на тяхната жизнена дейност.

9 слайд

Описание на слайда:

Хуморалната регулация възниква в процеса на еволюцията по-рано от нервната. Тя се усложнява в процеса на еволюцията, в резултат на което възниква ендокринната система (ендокринни жлези). Хуморалната регулация е подчинена на нервната регулация и заедно с нея съставлява единна системаневрохуморална регулация на функциите на тялото, която играе важна роляв поддържането на относително постоянство на състава и свойствата на вътрешната среда на тялото (хомеостаза) и адаптирането му към променящите се условия на съществуване.

10 слайд

Описание на слайда:

Имунна регулация Имунитетът е физиологична функция, която осигурява устойчивостта на организма към действието на чужди антигени. Човешкият имунитет го прави имунитет към много бактерии, вируси, гъбички, червеи, протозои, различни животински отрови, предпазва тялото от ракови клетки. Задачата на имунната система е да разпознае и унищожи всички чужди структури. Имунната система е регулатор на хомеостазата. Тази функция се осъществява поради производството на автоантитела, които например могат да свързват излишните хормони.

11 слайд

Описание на слайда:

Имунологичната реакция, от една страна, е неразделна част от хуморалната, тъй като повечето физиологични и биохимични процеси се извършват с прякото участие на хуморални медиатори. Често обаче имунологичната реакция е насочена и по този начин наподобява нервна регулация. Интензивността на имунния отговор от своя страна се регулира по неврофилен начин. Работата на имунната система се коригира от мозъка и чрез ендокринна система. Такава нервна и хуморална регулация се осъществява с помощта на невротрансмитери, невропептиди и хормони. Промедиаторите и невропептидите достигат до органите на имунната система по аксоните на нервите, а хормоните се секретират от ендокринните жлези несвързано в кръвта и по този начин се доставят до органите на имунната система. Фагоцит (клетка на имунитета), унищожава бактериалните клетки

В рана, образувана върху човешкото тяло, кървенето в крайна сметка спира, но може да се появи нагнояване. Обяснете на какви свойства на кръвта се дължи това.

31.К лимфна системачовек се приписва 32. Кухите вени в човешкото тяло се вливат в

Какво е неврохуморална регулацияработата на сърцето в човешкото тяло, какво е значението му в живота на тялото?

101. Назовете камерата на човешкото сърце, която е обозначена с цифрата 1. Каква кръв се съдържа в тази камера и през какви съдове влиза в нея?

35. Кръвта през вените долни крайницидвижейки се в същата посока като 36. Във фазата на свиване на вентрикулите на сърцето, максималното кръвно налягане ще се наблюдава в 37. Установете съответствие между процеса, протичащ в човешкото тяло, и органната система, която участва в неговото изпълнение. 38. Установете съответствие между вида на човешките кръвоносни съдове и вида на кръвта, която съдържат.

	|	следваща лекция ==>

Нервният срив включва остър пристъп на тревожност, в резултат на което възниква сериозно нарушение на обичайния начин на живот на човек. Нервен срив, чиито симптоми определят това състояние към семейство психични разстройства (неврози), възниква в ситуации, при които пациентът е в състояние на внезапен или прекомерен стрес, както и дългосрочен стрес.

общо описание

В резултат на нервен срив се появява усещане за липса на контрол върху собствените чувства и действия, при което, съответно, човек напълно се поддава на състоянията на стрес, тревожност или тревожност, които го доминират през този период.

Нервният срив, въпреки общата картина на неговото проявление в много случаи, междувременно е положителна реакция от страна на тялото и по-специално защитна реакция. Сред други подобни реакции, например, могат да се разграничат сълзите, както и придобитият имунитет, който възниква на фона на психическо пренапрежение в комбинация с интензивен и продължителен психически стрес.

Постигането от човек на критично състояние за психиката определя нервен срив като вид лост, поради активирането на който натрупаните нервно напрежение. Всички събития могат да бъдат идентифицирани като причини за нервен срив, независимо дали са мащабни и интензивни по своето въздействие или, напротив, незначително, но „продължително подкопаване“.

Изключително важно е да знаете симптомите на нервен срив, за да вземете необходимите мерки навреме, т.к. говорим синаистина наистина сериозно разстройство, в който развитието на събитията може да се случи по различни начини, като се започне от последващото попадение кардиологично отделениеи завършва с психо-неврологичен диспансер.

Фактори, провокиращи нервен срив

• депресия;
• стрес;
• липса на витамини;
• двигателни нарушения;
• заболявания, свързани с функциите на щитовидната жлеза;
• шизофрения в историята;
• генетично предразположение;
• употреба на алкохол, наркотици.

Нервен срив: симптоми

Нервният срив може да се характеризира с различни прояви, които по-специално зависят от специфичния тип симптоматика. И така, симптомите на нервен срив могат да бъдат физически, поведенчески и емоционални по своя тип проявление.

Физически симптоми:

• нарушения на съня, които могат да включват дълъг периодбезсъние и дълъг сън;
• запек, диария;
• симптоми, които определят затрудненото дишане в един или друг вариант на проявление;
• мигрена, чести главоболия;
• загуба на паметта;
• намалено либидо;
• нарушения, свързани с менструален цикъл;
• постоянна умора, силно изтощение на тялото;
• състояние на тревожност, постоянно;
• изразени промени в апетита.

Поведенчески симптоми:

• поведение, което е странно за другите;
• изразени промени в настроението;
• внезапни прояви на гняв, желание за извършване на насилие.

Емоционални симптоми (тези симптоми са един вид предвестници на бъдещ нервен срив):

• депресия, която е не само симптом, определящ възможността за нервен срив, но и причина за него възможен външен вид;
• безпокойство;
• нерешителност;
• чувство на безпокойство;
• вина;
• понижаване на самочувствието;
• параноични мисли;
• сълзливост;
• загуба на интерес към работата и социалния живот;
• нарастваща зависимост от наркотични вещества, алкохол;
• появата на мисли за собствената непобедимост и величие;
• появата на мисли за смърт.

Сега нека разгледаме по-подробно проявите на някои симптоми, които са пряко свързани с нервен срив.

Нарушения на съня и апетита, депресия емоционално състояние, затихване социалните контактив една или друга област на живота, раздразнителност и агресивност - всичко това са основните симптоми, присъщи на нервно разстройство. Човек има чувството, че е притиснат в ъгъла, в който съответно се оказва в състояние на депресия.

Опитите да се помогне на близки хора в такава ситуация, като правило, водят до агресия и грубост срещу тях, което също предполага логичен отказ от всякаква помощ в такова състояние. Нервният срив също граничи със симптоми, показващи преумора, която се състои в апатия и липса на сила, в допълнение към това се губи интерес към всичко, което се случва и наоколо.

