Гуморальная регуляция функций в организме человека

1.Гуморальная регуляция функций в организме.

      Гуморальная регуляция (от лат. humor - жидкость) - один из механизмов координации процессов жизнедеятельности в организме, осуществляемый через жидкие среды организма (кровь, лимфу, тканевую жидкость) с помощью биологически активных веществ, выделяемых клетками, тканями и органами при их функционировании. Важную роль в гуморальной регуляции играют гормоны. Гуморальная регуляция подчинена нервной регуляции, вместе с которой составляет единую систему нейрогуморальной регуляции, обеспечивающей нормальное функционирование организма в меняющихся условиях среды.

  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 гуморальная регуляция подчинена нервной регуляции и составляет совместно с ней единую систему нейрогуморальной регуляции. 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, осуществляется в центральной и периферической нервной системе. Наряду с гормонами важную роль в Г. р. играют продукты межуточного обмена.

  Гуморальная регуляция осуществляется двумя способами:

1) системой желез внутренней секреции или эндокринными железами (греч. эндон — внутрь, крино — выделять), продукты которых (гормоны) поступают непосредственно в кровь и действуют дистантно на удаленные от них органы и ткани, а также системой эндокринных тка­ней других органов;

2) системой местной саморегуляции, т. е. действием на соседние клетки (в пределах одного органа или ткани) биологически активных веществ (тканевых «гормонов»-гистамина, серотомина, кининов, простагландинов) и продуктов клеточного метаболизма (например, появление при физических нагрузках молочной кислоты в мышцах ведет к расширению в них кровеносных сосудов и увеличению доставки кислорода).

 2. Характеристика гормонов и желез внутренней секреции.

         В организме человека железы внутренней секреции представлены секреторными ядрами гипоталамуса, в области головного мозга – гипофизом, шишковидной железой , щитовидной, околощитовидными железами, эндокринными частями поджелудочной и половых желез, надпочечниками, а также отдельными эндокринными клетками, рассеянными по другим органам и тканям.

  К центральному звену эндокринной системы относятся гипоталамус, гипофиз и шишковидная железа.

  К периферическому звену – зависимые от передней доли гипофиза – щитовидная железа, кора надпочечников, половые железы, и независимые от него – околощитовидные железы, мозговое вещество надпочечников и отдельные гормонпродуцирующие клетки неэндокринных органов.

  По химическому строению гормоны делят на три группы: белки и пептиды; стероиды; производные аминокислот.

  Для структурно –функциональной организации эндокринной системы характерно: 1)иерархический принцип взаимодействия- нижний уровень составляют железы, второй уровень- тропные гормоны, регулирующие деятельность этих жнлез, третий- выделение тропных гормонов. Которые контролируются нейрогормонами гипоталамуса;                                                                                                                                         2) наличие системы обратных связей- обеспечивает активность эндокринных желез.

  В связи с тем, что это влияние обеспечивается гормонами, доставленными кровью к органам- мишеням, принято говорить о гуморальной регуляции этих органов по принципу обратной связи. В результате такой связи содержание гормонов в крови поддерживается на оптимальном для организма уровне. Однако известно, что все процессы, протекающие в организме, находятся под постоянным контролем центральной нервной системы. Такую двойную регуляцию деятельности органов называют нейрогуморальной. Изменение функций желез внутренний секреции вызывает тяжелые нарушения и заболевания организма, в том числе и психические расстройства.

  В гуморальной регуляции функций внутренних органов принимают участие многие отделы нервной системы. Главные из них:                                                                   Гипоталамус (hupothalamus)- особый отдел промежуточного мозга и гипофиз - мозговой придаток, расположенный на нижней поверхности головного мозга, являющийся типичной железой внутренней секреции. Вещества, выделяемые в кровь этими отделами головного мозга, называют нейрогормонами. Гипоталамус и гипофиз в своей деятельности тесно между собой связаны, образуя единую гипоталамо-гипофизарную систему. Она обеспечивает постоянство состава крови и необходимый уровень обмена веществ. Контроль гипоталамуса над внутренними органами возможен благодаря тому, что он регулирует функции гипофиза - главной железы внутренней секреции, которая управляет деятельностью всех остальных желез внутренней секреции: щитовидной, поджелудочной, половых, надпочечников. В работе гипоталамо-гипофизарной системы заложен принцип обратной связи. Когда какие-нибудь железы внутренней секреции начинают выделять слишком мало или, наоборот, чересчур много гормонов, гипоталамус улавливает отклонение в их концентрации в крови от необходимого на данный момент уровня. Затем, возбуждая или тормозя гипофиз и через него соответствующую железу внутренней секреции, гипоталамус переводит ее функцию на нужный уровень. Воздействия гипоталамуса осуществляются двумя путями. Вырабатываемые им нейрогормоны по специальным сосудам попадают прямо в переднюю долю гипофиза, а воздействие на его заднюю долю осуществляется по специальным нервным волокнам. Гипоталамо-гипофизарная система является типичным примером тесного объединения нервного и гуморального способов регуляции функций нашего организма.      

