Осуществляет гуморальную регуляцию процессов жизнедеятельности. Половые циклы и нейрогуморальная регуляция

Биология и генетика

Еще до появления первой менструации отмечается усиление функции гипофиза и яичников. В последние годы раскрыты новые механизмы становления и регуляции репродуктивной функции. Важная роль в регуляции репродуктивной функции принадлежит эндогенным опиатам энкефалины и их производные пре и проэнкефалины лейморфин неоэндорфины динорфин которые оказывают морфиноподобное действие и были выделены в центральных и периферических структурах нервной системы в середине 1970х годов. Данные о роли нейротрансмиттеров и влиянии через них эндогенных...

Половое созревание, регуляция полового созревания.

Период полового созревания является переходным между детским и зрелым возрастом, в течение которого происходит не только развитие половых органов, но и общее соматическое. Наряду с физическим развитием в этот период все более отчетливо начинают выявляться так называемые вторичные половые признаки, т. е. все те особенности, которыми женский организм отличается от мужского.

В процессе нормального физического развития в детском возрасте для характеристики половых признаков важное значение имеют показатели массы и длины тела. Масса тела более изменчива, так как в большей степени зависит от внешних условий и питания. У здоровых детей изменения массы и длины тела происходят закономерно. Окончательного роста девочки достигают к периоду половой зрелости, когда завершается окостенение эпифизарных хрящей.

Поскольку в период полового созревания рост регулируется не только головным мозгом, как в детском возрасте, но и яичниками («стероидный рост»), то при более раннем наступлении половой зрелости прекращается и рост. С учетом указанной взаимосвязи выделяются два периода усиленного роста: первый в 4–7 лет с замедлением в прибавке массы тела и в 14–15 лет, когда повышается и масса. В развитии детей и подростков можно выделить три этапа. Первый этап характеризуется усиленным ростом без половых различий и продолжается до б–7-летнего возраста.

На втором этапе (от 7 лет до появления менархе) наряду с ростом уже активизируется функция половых желез, особенно выраженная после 10-летнего возраста. Если на первом этапе девочки и мальчики по своему физическому развитию мало чем различаются, то на втором эти различия отчетливо выражены. В этот так называемый препубертатный период появляются черты своего пола: изменяются выражение лица, форма тела, склонности к занятиям, начинается развитие вторичных половых признаков и появляется менструация.

На третьем этапе вторичные половые признаки прогрессивно развиваются: образуется зрелая молочная железа, отмечается оволосение лобковой и подмышечных областей, усиливается секреция сальных желез лица, нередко с образованием угрей. Более отчетливо в этот период проявляются различия и по соматическим признакам. Формируется типичный женский таз: он становится шире, увеличивается угол наклона, проманторий (мыс) выпячивается во вход таза. Тело девочки приобретает округлость с отложением жировой ткани на лобке, плечах и крестцово-ягодичной области.

Процесс полового созревания регулируется половыми гормонами , которые вырабатываются половыми железами. Еще до появления первой менструации отмечается усиление функции гипофиза и яичников. Считается, что функция этих желез уже в этот период совершается циклически, хотя овуляция не происходит даже в первое время после менархе. Начало функционирования яичников связано с гипоталамусом, где расположен так называемый половой центр. Выделение фолликулярного и гонадотропных гормонов постепенно увеличивается, что приводит к качественным изменениям, первоначальным проявлением которых служит менархе. Через некоторое время (от нескольких месяцев до 2–3 лет) после первой менструации фолликулы достигают полной зрелости, что сопровождается выделением яйцеклетки, а значит менструальный цикл становится двухфазным.

В период полового созревания увеличивается и выделение гормонов. Стероидные половые гормоны стимулируют функцию других эндокринных желез, особенно надпочечников. В коре надпочечников прогрессирует выработка минерало- и глюкокортикоидов, но особенно увеличивается количество андрогенов. Именно их действием объясняются появление волос на лобке и в подмышечных впадинах, усиленный рост девочки в период полового созревания.

В последние годы раскрыты новые механизмы становления и регуляции репродуктивной функции. Ведущее место отводится мозговым нейротрансмиттерам (катехоламины, серотонин, ГАМК, глютаминовая кислота, ацетилхолин, энкефалины), которые регулируют развитие и функционирование гипоталамуса (секрецию и ритмический выброс либеринов и статинов) и гонадотропную функцию гипофиза. Наиболее изучена роль катехоламинов: так, норадреналин активирует, а дофамин подавляет секрецию люлиберина и выделение пролактина при гиперпролактинемии.

Нейротрансмиттерные механизмы, и в первую очередь симпатоадреналовая система, обеспечивают цирхоральный (в течение часа) ритм выброса гормонов гипоталамуса и гипофиза и циркадные колебания уровня гонадных гормонов по фазам менструального цикла. Циркадные колебания уровня гормонов определяют гормональный гомеостаз организма.

Важная роль в регуляции репродуктивной функции принадлежит эндогенным опиатам (энкефалины и их производные, пре- и проэнкефалины – лейморфин, неоэндорфины, динорфин), которые оказывают морфиноподобное действие и были выделены в центральных и периферических структурах нервной системы в середине 1970-х годов. Эндогенные опиаты стимулируют секрецию пролактина и гормона роста, ингибируют продукцию АКТГ и ЛГ, а половые гормоны влияют на активность эндогенных опиатов.

Последние обнаруживаются во всех областях ЦНС, в периферической нервной системе, спинном мозге, гипоталамусе, гипофизе, периферических эндокринных железах, желудочно-кишечном тракте, плаценте, сперме, а в фолликулиновой и перитонеальной жидкости их количество в 10–40 раз выше, чем в плазме крови, что позволяет предположить их локальную продукцию (В. П. Сметник с соавт., 1997). Эндогенные опиаты, половые стероидные гормоны, гормоны гипофиза и гипоталамуса взаимосвязанно регулируют репродуктивную функцию. В этой взаимосвязи важнейшая роль принадлежит катехоламинам, что установлено на примере блокады дофамином синтеза и выделения пролактина. Данные о роли нейротрансмиттеров и влиянии через них эндогенных опиатов на регуляцию репродуктивной функции открывают новые возможности к обоснованию развития различных вариантов патологии репродуктивной функции и, соответственно, патогенетической терапии с использованием эндогенных опиатов или их уже известных антагонистов (налокеана и налтрексона).