Както вече беше отбелязано по-горе по отношение на основните точки, нервният срив се състои не само в промени, свързани с психо-емоционалното състояние на човек, но също така е пряко свързан с неговото физическо състояние. По-специално, нарушенията, свързани с дейността на автономната нервна система, стават актуални, те се състоят в прекомерно изпотяване, в паническа атака, сухота в устата и др. Освен това, след поражението на нервната система, има и поражение на сърдечно-съдовата система, както и стомашно-чревния тракт.

В първия случай най-честите промени се проявяват под формата на хипертония и тахикардия (учестен пулс), появява се и болка в сърцето, която се определя съответно като ангина пекторис. Тези симптоми изискват медицинска помощ, в противен случай въпросното състояние може просто да доведе до инсулт или инфаркт.

Колкото до поражението храносмилателната системас нервен срив се състои в промяна на апетита (той или намалява, или изчезва напълно), в пристъпи на гадене. Изпражненията на пациента също са подложени на определени нарушения под формата на запек или диария. Тези състояния определят и необходимостта от определена корекция, и то не медицинска корекция, насочена към лечението на стомашно-чревния тракт, а корекция, насочена към премахване на непосредствения нервен срив, който е основното състояние, което засяга изброените прояви.

По този начин, с адекватно и ефективно определяне на терапия за нервен срив, резултатът ще осигури облекчение от съпътстващи симптомиот стомашно-чревния тракт и други системи.

Лечение на нервен срив

Лечението на нервен срив се определя въз основа на счетоводството конкретни причиникоето го е провокирало, както и общата тежест на действителните прояви. При реактивни психозинеобходимо е лечение в рамките на специализирани клиникии болници. Състои се в назначаването на лекарствена терапия с използването на невролептици в него, както и с използването на транквиланти.

Прекомерната работа, която също играе важна роля в появата на нервни сривове, изисква санаториално лечение и е по-добре, ако санаториумът е местен, тъй като изменението на климата често действа като допълнителен фактор на стреса.

При всеки вариант на състоянието основният метод за корекция е психотерапията, която се прилага и за предотвратяване на нервен срив. В този случай лекарят ще идентифицира всички онези фактори, които са провокирали нервен срив, след което в рамките на подходящото психологическа корекция, той ще формира и прилага подходяща схема, насочена към устойчивостта на пациента към този тип явления.

Когато се появят тези симптоми, важно е незабавно да потърсите помощ от психолог или психотерапевт или невропатолог (невролог). Не трябва да пренебрегвате нервен срив, тъй като аспектите на психиката са доста крехки и никога не се знае със сигурност колко сериозни могат да бъдат последствията от такова състояние за пациента и бъдещия му живот като цяло.

Най-важните концепции на теорията за физиологичната регулация.

Преди да разгледаме механизмите на неврохуморалната регулация, нека се спрем на най-важните концепции на този клон на физиологията. Някои от тях са разработени от кибернетиката. Познаването на такива понятия улеснява разбирането на регулацията на физиологичните функции и решаването на редица проблеми в медицината.

Физиологична функция- проява на жизнената дейност на организма или неговите структури (клетки, органи, системи от клетки и тъкани), насочени към запазване на живота и изпълнение на генетично и социално определени програми.

Система- набор от взаимодействащи елементи, които изпълняват функция, която не може да бъде изпълнена от един отделен елемент.

елемент -структурна и функционална единица на системата.

сигнал -различни видове материя и енергия, които предават информация.

Информацияинформация, съобщения, предавани по комуникационни канали и възприемани от тялото.

Стимул- фактор на външната или вътрешната среда, чието въздействие върху рецепторните образувания на тялото предизвиква промяна в процесите на жизнената дейност. Дразнителите се делят на адекватни и неадекватни. към възприятието адекватни стимулирецепторите на тялото се адаптират и активират при много ниска енергия на въздействащия фактор. Например, за да активирате рецепторите на ретината (пръчици и колбички), са достатъчни 1-4 кванта светлина. неадекватенса дразнители,към чието възприемане чувствителните елементи на тялото не са адаптирани. Например конусите и пръчките на ретината на окото не са адаптирани към възприемането на механични въздействия и не осигуряват появата на усещане дори при значително въздействие върху тях. Само при много голяма сила на удар (удар) те могат да се активират и да възникне усещане за светлина.

Дразнителите също се подразделят според силата си на подпрагови, прагови и надпрагови. Сила подпрагови стимулинедостатъчна за възникване на регистриран отговор на тялото или неговите структури. прагов стимулнаречени такива, чиято минимална сила е достатъчна за възникване на изразен отговор. Надпрагови стимулиса по-мощни от праговите стимули.

Стимул и сигнал са подобни, но не еднозначни понятия. Един и същ стимул може да има различна стойност на сигнала. Например, скърцането на заек може да е сигнал, който предупреждава за опасността от роднини, но за лисицата същият звук е сигнал за възможността за получаване на храна.

раздразнение -въздействието на външни или вътрешни фактори върху структурите на тялото. Трябва да се отбележи, че в медицината терминът "дразнене" понякога се използва в друг смисъл - за обозначаване на реакцията на тялото или неговите структури към действието на стимула.

Рецепторимолекулярно или клетъчни структури, възприемайки действието на фактори на външната или вътрешната среда и предавайки информация за стойността на сигнала на стимула към следващите връзки на регулаторната верига.

Концепцията за рецепторите се разглежда от две гледни точки: от молекулярно-биологична и морфофункционална. В последния случай говорим за сетивни рецептори.

ОТ молекулярно биологичниОт гледна точка рецепторите са специализирани протеинови молекули, вградени в клетъчната мембрана или разположени в цитозола и ядрото. Всеки тип такива рецептори е в състояние да взаимодейства само със строго определени сигнални молекули - лиганди.Например за така наречените адренорецептори лигандите са хормоналните молекули на адреналина и норепинефрина. Тези рецептори са вградени в мембраните на много телесни клетки. Ролята на лиганди в организма се изпълнява от биологично активни вещества: хормони, невротрансмитери, растежни фактори, цитокини, простагландини. Те изпълняват своята сигнална функция, намирайки се в биологични течности в много малки концентрации. Например съдържанието на хормони в кръвта се намира в рамките на 10 -7 -10 - 10 mol / l.

