Взаимодействие нервного и гуморального компонентов регуляции на примере гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К. А. Тимирязева»

Кафедра физиологии, этологии и биохимии животных

Реферат

на тему: Взаимодействие нервного и гуморального компонентов регуляции на примере гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы

Выполнила:

студентка 2 курса

Факультета зоотехнии и биологии

Путько А.В.

Проверил:

Ксенофонтов Д.А.

Москва 2015

Нервная и гуморальная регуляция

Единство и целостность всего организма, всех его функций обеспечивается действием механизмов регуляции. Один из них - гуморальный, или химический, механизм регуляции появился на раннем этапе развития живых существ. Его суть заключается в том, что в клетках и органах в результате процессов обмена веществ образуются те или иные продукты расщепления и синтеза. Они различаются по химическому составу, по физиологическому действию. Некоторые из этих веществ обладают большой физиологической активностью, т.е. в очень малых концентрациях способны вызвать значительные изменения жизнедеятельности организма (например, гормоны).

Химические вещества разносятся кровью по всему организму, благодаря чему могут оказывать влияние на клетки и ткани, удаленные от тех, в которых они образовались. Вещества, циркулирующие в крови, адресованы всем клеткам. Но одни клетки более чувствительны к одним веществам, другие - к другим, т.е. в основе гуморальной регуляции лежит избирательная чувствительность клеток и тканей. Недостаток или избыток веществ определенной химической природы может угнетать, тормозить деятельность одних органов и активизировать работу других.

Особенности гуморальной регуляции:

1. не имеет точного адресата - с током биологических жидкостей вещества могут доставляться к любым клеткам организма;

2. скорость доставки информации небольшая - определяется скоростью тока биологических жидкостей - 0,5-5 м/с;

3. продолжительность действия.

Второй механизм регуляции, появившийся на более поздней ступени развития живых существ, - это нервный механизм. Он объединяет, согласует, регулирует деятельность различных клеток, тканей, органов, приспосабливая их к внешним условиям жизни организма, и поддерживает равновесие внутренней среды - гомеостаз.

Нервный механизм в качестве средства управления, передачи информации использует потенциалы возбуждения (ПД, импульсы), которые объединяются в определенные паттерны («рисунки» возбуждения) по частоте, набору в «пачках», характеристикам межимпульсных интервалов и кодируют необходимую информацию. Показано, что паттерны возбуждений гипоталамических нейронов при формировании мотивации голода специфичны и существенно отличаются от столь же специфичных паттернов возбуждений нейронов, ответственных за формирование мотивации жажды.

Особенности нервной регуляции:

1. имеет точного адресата - сигналы доставляются к строго определенным органам и тканям;

2. большая скорость доставки информации - скорость передачи нервного импульса - до 120 м/с;

3. кратковременность действия.

В естественных условиях нервный и гуморальный механизмы работают как единый нейрогуморальный механизм управления.

Нейрогуморальный механизм управления представляет собой комбинированную форму, в которой одновременно используются гуморальный и нервный механизмы; оба взаимосвязаны и взаимообусловлены. Так, передача управляющих воздействий с нерва на иннервируемые структуры осуществляется с помощью химических посредников -- медиаторов, действующих на специфические рецепторы. Еще более тесная и сложная связь обнаружена в некоторых ядрах гипоталамуса. Нервные клетки этих ядер приходят в активное состояние при изменении химических и физико-химических показателей крови. Активность этих клеток вызывает образование и выделение химических факторов, стимулирующих восстановление исходных характеристик крови. Так, на повышение осмотического давления плазмы крови реагируют специальные нервные клетки супраоптического ядра гипоталамуса, активность которых приводит к выделению в кровь антидиуретического гормона, усиливающего реабсорбцию воды в почках, что обусловливает снижение осмотического давления.

Взаимодействие гуморального и нервного механизмов создает интегративный вариант управления, способный обеспечить адекватное изменение функций от клеточного до организменного уровней при изменении внешней и внутренней среды.

В основе нервного механизма управления лежит рефлекс -- ответная реакция организма на изменения внутренней и внешней среды, осуществляемая при участии центральной нервной системы. Управление посредством рефлексов предусматривает использование двух форм.

Местные рефлексы осуществляются через ганглии автономной нервной системы, которые рассматриваются как нервные центры, вынесенные на периферию. За счет местных рефлексов происходит управление, например моторной и секреторной функциями тонкой и толстой кишки.