Одновременно с нейротрансмиттерами важное место в нейроэндокринном гомеостазе организма отводится эпифизу, который ранее считался неактивной железой. В нем секретируются моноамины и олигопептидные гормоны. Наиболее изучена роль мелатонина. Известно влияние этого гормона на гипоталамо-гипофизарную систему, образование гонадотропинов, пролактина.

Роль эпифиза в регуляции репродуктивной функции показана как при физиологических (становление и развитие, менструальная функция, родовая деятельность, лактация), так и при патологических (нарушения менструальной функции, бесплодие, нейроэндокринные синдромы) состояниях.

Таким образом, регуляция полового созревания и становления репродуктивной функции осуществляется единой сложной функциональной системой, включающей высшие отделы центральной нервной системы (гипоталамус, гипофиз и эпифиз), периферические эндокринные железы (яичники, надпочечники и щитовидную железу), а также половые органы женщины. В процессе взаимодействия этих структур происходит развитие вторичных половых признаков и становление менструальной функции.

Стадии развития вторичных половых признаков и менструального цикла имеют определенные характеристики. Половое развитие определяется по степени выраженности следующих показателей: Ма – молочные железы, Р – оволосение на лобке, Ах – оволосение подмышечной впадины, Me – возраст первой менструации и характер менструальной функции. Каждый признак определяется в баллах, характеризующих степень (стадию) его развития.

Первая менструация появляется в возрасте 11–15 лет. В возрасте менархе определенную роль играют наследственность, климат, а также условия жизни и питания. Эти же факторы оказывают влияние и в целом на половое созревание. В последнее время в мире отмечалось ускорение физического и полового развития детей и подростков (акселерация), что обусловлено урбанизацией, улучшением жизненных условий, широким охватом населения физкультурой и спортом.

Если вторичные половые признаки и первая менструация появляются у девочек после 15 лет, то имеет место запоздалое половое созревание или отмечаются различные отклонения полового развития и становления генеративной функции. Возникновение же менархе и других признаков полового созревания до 10-летнего возраста характеризует преждевременное половое созревание.

Нервная и эндокринная системы совместно участвуют в регуляции половой функции. Половые гормоны, вырабатываемые половыми железами и корой надпочечников, распространяются через кровь по всему организму и создают общий информационный фон для регуляции различных звеньев половой системы, включая различные структуры нервной системы. Так называемые «органы-мишени» для каждого гормона обладают особыми клетками - «рецепторами гормонов», в которых молекулы гормонов входят в соединение с молекулярными структурами этих клеток. Через этот механизм гормоны запускают процессы одновременно в нервной, железистой и других тканях тела.

Выработка половых гормонов, в свою очередь, регулируется через соответствующие структуры центральной нервной системы, а именно через гипоталамо-гипофизарный комплекс. В этом комплексе посредством гипоталамических нервных структур осуществляется регуляция деятельности «главной» эндокринной железы организма - гипофиза, «руководящей», в том числе, активностью половых желез и коры надпочечников посредством её собственных гормонов.

Имеются три основные группы половых гормонов, вырабатываемых половыми железами и корой надпочечников: андрогены (мужские гормоны), а также эстрогены и прогестерон (женские гормоны). Биохимически синтез половых гормонов начинается с преобразования холестерина в прогестерон, затем из прогестерона образуются андрогены, а из них - эстрогены. Эта последовательность превращения гормонов имеет место в организмах обоих полов, причём все три группы гормонов присутствуют в тканях тел у представителей каждого пола. Но, в зависимости от пола, т.е. в результате биохимических и гистологических половых различий в структуре желёз, накапливаются и выделяются в кровь преимущественно гормоны, свойственные полу организма.

Многочисленные электрофизиологические исследования на животных показали, что в обеспечении комплекса реакций полового поведения участвуют практически все макроструктуры головного мозга. Это можно хорошо понять, если представить, какое обилие информации из внешней среды и изнутри организма поступает при этом в центральную нервную систему, обрабатывается в ней и выдаётся в виде команд ко множеству структур тела.

Связь между центральной нервной системой и половыми органами осуществляется через нервные пути и через посредство эндокринной системы.

Определённое место в регуляции уровня сексуальности у мужских особей имеют так называемые добавочные половые железы, в частности, семенные пузырьки. На этом вопросе мы остановимся более подробно.

Семенные пузырьки - это парные железы мужского полового аппарата, лежащие вдоль стенок мочевого пузыря и имеющие протоки в семявыносящий канал. Секрет желёз участвует в образовании эякулята. Его, по-видимому, наиболее важным компонентом является фруктоза, служащая для питания сперматозоидов. Стенки семенных пузырьков обладают слоем мышечных волокон, что указывает на их способность к сокращению.

Ещё в конце позапрошлого века в опытах на самцах лягушек было показано , что искусственное наполнение жидкостью семенных пузырьков приводит к резкому повышению полового влечения. Имеются свидетельства в пользу того, что эти железы аналогичным образом участвуют в регуляции сексуальности также и у человека . Однако это прежде ни разу не было прямым образом подтверждено ни на человеке, ни в экспериментах на животных из класса млекопитающих.

В 1978 году мы предприняли попытку решить этот вопрос в опытах на самцах кроликов породы шиншилла путём вживления в семенные пузырьки твёрдых инородных предметов. Согласно принятой рабочей гипотезе, эти предметы должны были оказывать давление на предполагаемые барорецепторы, посылающие информацию в мозговые центры, регулирующие интенсивность полового влечения, что, в свою очередь, приводило бы к интенсификации последнего.