ОТ морфофункционаленгледна точка, рецепторите (сензорни рецептори) са специализирани клетки или нервни окончания, чиято функция е да възприемат действието на стимулите и да осигурят възникването на възбуждане в нервните влакна. В този смисъл терминът "рецептор" се използва най-често във физиологията, когато става дума за регулация, осигурявана от нервната система.

Наричат ​​се набор от сензорни рецептори от същия тип и областта на тялото, в която са концентрирани рецепторно поле.

Функцията на сензорните рецептори в тялото се изпълнява от:

специализирани нервни окончания. Те могат да бъдат свободни, необвити (напр. кожни рецептори за болка) или обвити (напр. кожни тактилни рецептори);

специализирани нервни клетки (невросензорни клетки). При хората такива сетивни клетки се намират в слоя епител, покриващ повърхността на носната кухина; те осигуряват възприемането на миризливи вещества. В ретината на окото невросензорните клетки са представени от конуси и пръчки, които възприемат светлинни лъчи;

3) специализирани епителни клетки са клетки, развиващи се от епителна тъкан, които са придобили висока чувствителност към действието на определени видове стимули и могат да предават информация за тези стимули на нервните окончания. Такива рецептори се намират в вътрешно ухо, вкусовите рецептори на езика и вестибуларния апарат, осигуряващи способността за възприемане на звукови вълни, вкусови усещания, съответно положение и движение на тялото.

Регламентпостоянен мониторинг и необходима корекция на функционирането на системата и отделните й структури с цел постигане на полезен резултат.

Физиологична регулация- процес, който осигурява запазване на относително постоянство или промяна в желаната посока на хомеостазата и жизнените функции на тялото и неговите структури.

Физиологичната регулация на жизнените функции на организма се характеризира със следните особености.

Наличието на затворени контролни контури.Най-простата регулаторна верига (фиг. 2.1) включва блокове: регулируем параметър(напр. нивото на кръвната захар, кръвно налягане),контролно устройство- в целия организъм това е нервен център, в отделна клетка - геном, ефектори- органи и системи, които под въздействието на сигнали от управляващото устройство променят работата си и пряко влияят върху стойността на контролирания параметър.

Взаимодействието на отделните функционални блокове на такава регулаторна система се осъществява чрез директни и обратни канали. Чрез директни комуникационни канали информацията се предава от управляващото устройство към ефекторите, а чрез канали за обратна връзка - от рецептори (сензори), които управляват

Ориз. 2.1.Диаграма на затворен цикъл

които определят стойността на контролирания параметър - към контролното устройство (например от рецепторите на скелетните мускули - към гръбначния мозък и мозъка).

По този начин обратната връзка (наричана още обратна аферентация във физиологията) гарантира, че управляващото устройство получава сигнал за стойността (състоянието) на контролирания параметър. Той осигурява контрол върху реакцията на ефекторите към управляващия сигнал и резултата от действието. Например, ако целта на движението на човешка ръка е да отвори учебник по физиология, тогава обратната връзка се осъществява чрез провеждане на импулси по аферентните нервни влакна от рецепторите на очите, кожата и мускулите към мозъка. Такава импулсация дава възможност за проследяване на движенията на ръката. Благодарение на това нервната система може да извърши корекция на движението, за да постигне желания резултат от действието.

С помощта на обратна връзка (обратна аферентация) регулаторната верига се затваря, нейните елементи се комбинират в затворена верига - система от елементи. Само при наличие на затворен контролен контур е възможно да се осъществи стабилна регулация на параметрите на хомеостазата и адаптивните реакции.

Обратната връзка се дели на отрицателна и положителна. В тялото по-голямата част от отзивите са отрицателни. Това означава, че под влияние на информацията, постъпваща по техните канали, регулаторната система връща отклонения параметър към първоначалната (нормална) стойност. По този начин е необходима отрицателна обратна връзка, за да се поддържа стабилността на нивото на регулирания индикатор. За разлика от това, положителната обратна връзка допринася за промяна на стойността на контролирания параметър, прехвърляйки го към ново ниво. И така, в началото на интензивното мускулно натоварванеИмпулсирането от рецепторите на скелетните мускули допринася за развитието на повишаване на нивото на артериалното кръвно налягане.

Функционирането на неврохуморалните регулаторни механизми в организма не винаги е насочено само към поддържане на хомеостатичните константи на непроменено, строго стабилно ниво. В редица случаи за организма е жизненоважно регулаторните системи да преструктурират работата си и да променят стойността на хомеостатичната константа, да променят така наречената "задаваща точка" на контролирания параметър.

Зададена точка(Английски) зададена точка).Това е нивото на контролирания параметър, при което регулаторната система се стреми да поддържа стойността на този параметър.

Разбирането на наличието и посоката на промени в зададената точка на хомеостатичната регулация помага да се определи причината за патологичните процеси в организма, да се предвиди тяхното развитие и да се намери правилният начин за лечение и профилактика.

Помислете за това, като използвате примера за оценка на температурните реакции на тялото. Дори когато човек е здрав, температурата на сърцевината на тялото през деня варира между 36 ° C и 37 ° C, а вечер е по-близо до 37 ° C, през нощта и рано сутрин - до 36 ° C. °C. Това показва наличието на циркаден ритъм на промяна в стойността на зададената точка на терморегулация. Но наличието на промени в зададената температура на сърцевината на тялото при редица човешки заболявания се проявява особено ясно. Например, с развитието на инфекциозни заболявания, терморегулаторните центрове на нервната система получават сигнал за появата на бактериални токсини в тялото и преструктурират работата си по такъв начин, че да повишат нивото на телесната температура. Такава реакция на тялото към въвеждането на инфекция се развива филогенетично. Полезно е, защото повишена температураимунната система функционира по-активно и условията за развитие на инфекция се влошават. Ето защо не винаги е необходимо да се предписват антипиретици, когато се развие треска. Но тъй като много висока температура на сърцевината на тялото (повече от 39 ° C, особено при деца) може да бъде опасна за тялото (предимно по отношение на увреждане на нервната система), лекарят трябва да вземе индивидуално решение за всеки индивидуален случай. Ако при телесна температура 38,5 - 39 ° C има признаци като мускулни тремори, втрисане, когато човек се увива в одеяло, търси да се затопли, тогава е ясно, че механизмите на терморегулацията продължават да мобилизират всички източници на производство на топлина и начини за пестене на топлина в тялото. Това означава, че зададената точка все още не е достигната и в близко бъдеще телесната температура ще се повиши, достигайки опасни граници. Но ако при същата температура пациентът развие обилно изпотяване, мускулните тремори изчезнат и той се отвори, тогава е ясно, че зададената точка вече е достигната и механизмите на терморегулацията ще предотвратят по-нататъшно повишаване на температурата. В такава ситуация лекарят за определено време в някои случаи може да се въздържи от предписване на антипиретици.