Центральные рефлексы протекают с обязательным вовлечением различных уровней центральной нервной системы (от спинного мозга до коры большого мозга). Примером таких рефлексов является выделение слюны при раздражении рецепторов полости рта, опускание века при раздражении склеры глаза, отдергивание руки при раздражении кожи пальцев и др.

В естественных условиях нервный и гуморальный механизмы едины и, образуя нейрогуморальный механизм, реализуются в разнообразных комбинациях, наиболее полно обеспечивающих адекватное уравновешивание организма со средой обитания. Например, физиологически активные вещества, поступая в кровь, несут информацию в ЦНС об отклонении какой-либо функции. Под влиянием этой информации формируется поток управляющих нервных импульсов к эффекторам для коррекции отклонения.

В других случаях поступление информации в ЦНС по нервным каналам приводит к выделению гормонов, корригирующих возникшие отклонения. Нейрогуморальный механизм создает в процессах управления многозвенные кольцевые связи, где различные формы гуморального механизма сменяются и дополняются нервными, а последние обеспечивают включение гуморальных.

В основе нервной и гуморальной регуляции лежит принцип кольцевой связи, который в биологических системах был приоритетно показан советским физиологом П.К.Анохиным. В свою очередь данный принцип положен в основу саморегуляции организма.

Саморегуляция функций живого организма

Собственно саморегуляция представляет собой такой вариант управления, при котором отклонение какой-либо физиологической функции или характеристик (констант) внутренней среды от уровня, обеспечивающего нормальную жизнедеятельность, является причиной возвращения этой функции (константы) к исходному уровню. В ходе естественного отбора живыми организмами выработаны общие механизмы управления процессами приспособления к среде обитания различной физиологической природы (эндокринные, нейрогуморальные, иммунологические и др.), направленные на обеспечение относительного постоянства внутренней среды. У человека и высших животных гомеостатические механизмы достигли совершенства.

Практически все характеристики внутренней среды (константы) организма непрерывно колеблются относительно средних уровней, оптимальных для протекания устойчивого обмена веществ. Эти уровни отражают потребность клеток в необходимом количестве исходных продуктов обмена. Допустимый диапазон колебаний для разных констант различен. Незначительные отклонения одних констант могут приводить к существенным нарушениям обменных процессов -- это так называемые жесткие константы. К ним относятся, например, осмотическое давление, величина водородного показателя (рН), содержание глюкозы, О2, СО2 в крови.

Другие константы могут варьировать в довольно широком диапазоне без существенных нарушений физиологических функций -- это так называемые пластичные константы. К их числу относят количество и соотношение форменных элементов крови, объем циркулирующей крови, скорость оседания эритроцитов.

Процессы саморегуляции основаны на использовании прямых и обратных связей. Прямая связь предусматривает выработку управляющих воздействий на основании информации об отклонении константы или действии возмущающих факторов. Например, раздражение холодным воздухом терморецепторов кожи приводит к увеличению процессов теплопродукции.

Обратные связи заключаются в том, что выходной, регулируемый сигнал о состоянии объекта управления (константы или функции) передается на вход системы. Различают положительные и отрицательные обратные связи. Положительная обратная связь усиливает управляющее воздействие, позволяет управлять значительными потоками энергии, потребляя незначительные энергетические ресурсы. Примером может служить увеличение скорости образования тромбина при появлении некоторого его количества на начальных этапах коагуляционного гемостаза.

Отрицательная обратная связь ослабляет управляющее воздействие, уменьшает влияние возмущающих факторов на работу управляющих объектов, способствует возвращению измененного показателя к стационарному уровню. Например, информация о степени натяжения сухожилия скелетной мышцы, поступающая в центр управления функций этой мышцы от рецепторов Гольджи, ослабляет степень возбуждения центра, чем предохраняет мышцу от развития избыточной силы сокращения. Отрицательные обратные связи повышают устойчивость биологической системы -- способность возвращаться к первоначальному состоянию после прекращения возмущающего воздействия.

В организме обратные связи построены по принципу иерархии (подчиненности) и дублирования. Например, саморегуляция работы сердечной мышцы предусматривает наличие обратных связей от рецепторов самой сердечной мышцы, рецепторных полей магистральных сосудов, рецепторов, контролирующих уровень тканевого дыхания, и др.

Выделяют 4 уровня саморегуляции функций:

1. Высший - обеспечивается ЦНС, регулирует все остальные, отвечает за взаимодействие с окружающей средой.