В экспериментах у 8 самцов на протяжении ряда дней замерялось фоновое половое влечение, показателем которого служило количество попыток к совокуплению (сексуальных наскоков на самку) в течение 30 минут (использовались самки вне течки с целью исключения совокуплений, а также влияния на половое влечение самцов возбуждающего действия половых феромонов и фактора половой активности самки).

Затем этим самцам под тиопенталовым (5 самцов) или эфирным (3 самца) наркозом вживлялись в оба семенных пузырька кусочки полихлорвинилового стержня диаметром 2 мм и длиной 10 мм.

Опыты возобновлялись через 2 дня после операций. Результаты экспериментов оценивались путём сопоставления среднего числа сексуальных наскоков в последние три опыта до операции - со средним числом таких наскоков в первые три послеоперационных опыта.

С целью выявления возможного влияния на показатели экспериментов а) 2-дневного послеоперационного перерыва в опытах и б) наркотизации - были поставлены соответствующие контрольные тесты: пяти самцам, которые не подвергались операциям, был предоставлен 2-дневный перерыв в тестировании, а трём другим неоперируемым самцам вводился тиопентал натрия в дозах, аналогичных вводимым подопытным животным (40 мг на 1 кг массы тела), с последующим тестированием через 2 дня после данного воздействия. Кроме того, 5 самцам семенные пузырьки были удалены.

В результате операций по вживлению инородных тел в семенные пузырьки у всех самцов, кроме одного, у которого произошло прободение стенки одного из семенных пузырьков вживлённым стержнем (среднее число наскоков у него осталось на прежнем уровне), наблюдалось увеличение среднего числа наскоков соответственно в 10,6; 10,3; 5,1; 1,8; 1,6; 1,1 раза (в среднем в 4,7 раза). Несмотря на наличие свежего операционного шва на брюшной стенке, у 6 из 8 животных число наскоков уже в первый послеоперационный опыт превышало среднее за три предоперационных опыта, причём у 4 из них - более, чем в 2 раза. Максимальное число наскоков за опыт у всех 8 самцов приходилось именно на один из послеоперационных дней.

Контрольные эксперименты дали следующие результаты.

После 2-дневного перерыва в опытах у всех 5 кроликов уровень полового влечения несколько снизился.

Наркотизация контрольных животных также не привела к повышению числа наскоков.

Таким образом, вышеприведённые результаты нельзя объяснить действием этих побочных факторов.

Удаление семенных пузырьков у 5 кроликов привело к незначительному снижению полового влечениям у двух из них (в 1,9 и в 1,2 раза), а у трёх - к некоторому повышению (в 2,4; 1,5; и 1,2 раза).

Таким образом, в результате проведённых исследований было доказано, что раздражение барорецепторов, расположенных в семенных пузырьках, приводит к повышению полового влечения у кроликов, что выражается в увеличении частоты попыток к совокуплению. В норме такое воздействие на барорецепторы происходит при наполнении семенных пузырьков накапливающимся секретом, извергаемым затем при эякуляции.

На первый взгляд, этому выводу противоречат результаты опытов по удалению семенных пузырьков, поскольку в этих опытах не произошло ожидаемого значительного снижения полового влечения. Аналогичные данные ранее были получены в экспериментах на крысах [ , ], из чего авторы пришли к выводу о неприложимости к млекопитающим закономерности, обнаруженной на лягушках. Это кажущееся противоречие, однако, исчезает, если обратить внимание на то, что семенные пузырьки представляют собой лишь один из нескольких механизмов регуляции сексуальности. Эти механизмы можно разделить на а) создающие фоновый её уровень и б) осуществляющие её оперативную регуляцию.

К первым относятся, в том числе, рассмотренное выше влияние половых гормонов, активирующее воздействие наполняемых секретом семенных пузырьков, возможное тормозящее действие всасывающегося в кровь при длительном отсутствии эякуляций секрета предстательной железы , активирующее или подавляющее влияние со стороны парасимпатического и симпатического отделов вегетативной нервной системы.

Оперативная регуляция осуществляется, в том числе, через посредство врождённых и приобретённых рефлексов.

Разумеется, этим перечнем не исчерпываются все факторы, определяющие половое поведение развитого человека, у которого огромную роль играют этические и моральные установки и многое другое.

Рассмотренная многоплановость регуляции полового поведения обеспечивает высокую пластичность управления всей половой системой, в частности, возможность её функционирования после «выпадения» некоторых регуляторных механизмов. Наилучшей иллюстрацией сказанному является продолжение в некоторых случаях половой активности в течение длительного времени после кастрации.

Такая многоплановость даёт, в частности, возможность совершать «обходные манёвры» при терапии сексуальных нарушений. Наибольшие перспективы здесь обнаруживаются при использовании тех знаний и практических методов, о которых будет идти речь в главе «Биоэнергетика половой жизни».

Деятельность половых желез регулируется нервной системой и гормонами гипофиза, а также эпифиза.

Яичники, подобно другим железам внутренней секреции, богато снабжены афферентными и эфферентными нервами. Однако прямая нервная (проводниковая) регуляция их функции не доказана.

Центральная нервная система играет важную роль в обеспечении нормального полового цикла. Сильные эмоции - испуг, тяжелое горе - могут нарушить половой цикл и вызвать его прекращение на более или менее продолжительный срок (эмоциональная аменорея).

Нервная регуляция половых желез осуществляется путем рефлекторного изменения внутренней секреции гипофиза. Так, у крольчихи половой акт стимулирует процесс овуляции (выход яйцеклетки из пузырчатого яичникового фолликула вследствие рефлекторного усиления секреции гормонов гипофиза). (От рефлекторного усиления внутри­секреторной функции гипофиза зависит стимулирование овуляции, происходящее у не­которых птиц под влиянием света).