Нива на регулаторни системи.Има следните нива:

субклетъчни (например саморегулиране на вериги от биохимични реакции, комбинирани в биохимични цикли);

клетъчен - регулиране на вътреклетъчните процеси с помощта на биологично активни вещества (автокрин) и метаболити;

тъкан (паракриния, творчески връзки, регулиране на клетъчното взаимодействие: адхезия, интеграция в тъканта, синхронизиране на деленето и функционалната активност);

орган - саморегулация на отделните органи, тяхното функциониране като цяло. Такава регулация се осъществява както благодарение на хуморалните механизми (паракриния, творчески връзки), така и на нервните клетки, чиито тела са разположени в интраорганните автономни ганглии. Тези неврони взаимодействат, за да образуват вътрешноорганични рефлексни дъги. Същевременно чрез тях се осъществяват и регулаторните влияния на централната нервна система върху вътрешните органи;

организмова регулация на хомеостазата, телесна цялост, формиране на регулаторни функционални системи, осигуряване на подходящи поведенчески реакции, адаптиране на тялото към промените в условията на околната среда.

По този начин в тялото има много нива на регулаторни системи. Най-простите системи на тялото се комбинират в по-сложни, способни да изпълняват нови функции. При което прости системи, като правило, се подчиняват на управляващи сигнали от по-сложни системи. Това подчинение се нарича йерархия на регулаторните системи.

Механизмите за прилагане на тези разпоредби ще бъдат разгледани по-подробно по-долу.

Единство и отличителни чертинервна и хуморална регулация.Механизмите на регулиране на физиологичните функции традиционно се разделят на нервни и хуморални.

въпреки че в действителност те образуват единна регулаторна система, която осигурява поддържането на хомеостазата и адаптивната дейност на тялото. Тези механизми имат многобройни връзки както на нивото на функциониране на нервните центрове, така и при предаването на сигнална информация към ефекторните структури. Достатъчно е да се каже, че при изпълнението на най-простия рефлекс като елементарен механизъм нервна регулацияпредаването на сигнала от една клетка към друга се осъществява чрез хуморални фактори – невротрансмитери. Чувствителността на сензорните рецептори към действието на стимулите и функционалното състояние на невроните се променят под въздействието на хормони, невротрансмитери, редица други биологично активни вещества, както и най-простите метаболити и минерални йони (K + Na + CaCI -) . На свой ред нервната система може да задейства или коригира хуморалната регулация. Хуморалната регулация в организма е под контрола на нервната система.

Характеристики на нервната и хуморалната регулация в организма. Хуморалните механизми са филогенетично по-стари, те присъстват дори при едноклетъчните животни и придобиват голямо разнообразие при многоклетъчните организми и особено при човека.

Нервните механизми на регулиране се формират филогенетично по-късно и се формират постепенно в онтогенезата на човека. Такава регулация е възможна само в многоклетъчни структури, които имат нервни клетки, които се комбинират в нервни вериги и образуват рефлексни дъги.

Хуморалната регулация се осъществява чрез разпределението на сигналните молекули в телесните течности на принципа "всеки, всичко, всеки" или принципа на "радиовръзката"

Нервната регулация се извършва на принципа на "писмо с адрес" или "телеграфна комуникация".Сигналът се предава от нервните центрове до строго определени структури, например до точно определени мускулни влакна или техните групи в определен мускул . Само в този случай са възможни целенасочени, координирани човешки движения.

Хуморалната регулация, като правило, се извършва по-бавно от нервната регулация. Скоростта на сигнала (потенциал на действие) в бързите нервни влакна достига 120 m / s, докато скоростта на транспортиране на сигналната молекула

кула с кръвен поток в артериите приблизително 200 пъти, а в капилярите - хиляда пъти по-малко.

идвам нервен импулскъм ефекторния орган почти мигновено предизвиква физиологичен ефект (например свиване на скелетния мускул). Отговорът на много хормонални сигнали е по-бавен. Например, проявата на реакция към действието на хормоните на щитовидната жлеза и надбъбречната кора настъпва след десетки минути и дори часове.

Хуморалните механизми са от първостепенно значение за регулирането на метаболитните процеси, скоростта клетъчно делене, растеж и специализация на тъканите, пубертет, адаптация към променящите се условия на околната среда.

Нервната система в здравия организъм влияе върху всички хуморални регулации и ги коригира. Нервната система обаче има свои специфични функции. Тя управлява жизнени процеси, изискващ бързи реакции, осигурява възприемането на сигнали, идващи от сетивните рецептори на сетивните органи, кожата и вътрешните органи. Регулира тонуса и съкращенията на скелетната мускулатура, които осигуряват поддържането на стойката и движението на тялото в пространството. Нервната система осигурява проявата на такива психични функции като усещане, емоции, мотивация, памет, мислене, съзнание, регулира поведенческите реакции, насочени към постигане на полезен адаптивен резултат.

Въпреки функционалното единство и многобройните взаимовръзки на нервните и хуморалните регулации в тялото, за удобство при изучаването на механизмите за изпълнение на тези регулации ще ги разгледаме отделно.

Характеристика на механизмите на хуморалната регулация в организма. Хуморалната регулация се осъществява поради предаването на сигнали с помощта на биологично активни вещества през течните среди на тялото. Биологично активните вещества на тялото включват: хормони, невротрансмитери, простагландини, цитокини, растежни фактори, ендотел, азотен оксид и редица други вещества. За да изпълнят своята сигнална функция е достатъчно много малко количество от тези вещества. Например, хормоните изпълняват своята регулаторна роля, когато концентрацията им в кръвта е в границите 10 -7 -10 0 mol / l.

Хуморалната регулация се разделя на ендокринна и локална.

Ендокринна регулация се осъществяват поради функционирането на жлезите с вътрешна секреция (ендокринни жлези), които са специализирани органи, които секретират хормони. Хормони- биологично активни вещества, произведени от жлезите с вътрешна секреция, пренасяни от кръвта и оказващи специфични регулаторни ефекти върху жизнената активност на клетките и тъканите. Отличителна черта на ендокринната регулация е, че ендокринните жлези отделят хормони в кръвта и по този начин тези вещества се доставят до почти всички органи и тъкани. Отговорът на действието на хормона обаче може да бъде само от тези клетки (мишени) на мембраните, в цитозола или ядрото на които има рецептори за съответния хормон.