  Гипофиз (hypophysis)         

    Деятельность желез внутренней секреции находится под контролем    многочисленных прямых и обратных связей в организме. Основным регулятором их функций является гипоталамус, непосредственно связанный с главной эндокринной железой — гипофизом, влияния которого распространяются на другие периферические железы.

 Функции Гипофиза. Гипофиз состоит из трех долей: 1) передняя доля (аденогипофизе), 2) промежуточная доля и 3) задняя доля или нейрогипофиз. В аденогипофизе главную секреторную функцию выделяют 5 групп клеток, которые вырабатывают 5 специфических гормонов. Среди них выделяют тропные гормоны (лат. направление), регулирующие функции периферических желез эффекторные  гормоны, непосредственно действующие на клетки-мишени. К тропным гормонам относят следующие: кортикотропин илиадренокортикотропный гормон(АКТГ),регулирующий функции коркового слоя надпочечников; тиреотропный гормон (ТТГ), активизирующий щитовидную железу; гонадотропныи гормон (ГТГ), влияющий на функции половых желез. Эффекторными гормонами являются соматотропн: гормон (СТГ) или соматотропин, определяющий рост тела, и пролактин, контролирующий деятельность молочных желез. Выделение гормонов передней доли гипофиза регулируется веществами, образуемыми нейросекреторными клетками гипоталал гипоталамическими нейропептидами: стимулирующими секреглиберинами   и тормозящими ее — статинами. регулирующие вещества доставляются потоком крови из гипоталаммуса в переднюю долю гипофиза, где и оказывают влияние на секрецию гормонов клетками гипофиза. Соматоропин представляет собой видоспецифичный белок, определяющий рост тела (главным образом увеличивающий рост  в длину). Работы по генной инженерии с внедрением соматотропина в генетический аппарат мышей позволили получить супермышей вдвое большего роста. Однако, современные исследования показали, что соматотропин организмов одного вида может увеличивать рост тела у видов, стоящих на более низких ступенях эволюционного развития, но не эффективен для более высокоразвитых организмов. В настоящее время найдено вещество-посредник, передающий влияния СТГ на клетки-мишени, - соматомедин, который вырабатывается клетками печени и костной ткани. Соматотрог обеспечивает синтез белка в клетках, накопление РНК, усиливает транспорт из крови аминокислот в клетки, способствует усвоению азота, создавая положительный азотистый баланс в организме, помогает утилизации жиров. Выделение соматотропного гормона увеличивается во время сна, при физических нагрузках, травмах, некоторых инфекциях в гипофизе взрослого человека его содержание составляет около 4-15 мг, у женщин среднее его количество несколько выше. Особенно увеличивается концентрация СТГ в крови у подростков в период полового созревания. При голодании его концентрация возрастает в 10-15 раз. Чрезмерное выделение соматотропина в раннем возрасте приводит к резкому увеличению длины тела (до 240-250 см) — а его недостаток—к задержке роста —карликовости. Гиганты и карлики имеют пропорциональное телосложение, однако у них наблюдаются изменения некоторых функций организма, вчастности снижение внутрисекреторных функций половых желез. Избыток соматотропина во взрослом состоянии (после окончания роста I ела) приводит к разрастанию еще не окостеневших окончательно частей скелета—удлинению пальцев рук и ног, кистей и стоп, уродливому росту носа, подбородка, а также к увеличению внутренних органов. Такое заболевание называется акромегалия. Пролактин регулирует рост молочных желез, синтез и секрецию молока (выведение молока обеспечивает другой гормон—окситоцин), стимулирует инстинкт материнства, а также влияет на водно солевой обмен в организме, эритропоэз, вызывает послеродовое ожирение и др. эффекты. Его выделение рефлекторно активизируется актом сосания. В связи с тем, что пролакгин поддерживает существование желтого тела и выработку им гормона прогестерона, он почил также название лютеотропного гормона. Кортикотропин (адренокортикотропный гормон — АКТГ) является крупным белком, при образовании которого выделяются в  качестве побочных продуктов меланотропин (влияющий на образование пигмента меланина) и важный пептид — эндорфин, обеспечивающий обезболивающие эффекты в организме. Основное влияние эртикотропин оказывает на функции коркового слоя надпочечников, особенно на образование глкжокортикоидов. Кроме того, он вызывает расщепление жиров в жировой ткани, увеличивает секрецию инсулина и соматотропина. Стимулируют выделение кортикотропина различные стрессовые раздражители — сильная боль, холод, значительные физические нагрузки, психоэмоциональное напряжение. Способствуя усилению белкового, жирового и углеводного обменов в стрессовых ситуациях, он обеспечивает повышение сопротивляемости действию неблагоприятных факторов среды, т. е. является адаптивным гормоном. Тиреотропин (тиреотропный гормон — ТТГ) увеличивает массу щитовидной железы, число активных клеток, способствует захвату йода, что в целом усиливает секрецию ее гормонов. В результате нарастает интенсивность всех видов обмена веществ, повышается температуры тела. Образование ТТГ увеличивается при понижении внешней температуры среды и тормозится травмами, болевыми ощущениями. Секреция ТТГ может вызываться условно-рефлекторным путем—по сигналам, предшествующим охлаждению, т. е. контролируется корой больших полушарий. Это имеет большое значение для процессов закаливания, тренировки к пониженным температурам. Гонадотропные гормоны (ГТГ) — фоллитропини мотропин (их иначе еще называют фолликулостимулируюший и лютеинизирующий гормоны) — синтезируются и секретируются с ними и теми же клетками гипофиза, они одинаковы у мужчин и женщин и по своему действию являются синергистами. Эти молекулы химически защищены от разрушения в печени. ГТГ стимулирует образование и секрецию половых гормонов, а также функции яичников и семенников. Содержание ГТГ в крови зависит от концентрации в крови мужских и женских половых гормонов, от рефлекторных влияний при половом акте, от различных факторов внешне среды, от уровня нервно-психических расстройств.