В регуляции деятельности половых желез решающее значение имеют гонадотропные гормоны или гонадотропины, образуемые передней долей гипофиза. Их введение в расту­щий организм ускоряет и усиливает развитие полового аппарата и вторичных половых признаков вследствие стимулирования эндокринной функции половых желез.

Как было сказано выше, существуют три гонадотропина: фолликулостимулирующий, лютеонизирующий и пролактин. Фолликулостимулирующий гормон у самок ускоряет развитие в яичниках фолликулов и превращение их в пузырчатые яичниковые фолликулы, у самцов он ускоряет развитие сперматогенных трубочек в семенниках (tubulae seminiferae) и сперматогенез, т. е. образование сперматозоидов, а также развитие предста­тельной железы. Лютеинизирующий гормон стимулирует развитие внутрисекреторных элементов в семенниках и яичниках и ведет тем самым к усилению образования половых гормонов (андрогенов и эстрогенов). Он определяет в яичнике овуляцию и образование на месте лопнувшего граафова пузырька желтого тела, которое вырабатывает гормон прогестерон. Пролактин, или лютеотропный гормон гипофиза, стимулирует образование прогестерона в желтом теле и лактацию.

После удаления гипофиза у неполовозрелых животных развитие половых желез замедляется и остается незаконченным. Не завершается также развитие полового аппа­рата: полового члена, предстательной железы, влагалища, матки, яйцеводов. В семен­никах не происходит образования сперматозоидов, а в яичниках фолликулы не достигают зрелости и не превращаются в пузырчатые яичниковые фолликулы.

При удалении гипофиза у половозрелых животных отмечается атрофия семяобразующих трубочек, интерстициальной (пубертатной) ткани в семенниках, исчезновение граафовых пузырьков и желтого тела, атрофия фолликулов в яичниках. Если таким животным произвести пересадку гипофиза, то состояние половых желез нормализуется.

Противоположное гипофизу действие на функции полового аппарата оказывает гормон эпифиза -мелатонин, который угнетает развитие половых желез и их активность.

ПОЛОВОЕ СОЗРЕВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА

У человека процесс полового развития может быть разделен на 5 стадий: детскую, отроческую, юношескую, стадию половой зрелости и стадию угасания половых функций.

Детская стадия продолжается у мальчиков в среднем до 10 лет, у девочек - до 8 лет. В это время у мальчиков семяобразующие трубочки семенников слабо развиты, узкие и имеют только один слой малодифференцированных клеток герминативного эпителия; интерстициальная ткань мало развита. В яичниках девочек примордиальные, т. е. первичные, фолликулы, образовавшиеся еще в эмбриональной жизни, растут, но очень медленно. Количество фолликулов, имеющих оболочки, невелико, пузырчатые яичниковые фолликулы (граафовы пузырьки) отсутствуют. В моче мальчиков и девочек содержится очень небольшое и притом одинаковое количество андрогенов и эстрогенов, образующихся в основном в коре надпочечников.

Отроческая стадия протекает у мальчиков от 10 до 14 лет, у девочек - от 9 до 12 лет. У мальчи­ков в это время семенные трубочки быстро развиваются, становятся сильно извитыми и вдвое более широкими. Число эпителиальных слоев в них увеличивается; наряду со сперматогониями возникают сперматоциты, т. е. клетки, которые являются непосредственными предшественниками сперматозоидов. Интерстициальная ткань семенников разрастается. У девочек в яичниках идет быстрый рост фолликулов и увеличивается число тех из них, которые обладают оболочками; появ­ляется все большее число пузырчатых яичниковых фолликулов. Последние образуются вследствие скопления в фолликулах вязкой фолликулярной жидкости, которая окружена эпителием, составляю­щим зернистый слой фолликула. Яйцеклетка и окружающие ее эпителиальные клетки образуют конусообразный выступ, направленный к центру пузырька. В отроческой стадии количество андроге­нов и эстрогенов в моче возрастает; у мальчиков моча содержит больше андрогенов, у девочек - больше эстрогенов.

Юношеская стадия (у юношей в 14-18 лет, у девушек - в 13- : 16 лет) внешне проявляется быстрым развитием вторичных половых признаков. У юношей в этой стадии последовательно возрасту.

ГОРМОНЫ ПЛАЦЕНТЫ

Во внутрисекреторной регуляции беременности участвует также плацента. Она выделяет эстроген, прогестерон и хорионический гонадотропин. Благодаря этому такие операции, как удаление гипофиза или яичника, если они произведены у животного во второй половине беременности (т. е. тогда, когда плацента уже хорошо развита и образу­ет достаточно большие количества названных гормонов), не вызывают аборта; пла­центарные гормоны в этих условиях в состоянии заменить соответствующие гормоны гипофиза и яичников.

Хорионический гонадотропин по своему действию близок к лютеинизирующему гормону гипофиза. Он выделяется в больших количествах с мочой беременных.

ВНУТРЕННЯЯ СЕКРЕЦИЯ ЭПИФИЗА

До недавнего времени функция эпифиза была совершенно неясной. В ХVII столетии Декарт полагал, что эпифиз является «седалищем души». В конце XIX века, было обна­ружено, что поражение эпифиза у детей сопровождается преждевременным половым созреванием, и высказано предположение, что эпифиз имеет отношение к развитию поло­вого аппарата.

В последнее время установлено, что в эпифизе образуется вещество, названное мелатонином. Такое название было предложено потому, что это вещество оказывает активное действие на меланофоры (пигментные клетки кожи лягушек и некоторых других животных). Действие мелатонина противоположно действию интермедина и вызывает посветление кожи.

В организме млекопитающих мелатонин действует на половые железы, вызывая у неполовозрелых животных задержку полового развития, а у взрослых самок - умень­шение размеров яичников и торможение эстральных циклов. При поражении эпифиза у детей возникает преждевременное половое созревание. Под влиянием освещения обра­зование мелатонина в эпифизе угнетается. С этим связывают то, что у ряда животных, в частности у птиц, половая активность имеет сезонный характер, повышаясь весной и летом, когда в результате более продолжительного дня уменьшено образование мелатонина.