Отличителна черта локална хуморална регулация е, че биологично активните вещества, произведени от клетката, не навлизат в кръвния поток, а действат върху произвеждащата ги клетка и нейната непосредствена среда, разпространявайки се през междуклетъчната течност поради дифузия. Такава регулация се подразделя на регулация на метаболизма в клетката, дължаща се на метаболити, автокриния, паракриния, юкстакриния, взаимодействия чрез междуклетъчни контакти.

Регулиране на метаболизма в клетката поради метаболити.Метаболитите са крайните и междинните продукти на метаболитните процеси в клетката. Участието на метаболитите в регулацията на клетъчните процеси се дължи на наличието в метаболизма на вериги от функционално свързани биохимични реакции - биохимични цикли. Характерно е, че вече в такива биохимични цикли има основните признаци на биологична регулация, наличието на затворен контролен контур и отрицателна обратна връзка, която осигурява затварянето на този контур. Например вериги от такива реакции се използват при синтеза на ензими и вещества, участващи в образуването на аденозин трифосфат (АТФ). АТФ е вещество, в което се натрупва енергия, която лесно се използва от клетките за различни жизнени процеси: движение, синтез на органични вещества, растеж, транспорт на вещества през клетъчните мембрани.

автокринен механизъм.При този тип регулация сигналната молекула, синтезирана в клетката, се освобождава през

Рецептор r t Ендокринни

относно? мооо

Augocrinia Paracrinia Yuxtacrinia t

Ориз. 2.2.Видове хуморална регулация в организма

клетъчна мембрана в междуклетъчната течност и се свързва с рецептора на външната повърхност на мембраната (фиг. 2.2). Така клетката реагира на синтезираната в нея сигнална молекула – лиганда. Прикрепването на лиганд към рецептор на мембраната предизвиква активирането на този рецептор и предизвиква цяла каскада от биохимични реакции в клетката, които осигуряват промяна в нейната жизнена активност. Автокринната регулация често се използва от клетките на имунната и нервната система. Този авторегулаторен път е необходим за поддържане на стабилно ниво на секреция на определени хормони. Например, за предотвратяване на прекомерната секреция на инсулин от Р-клетките на панкреаса, инхибиторният ефект на секретирания от тях хормон върху активността на тези клетки е важен.

паракринен механизъм.Осъществява се чрез секреция на сигнални молекули от клетката, които преминават в междуклетъчната течност и влияят върху жизнената дейност на съседните клетки (фиг. 2.2). отличителен белегТози тип регулация е, че при предаването на сигнала има етап на дифузия на молекулата на лиганда през междуклетъчната течност от една клетка към други съседни клетки. Така клетките на панкреаса, които отделят инсулин, влияят върху клетките на тази жлеза, които отделят друг хормон, глюкагон. Растежните фактори и интерлевкините влияят на клетъчното делене, простагландините влияят върху тонуса на гладката мускулатура, мобилизацията на Ca 2+.Този тип сигнализация е важен за регулиране на растежа на тъканите по време на ембрионалното развитие, заздравяването на рани и за растежа на увредените нервни влакнаи по време на предаване на възбуждането в синапсите.

Последните проучвания показват, че някои клетки (особено нервните) трябва постоянно да получават специфични сигнали, за да поддържат своята жизнена активност.

L1 от съседни клетки. Сред тези специфични сигнали растежните фактори (NGF) са особено важни. При липса на излагане на тези сигнални молекули за дълго време, нервните клетки започват програма за самоунищожение. Този механизъм на клетъчна смърт се нарича апоптоза.

Паракринната регулация често се използва едновременно с автокринната регулация. Например, по време на предаването на възбуждане в синапсите, сигналните молекули, освободени от нервното окончание, се свързват не само с рецепторите на съседната клетка (на постсинаптичната мембрана), но и с рецепторите на мембраната на същото нервно окончание ( пресинаптичната мембрана).

Юксакринен механизъм.Осъществява се чрез прехвърляне на сигнални молекули директно от външната повърхност на мембраната на една клетка към мембраната на друга. Това се случва при условие на директен контакт (закрепване, адхезивно свързване) на мембраните на две клетки. Такова прикрепване възниква, например, когато левкоцитите и тромбоцитите взаимодействат с ендотела на кръвоносните капиляри на място, където има възпалителен процес. На мембраните, покриващи капилярите на клетките, на мястото на възпалението се появяват сигнални молекули, които се свързват с рецепторите. определени видовелевкоцити. Тази връзка води до активиране на прикрепването на левкоцитите към повърхността на кръвоносния съд. Това може да бъде последвано от цял ​​комплекс от биологични реакции, които осигуряват прехода на левкоцитите от капиляра към тъканта и потискане на възпалителната реакция от тях.

Взаимодействия чрез междуклетъчни контакти.Осъществява се чрез междумембранни връзки (вмъкнати дискове, нексуси). По-специално, предаването на сигнални молекули и някои метаболити през междинни връзки - нексуси - е много често. По време на образуването на нексуси специални протеинови молекули (коннексони) на клетъчната мембрана се комбинират в 6 части, така че да образуват пръстен с пора вътре. На мембраната на съседна клетка (точно срещуположната) се образува същата пръстеновидна формация с пора. Две централни пори се обединяват, за да образуват канал, проникващ през мембраните на съседни клетки. Ширината на канала е достатъчна за преминаването на много биологично активни вещества и метаболити. Ca 2+ йони преминават свободно през нексуса, като са мощни регулатори на вътреклетъчните процеси.

Благодарение на високата си електропроводимост, нексусите допринасят за разпространението на локални токове между съседните клетки и формирането на функционалното единство на тъканта. Такива взаимодействия са особено изразени в клетките на сърдечния мускул и гладките мускули. Нарушаването на състоянието на междуклетъчните контакти води до патология на сърцето, промени

повишаване на съдовия мускулен тонус, слабост на свиването на матката и промени в редица други регулации.

Контактите между клетката, които служат за укрепване на физическата връзка между мембраните, се наричат ​​плътни връзки и адхезивни колани. Такива контакти могат да бъдат под формата на кръгъл пояс, преминаващ между страничните повърхности на клетката. Уплътняването и увеличаването на силата на тези съединения се осигурява от прикрепването към повърхността на мембраните на протеини миозин, актинин, тропомиозин, винкулин и др.. Плътните съединения допринасят за интегрирането на клетките в тъканта, тяхната адхезия и устойчивост на тъканите на механично напрежение. Те участват и в образуването на бариерни образувания в организма. Тесните връзки са особено изразени между ендотела, покриващ съдовете на мозъка. Те намаляват пропускливостта на тези съдове за вещества, циркулиращи в кръвта.