2. Второй - обеспечивается вегетативным отделом нервной системы. Регулирует функции всех внутренних органов, кожи, мышечной такни, эндокринных желез, сердечно-сосудистой системы.

3. Третий - осуществляется эндокринной системой. Эндокринные железы выделяют в кровь гормоны - БАВ, активирующие или тормозящие различные процессы.

4. Четвертый - осуществляется жидкими средами: кровью, лимфой, межклеточной жидкостью. Неспецифическая регуляция.

Гомеостаз организма в целом обеспечивается согласованной содружественной работой различных органов и систем, функции которых поддерживаются на относительно постоянном уровне процессами саморегуляции.

нервный гуморальный компонент регуляция

Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система

В качестве примера того, насколько тесно связаны в организме млекопитающих нервный и гуморальный способы регуляции можно рассмотреть нейроэндокринный комплекс, называемый гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системой. Он представляет собой объединение структур гипофиза, гипоталамуса и надпочечников, выполняющее функции как нервной системы, так и эндокринной.

Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система играет важную роль в поддержании гомеостаза организма, эндокринных регуляций. Она контролирует синтез глюкокортикостероидов. Эти вещества необходимы в организме для регуляции белкового и минерального обмена, повышения свертываемости крови, стимуляции синтеза углеводов и др. Для оценки качества функционирования этой системы необходимо сдать анализы крови из вены.

ГГНС представляет собой нейроэндокринный механизм, посредством которого эмоциональный, нейрогенный и другие виды стресса, воздействуя на нервную систему, вызывают реакцию гипофизарно-адреналовой системы. Эту реакцию обусловливают многочисленные изменения во внешней среде, которые ведут к повышению биосинтеза и секреции гормонов коры надпочечников. Вызванные этими изменениями афферентные импульсы стимулируют выброс АКТГ в кровь в количестве, достаточно большом, чтобы удовлетворить повышенную потребность организма в гормонах коры надпочечников. Расценил эту реакцию, как одно из звеньев «общего адаптационного синдрома», при котором гипофизарно-адреналовая система выступает в качестве механизма, обеспечивающего поддержание гомеостаза в условиях стресса. Исследователи этой проблемы, описали относительно общие черты для различных форм стресса и сформулировал положение, согласно которому истощение или длительная гиперфункция системы гипофиз -- кора надпочечников играет существенную роль в патогенезе таких болезней, как гипертоническая болезнь, артрит, пептическая язва, диабет и т. п., которые называют болезнями адаптации.

Функция глюкокортикоидов: обеспечение устойчивости к стрессу, включая травмы, инфекции, голодание и пр. (противовоспалительное действие, стимуляция глюконеогенеза).Функция минералокортикоидов: поддержание баланса электролитов жидкостей организма, увеличивают реабсорбцию хлора, калия и бикарбонатов.

Принцип работы системы

Хотя гипофизарно-надпочечниковая реакция на внешние воздействия и является весьма важным механизмом в поддержании целостности организма, однако в этом процессе участвуют и другие эндокринные и нервные механизмы, которые в ряде случаев объясняют патогенез вышеупомянутых болезней лучше, чем нарушение адаптационных свойств гипофизарно-адреналовой системы. При длительном введении больших доз глюкокортикоидов наступает, как можно предвидеть, гипоплазия пучковой зоны. Полной атрофии этой ткани не происходит, и она сохраняет способность реагировать на стимуляцию кортикотропином. Гипофиз (или, возможно, гипоталамус) больше не реагирует на снижение уровня кортизола в крови. Таким образом, при прекращении соответствующей терапии организм оказывается неспособным адекватно реагировать на стресс и в случае воздействия стрессорных факторов может развиться острая недостаточность надпочечников.

Список литературы

1. http://bibliotekar.ru/447/35.htm

2. http://studopedia.net/1_10146_gumoralniy-i-nervniy-mehanizmi-ih-vzaimosvyaz-i-uchastie-v-regulyatsii-funktsiy-i-podderzhanii-gomeostaza.html

3. http://www.medlecture.ru/lectures/phisiologia-semestr-1/pages/12

4. http://ppt4web.ru/biologija/gipotalamogipofizarnonadpochechnikovaja-sistema.html

5. http://www.antibiotic.ru/rus/all/metod/gk/01.shtml

6. http://dommedika.com/endocrinologia/448.html Dommedika

Размещено на Allbest.ru