Эпифиз содержит так же большое количество серотонина, являющегося предше­ственником мелатонина. Образование серотонина в эпифизе увеличивается в период наибольшей освещенности. Внутренняя секреция эпифиза регулируется симпатической нервной системой. Так как цикл биохимических процессов в эпифизе отражает смену периодов дня и ночи, то считают, что эта циклическая активность представляет собой своеобразные биологические часы организма.

ТКАНЕВЫЕ ГОРМОНЫ

Биологически активные вещества, обладающие специфичностью действия, выра­батываются не только клетками желез внутренней секреции, но и специализированными клетками, расположенными в различных органах. Так, целая группа гормонов поли­пептидной структуры образуется в пищеварительном тракте; они играют важную роль в регуляции моторики, секреции и процессов всасывания в пищеварительном тракте. К этим гормонам относятся: секретин, холецистокинин - панкреозимин, гастроингибирующий полипептид (ГИП), вазоактивный интерстициальный полипептид (ВИН), гастрин, бомбезин, мотилин, химоденин, ПП - панкреатический полипептид, соматостатин, энкефалин, нейротензин, вещество П, вилликинин, соматостатин и др. Их действие подробно описывается в главе «Пищеварение». Ряд этих пептидов обнаружен и в ЦНС, а некоторым из них приписывают медиаторную функцию.

Почки наряду с. выделительной функцией и регуляцией водно-солевого обмена обла­дают и эндокринной функцией. Они секретируют ренин и эритропоэтин. Зобная железа (тимус) является органом, формирующим Т-лимфоциты, и играющим важную роль в им­мунных реакциях организма. Вместе с тем тимус продуцирует полипептидное гормоноподобное вещество тимозин, введение которого увеличивает количество лимфоцитов крови и усиливает реакции иммунитета.

В ряде органов и тканей продуцируются серотонин, гистамин, простагландины. Серотонин представляет собой один из медиаторов ЦНС и эффекторных окончаний вегета­тивных нервов. Наряду с этим вырабатываемый в ряде тканей серотонин вызывает сокра­щения гладких мышц, в том числе кровеносных сосудов (повышая артериальное давле­ние) и обладает рядом других эффектов, напоминающих действия катехоламинов. Гистамин является возможным медиатором болевых ощущений, он обладает резким сосудорасширяющим действием, повышает проницаемость кровеносных сосудов и обла­дает рядом других физиологических эффектов.

Простагландины представляют собой производные некоторых ненасыщенных жирных кислот. Они находятся в тканях в минимальных количествах, обладая рядом выраженных физиологических эффектов. Важнейшим из них является усиление сократи­тельной активности гладких мышц матки и кровеносных сосудов (гипертензия), увеличение экскреции воды и натрия с мочой, влияние на функцию ряда желез внешней и внутренней секреции. Они тормозят секрецию пепсина и соляной кислоты железами желудка (в связи с этим данные вещества используют в клинике при лечении язвы желудка). Простагландины резко обрывают секрецию прогестерона желтым телом, вызывая иногда даже его дегенерацию.

Простагландины тормозят выход норадреналина из надпочечников при раздражении симпатических нервов. Они по-видимому, играют важную роль в регуляции поступления информации по обратным связям в вегетативную нервную систему. Эти вещества играют важную роль в осуществлении воспалительных процессов и других защитных реакций организма. К тканевым гормонам можно отнести и нейропептиды, вырабатываемые в мозге и играющие важную роль в регуляции интенсивности болевых реакций, нормали­зации психических процессов.

Механизмы регуляции физиологических функций традиционно подразделяют на нервные и гуморальные, хотя в действительности они образуют единую регуляторную систему, обеспечивающую поддержание гомеостаза и приспособительную деятельность организма. Эти механизмы имеют многочисленные связи как на уровне функционирования нервных центров, так и при передаче сигнальной информации эффекторным структурам. Достаточно сказать, что при осуществлении простейшего рефлекса как элементарного механизма нервных регуляций передача сигнализации с одной клетки на другую осуществляется посредством гуморальных факторов — нейромедиаторов. Чувствительность сенсорных рецепторов к действию раздражителей и функциональное состояние нейронов изменяется под действием гормонов, нейромедиаторов, ряда других биологически активных веществ, а также простейших метаболитов и минеральных ионов (К+, Na+, Ca-+, С1~). В свою очередь, нервная система может запускать или выполнять коррекцию гуморальных регуляций. Гуморальные регуляции в организме находятся под контролем нервной системы.

Гуморальные механизмы филогенетически более древние, они имеются даже у одноклеточных животных и приобретают большое разнообразие у многоклеточных и особенно у человека.

Нервные механизмы регуляций образовались филогенетически и формируются постепенно в онтогенезе человека. Такие регуляции возможны лишь в многоклеточных структурах, имеющих нервные клетки, объединяющиеся в нервные цепи и составляющие рефлекторные дуги.

Гуморальные регуляции осуществляются путем распространения сигнальных молекул в жидкостях организма по принципу "всем, всем, всем", или принципу "радиосвязи".

Нервные регуляции осуществляются по принципу "письмо с адресом", или "телеграфной связи". Сигнализация передается от нервных центров к строго определенным структурам, например к точно определенным мышечным волокнам или их группам в конкретной мышце. Только в этом случае возможны целенаправленные, координированные движения человека.

Гуморальные регуляции, как правило, осуществляются медленнее, чем нервные. Скорость проведения сигнала (потенциала действия) в быстрых нервных волокнах достигает 120 м/с, в то время как скорость транспорта сигнальной молекулы с током крови в артериях приблизительно в 200 раз, а в капиллярах — в тысячи раз меньше.

Приход нервного импульса к органу-эффектору практически мгновенно вызывает физиологический эффект (например, сокращение скелетной мышцы). Реакция на многие гормональные сигналы более медленная. Например, проявление ответной реакции на действие гормонов щитовидной железы и коры надпочечников происходит через десятки минут и даже часы.