Клетъчните и вътреклетъчните мембрани играят важна роля в цялата хуморална регулация, включваща специфични сигнални молекули. Следователно, за да се разбере механизмът на хуморалната регулация, е необходимо да се познават елементите на физиологията клетъчни мембрани.

Ориз. 2.3.Схема на структурата на клетъчната мембрана

Протеин носител

(вторично-активен

транспорт)

Мембранен протеин

Протеин PKC

двоен слой от фосфолипиди

Антигени

Извънклетъчна повърхност

Вътреклетъчна среда

Характеристики на структурата и свойствата на клетъчните мембрани.Всички клетъчни мембрани се характеризират с един принцип на структура (фиг. 2.3). Те се основават на два слоя липиди (молекули на мазнини, повечето от които са фосфолипиди, но има и холестерол и гликолипиди). Мембранните липидни молекули имат глава (място, което привлича вода и се стреми да взаимодейства с нея, наречено водач

профил) и опашка, която е хидрофобна (отблъсква водните молекули, избягва тяхната близост). В резултат на тази разлика в свойствата на главата и опашката на липидните молекули, когато те ударят повърхността на водата, те се подреждат в редици: глава до глава, опашка до опашка и образуват двоен слой, в който хидрофилните глави обърнати към водата, а хидрофобните опашки са обърнати една към друга. Опашките са вътре в този двоен слой. Наличието на липиден слой образува затворено пространство, изолира цитоплазмата от околната среда водна средаи създава пречка за преминаването на водата и разтворимите в нея вещества през клетъчната мембрана. Дебелината на такъв липиден бислой е около 5 nm.

Мембраната също съдържа протеини. Техните молекули по обем и маса са 40-50 пъти по-големи от молекулите на мембранните липиди. Благодарение на протеините, дебелината на мембраната достига ?-10 nm. Въпреки факта, че общите маси на протеини и липиди в повечето мембрани са почти равни, броят на протеиновите молекули в мембраната е десет пъти по-малък от този на липидните молекули. Обикновено протеиновите молекули са разпръснати. Те са като че ли разтворени в мембраната, могат да се движат в нея и да променят позицията си. Това беше причината да се нарече структурата на мембраната течна мозайка.Липидните молекули също могат да се движат по протежение на мембраната и дори да прескачат от един липиден слой в друг. Следователно, мембраната има признаци на течливост и в същото време има свойството да се самосглобява, тя може да се възстанови от увреждане поради свойството на липидните молекули да се подреждат в двоен липиден слой.

Протеиновите молекули могат да проникнат през цялата мембрана, така че техните крайни участъци да излизат извън нейните напречни граници. Такива протеини се наричат трансмембраненили интегрална.Има и протеини, които са само частично потопени в мембраната или разположени на нейната повърхност.

Протеините на клетъчната мембрана изпълняват множество функции. За изпълнението на всяка функция клетъчният геном осигурява спусъка за синтеза на специфичен протеин. Дори в сравнително проста еритроцитна мембрана има около 100 различни протеина. Сред най-важните функции на мембранните протеини са: 1) рецепторна - взаимодействие със сигнални молекули и предаване на сигнала в клетката; 2) транспорт - пренос на вещества през мембрани и осигуряване на обмен между цитозола и околната среда. Има няколко вида протеинови молекули (транслокази), които осигуряват трансмембранен транспорт. Сред тях са протеини, които образуват канали, които проникват през мембраната и през тях се осъществява дифузия на определени вещества между цитозола и извънклетъчното пространство. Такива канали най-често са йон-селективни; преминават йони само на едно вещество. Има и канали, чиято селективност е по-малка, например те преминават Na + и K +, K + и C1 ~ йони. Има и протеини-носители, които осигуряват транспортирането на вещество през мембраната чрез промяна на позицията му в тази мембрана; 3) адхезив - протеините заедно с въглехидратите участват в осъществяването на адхезия (слепване, залепване на клетки по време на имунни реакции, комбиниране на клетки в слоеве и тъкани); 4) ензимен - някои протеини, вградени в мембраната, действат като катализатори на биохимични реакции, чието протичане е възможно само при контакт с клетъчните мембрани; 5) механични - протеините осигуряват здравина и еластичност на мембраните, връзката им с цитоскелета. Например в еритроцитите тази роля играе протеинът спектрин, който е прикрепен към вътрешната повърхност на еритроцитната мембрана под формата на мрежеста структура и има връзка с вътреклетъчните протеини, които изграждат цитоскелета. Това придава на еритроцитите еластичност, способност за промяна и възстановяване на формата при преминаване през кръвоносните капиляри.

Въглехидратите съставляват само 2-10% от масата на мембраната, тяхното количество в различни клеткипроменлив. Благодарение на въглехидратите се осъществяват някои видове междуклетъчни взаимодействия, те участват в разпознаването на чужди антигени от клетката и заедно с протеините създават вид антигенна структура на повърхностната мембрана на собствената си клетка. Чрез такива антигени клетките се разпознават една друга, обединяват се в тъкан и се слепват за кратко време, за да предадат сигнални молекули. Съединенията на протеини със захари се наричат ​​гликопротеини. Ако въглехидратите се комбинират с липиди, тогава такива молекули се наричат ​​гликолипиди.

Поради взаимодействието на веществата, включени в мембраната, и относителната подреденост на тяхното разположение, клетъчната мембрана придобива редица свойства и функции, които не могат да бъдат сведени до проста сума от свойствата на веществата, които я образуват.

Функции на клетъчните мембрани и механизми за тяхното осъществяване

Към основнотофункции на клетъчните мембрани се дължи на създаването на мембрана (бариера), която отделя цитозола от

^натисканеоколен свят, идемаркация иформата на клетката; за осигуряването на междуклетъчни контакти, придружени от паниемембрани (адхезия). Междуклетъчната адхезия е важна ° комбинирам същия тип клетки в тъкан, образуването на gis- хематиченбариери, осъществяване на имунни реакции; ивзаимодействие с тях, както и предаване на сигнали в клетката; 4) осигуряване на мембранни протеини-ензими за катализа на биохим реакции,навлизайки в близкия мембранен слой. Някои от тези протеини също действат като рецептори. Свързването на лиганда към stakimireceptor активира неговите ензимни свойства; 5) Осигуряване на мембранна поляризация, генериране на разлика електрическипотенциали между външни ивътрешни странамембрани; 6) създаване на имунната специфичност на клетката поради наличието на антигени в структурата на мембраната. Ролята на антигени, като правило, се изпълнява от участъци от протеинови молекули, изпъкнали над повърхността на мембраната и въглехидратни молекули, свързани с тях. Имунната специфичност има значение, когато клетките се комбинират в тъкан и взаимодействат с клетките за имунен надзор в тялото; 7) осигуряване на селективна пропускливост на веществата през мембраната и техния транспорт между цитозола и околната среда (виж по-долу).