  Задняя доля Гипофиза.  Секретирует гормон вазопрессин, который образуются в клетках гипоталамуса, затем по нервным волокнам поступают в нейрогипофиз, где накапливаются и затем выделяются в кровь. Вазопрессин (лат. давление) вызывает  двоякий физиологический эффект в организме. Во-первых, он вызывает сужение кровеносных сосудов и повышение артериального давления. Во-вторых, этот гормон увеличивает обратное всасывание воды в почечных канальцах, что вызывает повышение концентрации и уменьшение объема мочи, т. е. он действует в качестве  уретического гормона (АДГ). Его секреция в кровь стимулируется изменениями водно-солевого обмена, физическими нагрузками, эмоциональными стрессами. При употреблении алкоголя угнетается секреция вазопрессина (АДГ), увеличивается выведение мочи и возникает обезвоживание организма. В случае резкого падения выработки этого гормона возникает несахарный диабет, проявляющийся в патологической потере воды организмом. Окситоцин стимулирует сокращения матки при родах, выделение молока молочными железами. Его секрецию усиливают импульсы от механорецепторов матки при ее растяжении, а также выделение женского полового гормона эстрогена. Промежуточная доля гипофиза почти не развита у человека, имеется лишь небольшая группа клеток, секретирующих меланотропный гормон, вызывающий образование меланина—пигмента кожи и волос. В основном эту функцию у человека обеспечивает  коркотропин передней доли гипофиза. Задняя доля гипофиза Задняя доля гипофиза по сути является чем-то промежуточным между железой и нервной тканью. Фактически, она состоит из нервных клеток, способных продуцировать гормоны, поэтому ее еще называют нейрогипофизом. Задняя доля гипофиза (нейрогипофиз) имеет тесную связь с головным мозгом, который может оказывать на нее стимулирующее или угнетающее влияние. Гормоны задней доли гипофиза Вазопрессин или антидиуретический гормон  - Сужает кровеносные сосуды, уменьшает выделение воды почками, вызывая тем самым повышение артериального давления. - Увеличивается, если работа сопровождается обильным потоотделением, предотвращая организм от обезвоживания. Окситоцин - Усиливает сокращение мускулатуры матки во время родов и при выкидышах. - Способствует отделению молока в период кормления.