Гуморальные механизмы имеют преимущественное значение в регуляции процессов обмена веществ, скорости деления клеток, роста и специализации тканей, полового созревания, адаптации к изменению условий внешней среды.

Нервная система в здоровом организме оказывает влияние на все гуморальные регуляции, осуществляет их коррекцию. Вместе с тем у нервной системы имеются свои специфические функции. Она регулирует жизненные процессы, требующие быстрых реакций, обеспечивает восприятие сигналов, приходящих от сенсорных рецепторов органов чувств, кожи и внутренних органов. Регулирует тонус и сокращения скелетных мышц, которые обеспечивают поддержание позы и перемещение тела в пространстве. Нервная система обеспечивает проявление таких психических функций, как ощущение, эмоции, мотивации, память, мышление, сознание, регулирует поведенческие реакции, направленные на достижение полезного приспособительного результата.

Гуморальные регуляции подразделяют на эндокринные и местные. Эндокринные регуляции осуществляются благодаря функционированию желез внутренней секреции (эндокринных желез), которые представляют собой специализированные органы, выделяющие гормоны.

Отличительной особенностью местных гуморальных регуляций является то, что биологически активные вещества, вырабатываемые клеткой, не поступают в кровоток, а действуют на продуцирующую их клетку и ее ближайшее окружение, распространяясь за счет диффузии по межклеточной жидкости. Такие регуляции подразделяют на регуляцию обмена веществ в клетке за счет метаболитов, аутокринию, паракринию, юкстакринию, взаимодействия через межклеточные контакты. Во всех гуморальных регуляциях, осуществляемых с участием специфических сигнальных молекул, важную роль играют клеточные и внутриклеточные мембраны.

Похожая информация:

Поиск на сайте:

(От латинского слова гумор - «жидкость») осуществляется за счет веществ, выделяемых во внутреннюю среду организма (лимфу, кровь, тканевую жидкость). Это более древняя, по сравнению с нервной, система регуляции.

Примеры гуморальной регуляции:

• адреналин (гормон)
• гистамин (тканевой гормон)
• углекислый газ в высокой концентрации (образуется при активной физической работе)

• вызывает локальное расширение капилляров, к этому месту притекает больше крови
• возбуждает дыхательный центр продолговатого мозга, дыхание усиливается

Сравнение нервной и гуморальной регуляции

• По скорости работы: нервная регуляция гораздо быстрее: вещества передвигаются вместе с кровью (действие наступает через 30 сек), нервные импульсы идут почти мгновенно (десятые доли секунды).
• По длительности работы: гуморальная регуляция может действовать гораздо дольше (пока вещество находится в крови), нервный импульс действует кратковременно.
• По масштабу воздействия: гуморальная регуляция действует более масштабно, т.к.

  Гуморальная регуляция

  химические вещества разносятся кровью по всему организму, нервная регуляция действует точно - на один орган или часть органа.

Таким образом, нервную регуляцию выгодно применять для быстрой и точной регуляции, а гуморальную - для длительной и масштабной.

Взаимосвязь нервной и гуморальной регуляции: химические вещества действуют на все органы, в том числе и на нервную систему; нервы идут ко всем органам, в том числе и к железам внутренней секреции.

Координацию нервной и гуморальной регуляции осуществляет гипоталамо-гипофизарная система, таким образом, можно говорить о единой нервно-гуморальной регуляции функций организма.

Основная часть. Гипоталамо-гипофизарная система является высшим центром нейро-гуморальной регуляции

Введение.

Гипоталамо-гипофизарная система является высшим центром нейро-гуморальной регуляции организма. В частности нейроны гипоталамуса обладают уникальными свойствами – секретировать гормоны в ответ на ПД и генерировать ПД (схожий с ПД при возникновении и распространении возбуждения) в ответ на секрецию гормона, то бишь они обладают свойствами одновременно и секреторных и нервных клеток. Это и обуславливает связь нервной системы с эндокринной.

Из курса морфологии и практических занятий по физиологии нам хорошо известно расположение гипофиза и гипоталамуса, а так же их тесная связь между собой. Поэтому не будем останавливаться на анатомической организации данной структуры, и перейдём сразу к функциональной организации.

Основная часть

Главной железой внутренней секреции является гипофиз – железа желёз, дирижёр гуморальной регуляции в организме. Гипофиз подразделяют на 3 анатомо-функциональные части:

1. Передняя доля или аденогипофиз – состоит преимущественно из секреторных клеток, секретирующих тропные гормоны. Работа этих клеток регулируется работой гипоталамуса.

2. Задняя доля или нейрогипофиз – состоит из аксонов нервных клеток гипоталамуса и кровеносных сосудов.

3. Эти доли разделены промежуточной долей гипофиза, которая у человека редуцирована, но тем не менее способна продуцировать гормон интермедин (меланоцитстимулирующий гормон). Этот гормон у человека выделяется в ответ на интенсивное раздражение светом сетчатки глаза и активирует клетки чёрного пигментного слоя в глазу, защищая сетчатку от повреждения.

Работа всего гипофиза регулируется гипоталамусом. Аденогипофиз подчиняется работе тропных гормонов, выделяемых гипофизом – релизинг-факторы и ингибирующие факторы по одной номенклатуре, или либерины и статины по другой. Либерины или релизинг-факторы – стимулируют, а статины или ингибирующие факторы – ингибируют выработку соответствующего гормона в аденогипофизе. Эти гормоны поступают в переднюю долю гипофиза посредством портальных сосудов. В гипоталамической области вокруг этих капилляров формируется нейронная сеть, образованная отростнаки нервных клеток, формирующих на капиллярах нейро-капиллярные синапсы. Отток крови от этих сосудов идёт прямиком в аденогипофиз, перенося с собой гипоталамические гормоны. Нейрогипофиз имеет прямую нейронную связь с ядрами гипоталамуса, по аксонам нервных клеток которых гормоны транспортируются в заднюю долю гипофиза. Там они хранятся в расширенных терминалях аксонов, и оттуда попадают в кровь, при генерации ПД соответствующими нейронами гипоталамуса.