Горният списък от функции на клетъчните мембрани показва, че те участват многостранно в механизмите на неврохуморалната регулация в тялото. Без познаване на редица явления и процеси, осигурявани от мембранните структури, е невъзможно да се разберат и съзнателно да се извършват определени диагностични процедури и терапевтични мерки. Например за правилното прилагане на мн лекарствени веществанеобходимо е да се знае до каква степен всеки от тях прониква от кръвта в тъканната течност и в цитозола.

дифузен и аз и транспорт на вещества през клетката мембрани. Преходът на вещества през клетъчните мембрани се осъществява поради различни видоведифузия или активна

транспорт.

проста дифузиясе извършва поради градиенти на концентрация на определено вещество, електрически заряд или осмотично налягане между страните на клетъчната мембрана. Например средното съдържание на натриеви йони в кръвната плазма е 140 mM / l, а в еритроцитите - приблизително 12 пъти по-малко. Тази разлика в концентрацията (градиент) създава движеща сила, което осигурява прехода на натрий от плазмата към еритроцитите. Скоростта на такъв преход обаче е ниска, тъй като мембраната има много ниска пропускливост за Na + йони.Пропускливостта на тази мембрана за калий е много по-голяма. Енергията на клетъчния метаболизъм не се изразходва за процесите на проста дифузия. Увеличаването на скоростта на простата дифузия е право пропорционално на градиента на концентрация на веществото между страните на мембраната.

Улеснена дифузия,подобно на простата, тя следва концентрационен градиент, но се различава от простата по това, че специфични молекули носители задължително участват в преминаването на веществото през мембраната. Тези молекули проникват в мембраната (може да образуват канали) или поне са свързани с нея. Транспортираното вещество трябва да се свърже с превозвача. След това транспортерът променя локализацията си в мембраната или конформацията си по такъв начин, че доставя веществото от другата страна на мембраната. Ако участието на носител е необходимо за трансмембранния преход на веществото, тогава терминът "дифузия" често се използва вместо термина транспортиране на вещество през мембрана.

При улеснена дифузия (за разлика от простата), ако има увеличение на градиента на трансмембранната концентрация на веществото, тогава скоростта на преминаването му през мембраната се увеличава само докато се включат всички мембранни носители. При по-нататъшно увеличаване на такъв градиент скоростта на транспорта ще остане непроменена; нарича се феномен на насищане.Примери за транспортиране на вещества чрез улеснена дифузия са: прехвърлянето на глюкоза от кръвта към мозъка, реабсорбцията на аминокиселини и глюкоза от първичната урина в кръвта в бъбречните тубули.

Обменна дифузия -транспорт на вещества, при който може да има обмен на молекули от едно и също вещество, разположени от противоположните страни на мембраната. Концентрацията на веществото от всяка страна на мембраната остава непроменена.

Разновидност на обменната дифузия е обменът на молекула от едно вещество за една или повече молекули от друго вещество. Например, в гладкомускулните влакна на кръвоносните съдове и бронхите, един от начините за отстраняване на Ca 2+ йони от клетката е да ги обменят за извънклетъчни Na ​​+ йони.За три входящи натриеви йони, един калциев йон се отстранява от клетка. Създава се взаимнозависимо движение на натрий и калций през мембраната в противоположни посоки (този вид транспорт се нарича антипристанище).Така клетката се освобождава от излишния Ca 2+, а това е необходимо условие за релаксация на гладкомускулните влакна. Познаването на механизмите на йонния транспорт през мембраните и методите за повлияване на този транспорт е необходимо условие не само за разбиране на механизмите на регулиране на жизнените функции, но и правилен изборлекарства за лечение на голям брой заболявания (хипертония, бронхиална астма, сърдечни аритмии, нарушения на водно-солевия метаболизъм и др.).

активен транспортсе различава от пасивното по това, че върви срещу градиенти концентрация на веществото, използвайки енергията на АТФ, която се образува поради клетъчния метаболизъм. Благодарение на активния транспорт могат да се преодолеят силите не само на концентрацията, но и на електрическия градиент. Например, при активен транспорт на Na + от клетката се преодолява не само концентрационният градиент (отвън, съдържанието на Na + е 10-15 пъти по-голямо), но и съпротивлението на електрическия заряд (отвън, клетъчната мембрана в по-голямата част от клетките е положително зареден и това създава противодействие на освобождаването на положително зареден Na + от клетката).

Активният транспорт на Na + се осигурява от протеин Na +, K + зависима АТФаза. В биохимията окончанието "аза" се добавя към името на протеин, ако има ензимни свойства. По този начин името Na +, K + -зависима АТФ-аза означава, че това вещество е протеин, който разцепва аденозинтрифосфорната киселина само ако има задължително взаимодействие с Na + и K + йони, натриеви йони и транспортирането на два калиеви йона в клетка.

Има и протеини, които активно пренасят водородни, калциеви и хлорни йони. В скелетните мускулни влакна Ca 2+ -зависимата АТФ-аза е вградена в мембраните на саркоплазмения ретикулум, който образува вътреклетъчни контейнери (цистерни, надлъжни тръби), които натрупват Ca 2+ Калциевата помпа, поради енергията на разделянето на АТФ, прехвърля Ca 2+ йони от саркоплазмата към цистерните на ретикулума и могат да създадат в тях концентрация на Ca +, близка до 1 (G 3 M, т.е. 10 000 пъти по-голяма, отколкото в саркоплазмата на влакното.

вторичен активен транспортхарактеризиращ се с факта, че прехвърлянето на вещество през мембраната се дължи на концентрационния градиент на друго вещество, за което има активен транспортен механизъм. Най-често вторичният активен транспорт се осъществява чрез използването на натриев градиент, т.е. Na + преминава през мембраната към по-ниската си концентрация и дърпа друго вещество със себе си. В този случай обикновено се използва специфичен протеин-носител, вграден в мембраната.

Например транспортирането на аминокиселини и глюкоза от първичната урина в кръвта, извършвано в началния участък на бъбречните тубули, се дължи на факта, че транспортният протеин на тубулната мембрана епител се свързва с аминокиселината и натриевия йон и едва тогавапроменя позицията си в мембраната по такъв начин, че пренася аминокиселината и натрия в цитоплазмата. За наличието на такъв транспорт е необходимо концентрацията на натрий извън клетката да е много по-висока, отколкото вътре.