  Шишковидная железа (glandula pinealis),или эпифиз-это небольшое овальное железистое образование, которое относится к промежуточному мозгу и располагается в неглубокой борозде между верхними холмиками среднего мозга. Снаружи шишковидное тело покрыто мягкой соединительнотканной оболочкой мозга, которая содержит множество анастомозирующих кровеносных сосудов. Клеточными элементами паренхимы являются специализированные железистые клетки- пинеоциты, и глиальные клетки- глиоциты. Эндокринная роль шишковидного тела заключается в том, что его клетки выделяют гормоны-антигонадотропин, мелатонин и др.гормоны, а также некоторые либерины и статины. Мелатонин является антагонистом меланоцитостимулирующего гормона, обладает антигонадотропным действием и тормозит развитие гонад. Шишковидное тело участвует в регуляции обмена электролитов, влияет в раннем возрасте на комплекс зндокринных органов( гипофис, щитовидную железу, кору надпочичника) , участвующих в процессах роста и полового развития организма.

  Щитовидная железа (glandula thyroidea). В щитовидной железе имеются две группы клеток, образующих два основных вида гормонов. Одна группа клеток вырабатывает трийодтиронин и тироксин, а другая — кальцитонин. Первые клетки захватывают из крови соединения йода, преобразуют их в атомарный йод и в комплексе с остатками аминокислоты тирозина синтезируют гормоны трийодтиронин и тетрайодиронин или тироксин (Т4), которые поступают в кровь и лимфу. Эти гормоны, активизируя генетический аппарат клеточного ядра и митохондрии клеток, стимулируют все виды обмена веществ и энергетический обмен организма. Они усиливают поглощение кислорода, увеличивают основной обмен в организме и повышают температуру тела, влияют на белковый, жировой и углеводный обмен, обеспечивают рост и развитие организма, усиливают: активность симпатических воздействий на частоту сердечных сокращений, артериальное давление и потоотделение, повышают возбудимость ЦНС. В крови тироксин существует в связанной с белками неактивной форме. Лишь около 0.1 % его количества находится в свободной активной форме, которая и вызывает функциональные эффекты. Более выраженным физиологическим действием обладает трийодтинин, но его содержание в крови значительно ниже. Гормон кальцитонин  (или тирокальцитонин) вместе с гормонами околощитовидных желез участвует в регуляции содержания кальция в организме. Он вызывает снижение концентрации  кальция в крови и поглощение его костной тканью, что способствует образованию и росту костей. В регуляции секреции кальцитонина участвуют гормоны желудочно-кишечного тракта, в частности гастрин. При недостаточном поступлении в организм йода возникает резкое снижение активности щитовидной железы — гипотиреоз. В детском возрасте это приводит к развитию кретинизма — задержке полового, физического и умственного развития, нарушения пропорций тела. Дефицит гормонов щитовидной железы во взрослом состоянии вызывает слизистый отек тканей (микседему). Возникает в результате нарушения белкового обмена, повышающего онкотическое давление тканевой жидкости, и соответственно, вызывающего задержку воды в тканях. При этом, несмотря на разрастание железы (зоб), секреция гормонов снижена. Для компенсации недостатка йода в пище и воде, имеющегося в некоторых регионах зек и вызывающего так называемый эндемический зоб, в рацион населения включают йодированную соль и морепродукты. Гипотиреоз может также возникать при генетических аномалиях, в результате  иммунного разрушения щитовидной железы и при нарушениях секреции тиреотропного гормона гипофиза. В случае гипертиреоза (избыточного образования гормонов щитовидной железы) возникают токсические явления, вызывающие Базедову болезнь. Происходит разрастание щитовидной желез (зоб), повышается основной обмен, наблюдаются потеря веса, пучеглазие, повышение раздражительности.