Касательно регуляции работы задней доли гипофиза, следует сказать, что гормоны, выделяемые ей, продуцируются в супраоптическом и паравентрикулярном ядрах гипоталамуса, и транспортируются в нейрогипофизу аксональным транспортом в транспортных гранулах.

Важно также отметить, что зависимость работы гипофиза от гипоталамуса доказывается пересадкой гипофиза на шею. В этом случае он перестаёт секретировать тропные гормоны.

Теперь обсудим гормоны, выделяемые гипофизом.

Нейрогипофиз продуцирует всего 2 гормона окситоцин и АДГ (антидиуретический гормон) или вазопрессин (лучше АДГ, т.к. это назв. лучше отражает действие гормона). Оба гормона синтезируются как в супраоптическом, так и в паравентрикулярном ядрах, но каждый нейрон синтезирует только один гормон.

АДГ – орган-мишень – почки (в очень больших концентрациях влияет на сосуды, повышая кровяное давление, а в воротной системе печени снижая его; важно при большой кровопотере), при секреции АДГ собирательные трубочки почек становятся проницаемы для воды, что увеличивает реабсорбцию, а при отсутствии – реабсорбция минимальна, и практически отсутствует. Алкоголь снижает выработку АДГ, именно поэтому повышается диурез, происходит потеря воды, отсюда и появляется так называемый синдром похмелья (или в простонародье — сушняк). Можно так же сказать, что в условиях гиперосмолярности (когда концентрация соли в крови высока) стимулируется выработка АДГ, который опеспечивает минимальную потерю воды (образуется концентрированная моча). И наоборот, в условиях гипоосмолярности, АДГ увеличивает диурез (образуется разбавленная моча). Следовательно, можно сказать о наличии осмо- и барорецепторов, контролирующих осмотическое давление и АД (артер.давл.). Осморецепторы находятся вероятно в самом гипоталамусе, нейрогипофизе и воротных сосудах печени. Барорецепторы находятся в сонной артерии и луковице аорты, а так же в грудном отделе и в предсердии, где давление минимальное. Регулируют АД в горизонтальном и вертикальном положениях.

Патология. При нарушении секреции АДГ, развивается несахарный диабет – большое количество мочеотделения, причём моча не сладкая на вкус. Раньше действительно пробовали мочу на вкус и ставили диагноз: если сладкая – сахарный, а если нет – несахарный диабет.

Окситоцин – органы-мишени – миометрий и миоэпителий молочной железы.

1. Миоэпителий молочной железы: после родов, молоко начинает выделяться в течении 24 часов. Соски груди сильно раздражаются при акте сосания. Раздражение идёт в головной мозг, где стимулируется выделение окситоцина, влияющего на миоэпителий молочной железы. Это мышечный эпителий, касположенный параальвеолярно, и при сокращении выдавливает молоко из молочной железы. Лактация в присутствии младенца прекращается медленнее, чем в его отсутствии.

2. Миометрий: при раздражении шейки матки и влагалища, стимулируется выработка окситоцина, который заставляет сокращаться миометрий, проталкивающий плод к шейке матки, от механорецепторов которых раздражение вновь поступает в мозг и стимулирует ещё большую выработку окситоцина. Этот процесс в пределе переходит в роды.

Интересен факт, что окситоцин выделяется и у мужчин, но его роль не ясна. Возможно он стимулирует мышцу, поднимающую яичко при эякуляции.

Аденогипофиз. Сразу укажем патологический момент в филогенезе аденогипофиза. В эмбриогенезе он закладывается в области первичной ротовой полочти, и заме смещается к турецкому седлу. Это может привести к тому, что на пути перемещения могут остаться частички нервной ткани, которая при жизни может начать развиваться как эктодерма, и дать начало опухолевым процессам в области головы. Сам аденогипофиз имеет происхождение железистого эпителия (отражено в названии).

Аденогипофиз выделяет 6 гормонов (отражены в таблице).

Гландотропные гормоны – это гормоны, органы-мишени которых эндокринные железы. Выделение этих гормонов стимулируют активность желёз.

Гонадотропные гормоны – гормоны, стимулирующие работу гонад (половых органов). ФСГ стимулирует созревание фолликула в яичниках у женщин, и созревание спермы у мужчин. А ЛГ (лютеин – пигмент, относящийся к группе кислородсожержащих каротиноидов – ксантофиллы; ксантос — жёлтый) вызывает овуляцию и образование жёлтого тела у женщин, а у мужчин стимулирует синтез тестостерона в интерстициальных клетках Лейдига.

Эффекторные гормоны – влияют на весь организм в целом или на его системы. Пролактин участвует в лактации, другие функции скорее всего присутствуют, но они не известны у человека.

Секрецию соматотропина вызывают следующие факторы: гипогликемия голодания, определённые виды стресса, физическая работа. Гормон выделяется во время глубокого сна и кроме того, гипофиз эпизодически секретирует большие количества этого гормона при отсутствии стимуляции. На рост гормон виляет опосредованно, вызывая образование гормонов печени – соматомединов . Они оказывают влияние на костную и хрящевую ткань, способствуя поглощению ими неорганических ионов. Основным является соматомедин С , стимулирующий синтез белка во всех клетках тела. На метаболизм гормон влияет непосредственно, мобилизируя жирные кислоты из жировых запасов, способствую поступлению в кровь дополнительного энергетического материала. Обращаю внимание девушек на то, что выработка соматотропина стимулируется физическими нагрузками, и соматотропин обладает липомобилизирующим эффектом. На углеводный же обмен, ГР оказывает 2 противоположных эффекта. Через 1 после введения гормона роста, концентрация глюкозы в крови резко падает (инсулин-подобное действие соматомедина С), но затем концентрация глюкозы начинает возрастать в результате прямого действия ГР на жировую ткань и гликоген. Одновременно с этим ингибируя поглощение глюкозы клетками. Таким образом оказывается диабетогенное воздействие. Гипофункция вызывает нормальную карликовость, гиперфункция гигантизм у детей и акромегалию у взрослых.