За да разберем механизмите на хуморалната регулация в организма, е необходимо да познаваме не само структурата и пропускливостта на клетъчните мембрани за различни вещества, но и структурите и пропускливостта на по-сложни образувания, разположени между кръвта и тъканите на различни органи.

Физиология на хистохематичните бариери (HGB).Хистохематичните бариери са комбинация от морфологични, физиологични и физикохимични механизми, които функционират като цяло и регулират взаимодействията между кръвта и органите. Хистохематичните бариери участват в създаването на хомеостазата на тялото и отделните органи. Поради наличието на HGB, всеки орган живее в своя собствена специална среда, която може значително да се различава от кръвната плазма по отношение на състава на отделните съставки. Особено силни бариери съществуват между кръвта и мозъка, кръвта и тъканта на половите жлези, кръвта и влагата в очната камера. Директният контакт с кръвта има бариерен слой, образуван от ендотела на кръвоносните капиляри, след това идва базалната мембрана със сперицити (среден слой) и след това адвентициални клетки на органи и тъкани (външен слой). Хистохематичните бариери, променяйки пропускливостта си за различни вещества, могат да ограничат или улеснят доставката им до органа. За редица токсични вещества те са непроницаеми. Това е тяхната защитна функция.

Кръвно-мозъчна бариера (BBB) ​​​​- това е набор от морфологични структури, физиологични и физикохимични механизми, които функционират като едно цяло и регулират взаимодействието на кръвта и мозъчната тъкан. Морфологичната основа на BBB е ендотелът и базалната мембрана на мозъчните капиляри, интерстициални елементи и гликокаликс, невроглия, чиито специфични клетки (астроцити) покриват цялата повърхност на капиляра с краката си. Бариерните механизми включват също транспортни системи на ендотела на капилярните стени, включително пино- и екзоцитоза, ендоплазмен ретикулум, образуване на канали, ензимни системи, които модифицират или унищожават входящите вещества, както и протеини, които действат като носители. В структурата на мозъчните капилярни ендотелни мембрани, както и в редица други органи, са открити аквапоринови протеини, които създават канали, които селективно пропускат водните молекули.

Мозъчните капиляри се различават от капилярите в други органи по това, че ендотелните клетки образуват непрекъсната стена. В точките на контакт външните слоеве на ендотелните клетки се сливат, образувайки така наречените плътни връзки.

Сред функциите на BBB са защитна и регулаторна. Той предпазва мозъка от действието на чужди и токсични вещества, участва в транспорта на веществата между кръвта и мозъка и по този начин създава хомеостаза на междуклетъчната течност на мозъка и цереброспиналната течност.

Кръвно-мозъчната бариера е селективно пропусклива за различни вещества. Някои биологично активни вещества (например катехоламини) практически не преминават през тази бариера. Изключение е самомалки участъци от бариерата на границата с хипофизната жлеза, епифизата и някои области на хипоталамуса, където пропускливостта на BBB за всички вещества е висока. В тези области са открити пропуски или канали, проникващи в ендотела, през които вещества от кръвта проникват в извънклетъчната течност на мозъчната тъкан или в самите неврони.

Високата пропускливост на BBB в тези области позволява на биологично активните вещества да достигнат до тези неврони на хипоталамуса и жлезистите клетки, върху които се затваря регулаторната верига на невроендокринните системи на тялото.

Характерна особеност на функционирането на BBB е регулирането на пропускливостта за вещества, адекватно на преобладаващите условия. Регулирането се дължи на: 1) промени в областта на отворените капиляри, 2) промени в скоростта на кръвния поток, 3) промени в състоянието на клетъчните мембрани и междуклетъчното вещество, активността на клетъчните ензимни системи, пино и екзоцитоза.

Смята се, че BBB, създавайки значителна пречка за проникването на вещества от кръвта в мозъка, в същото време добре преминава тези вещества в обратна посока от мозъка към кръвта.

Пропускливостта на BBB за различни вещества варира значително. Мастноразтворимите вещества, като правило, проникват през BBB по-лесно от водоразтворимите вещества. Сравнително лесен за проникване на кислород, въглероден двуокис, никотин, етанол, хероин, мастноразтворими антибиотици (хлорамфеникол и др.).

Липидно-неразтворимата глюкоза и някои основни аминокиселини не могат да преминат в мозъка чрез проста дифузия. Те се разпознават и транспортират от специални превозвачи. Транспортната система е толкова специфична, че разграничава стереоизомерите на D- и L-глюкозата.D-глюкозата се транспортира, докато L-глюкозата не. Този транспорт се осигурява от протеини-носители, вградени в мембраната. Транспортът е нечувствителен към инсулин, но се инхибира от цитохолазин B.

Големи неутрални аминокиселини (напр. фенилаланин) се транспортират по подобен начин.

Има и активен транспорт. Например, поради активен транспорт срещу концентрационни градиенти, се транспортират Na + K + йони, аминокиселината глицин, която действа като инхибиторен медиатор.

Дадените материали характеризират методите за проникване на биологично важни вещества през биологични бариери. Те са от съществено значение за разбирането на хуморалния дажбив тялото.

Контролни въпроси и задачи

Какви са основните условия за поддържане на жизнената дейност на организма?

Какво е взаимодействието на организма с външната среда? Дефинирайте понятието адаптация към средата на съществуване.

Каква е вътрешната среда на тялото и неговите компоненти?

Какво е хомеостаза и хомеостатични константи?

Назовете границите на флуктуациите на твърдите и пластичните хомеостатични константи. Дефинирайте концепцията за техните циркадни ритми.

Избройте най-важните концепции на теорията за хомеостатичната регулация.

7 Определете раздразнението и дразнителите. Как се класифицират стимулите?

Каква е разликата между понятието "рецептор" от молекулярно-биологична и морфофункционална гледна точка?

Дефинирайте понятието лиганди.

Какво представляват физиологичната регулация и регулацията по затворен цикъл? Какви са неговите компоненти?

Назовете видовете и ролята на обратната връзка.

Дайте дефиниция на понятието зададена точка на хомеостатична регулация.

Какви са нивата на регулаторните системи?

Какво е единството и отличителните черти на нервната и хуморалната регулация в тялото?

Какви са видовете хуморална регулация? Дайте им описание.

Каква е структурата и свойствата на клетъчните мембрани?

17 Какви са функциите на клетъчните мембрани?

Какво представлява дифузията и транспортът на веществата през клетъчните мембрани?

Дайте описание и дайте примери за активен мембранен транспорт.

Дефинирайте понятието хистохематични бариери.

Какво представлява кръвно-мозъчната бариера и каква е нейната роля? T;