Регуляция же секрета гормонов гипофизом, как оказалось сложнее чем предполагалось. Ранее считалось, что для каждого гормона существует свой либерин и статин.

Но оказалось, что секрет некоторых гормонов стимулируется только либерином, секрет же двух других одним лишь либерином (см.таблицу 17.2).

Гипоталамические гормоны синтезируются посредством возникновения ПД на нейронах ядер. Самые сильные ПД приходят из среднего мозга и лимбической системы, в частности гиппокампа и миндалевидного ядра через норадренергические, адренергические и серотонинэкгические нейроны. Это позволяет интегрировать внешние и внутренние воздействия и эмоциональное состояние с нейроэндокринной регуляцией.

Заключение

Остаётся только сказать, что такая сложная система, должна работать как часы. И малейший сбой может привести к нарушению работы всего организма. Не даром говорят: «Все болезни от нервов».

Использованная литература

1. Под.ред. Шмидта, Физиология человека, 2-й том, с.389

2. Косицкий, физиология человека, с.183

mybiblioteka.su — 2015-2018 год. (0.097 сек.)

Гуморальные механизмы регуляции физиологических функций организма

В процессе эволюции первыми сформировались гуморальные механизмы регуляции. Они возникали на этапе, когда появилась кровь и кровообращение. Гуморальная регуляция (от латинского humor – жидкость), это механизм координации процессов жизнедеятельности организма, осуществляемый через жидкие среды — кровь, лимфу, межтканевую жидкость и цитоплазму клетки с помощью биологически активных веществ. Важную роль в гуморальной регуляции играют гормоны. У высокоразвитых животных и человека гуморальная регуляция подчинена нервной регуляции, вместе с которой они составляют единую систему нейро-гуморальной регуляции, обеспечивающей нормальное функционирование организма.

Жидкими средами организма, являются:

— экстравазарные (внутриклеточная и межтканевая жидкость);

— интравазарные (кровь и лимфа)

— специализированные (ликвор — цереброспинальная жидкость в желудочках мозга, синовиальная жидкость – смазка суставных сумок, жидкие среды глазного яблока и внутреннего уха).

Под контролем гормонов находятся все основные процессы жизнедеятельности, все этапы индивидуального развития, все виды клеточного метаболизма.

В гуморальной регуляции участвуют следующие биологически активные вещества:

— поступающие с кормом витамины, аминокислоты, электролиты и др.;

— вырабатываемые эндокринными железами гормоны;

— образованные в процессе обмена веществ СО2, амины и медиаторы;

— тканевые вещества — простагландины, кинины, пептиды.

Гормоны . Наиболее важными специализированными химическими регуляторами являются гормоны. Они вырабатываются в железах внутренней секреции (эндокринных железах, от греч. endo – внутрь, krino — выделять).

Железы внутренней секреции бывают двух типов:

— со смешанной функцией – внутренней и внешней секреции, к этой группе относят половые железы (гонады) и поджелудочную железу;

— с функцией органов только внутренней секреции, к этой группе относят гипофиз, эпифиз, надпочечники, щитовидную и околощитовидную железы.

Передача информации и регуляция деятельности организма осуществляется ЦНС с помощью гормоно. Свое влияние на железы внутренней секреции ЦНС оказывает через гипоталамус, в котором располагаются центры регуляции и специальные нейроны, продуцирующие посредники гормонов – рилизинг-гормоны, с помощью которых регулируется деятельность главной эндокринной железы – гипофиза. Складывающиеся оптимальные концентрации гормонов в крови называется гормональным статусом .

Гормоны вырабатываются в секреторных клетках. Хранятся в гранулах внутрии клеточных органелл, отделенных от цитоплазмы мембраной. По химическому строению различают белковые (производные белков, полипептидов), аминые (производные аминокислот) и стероидные (производные холестерина) гормоны.

По функциональному признаку различают гормоны:

— эффекторные – действуют непосредственно на органы-мишени;

— тропные – вырабатываются в гипофизе и стимулируют синтез и выделение эффекторных гормонов;

— рилизинг-гормоны (либерины и статины), они выделяются непосредственно клетками гипоталамуса и регулируют синтез и секрецию тропных гормонов. Через рилизинг-гормоны осуществляют связь между эндокринной и центральной нервной системами.

Для всех гормонов характерны такие свойства:

— строгая специфичность действия (она связана с наличием в органах-мишенях высокоспецифичных рецепторов, особых белков, с которыми связываются гормоны);

— дистантность действия (органы-мишени находятся вдали от места образования гормонов)

Механизм действия гормонов. Он основан на: стимуляции или угнетении каталитической активности ферментов; изменении проницаемости клеточных мембран. Различают три механизма: мембранный, мембранно-внутриклеточный, внутриклеточный (цитозольный.)

Мембранный – обеспечивает связывание гормонов с клеточной мембраной и в месте связывания изменяет ее проницаемость для глюкозы, аминокислот и некоторых ионов. Например, гормон поджелудочной железы инсулин, повышает транспорт глюкозы, через мембраны клеток печени и мускулов, где из глюкозы синтезируется глюкагон (рис **)

Мембранно-внутриклеточный. Гормоны не проникают в клетку, а влияют на обмен через внутриклеточные химические посредники. Таким действием обладают белково-пептидные гормоны и производные аминокислот. В качестве внутриклеточных химических посредников выступают циклические нуклеотиды: циклический 3′,5′-аденозинмонофосфат (цАМФ) и циклический 3′,5′-гуанозинмонофосфат (цГМФ), а также простагландины и ионы кальция (рис **).

На образование циклических нуклеотидов гормоны влияют через ферменты – аденилатциклазу (для цАМФ) и гуанилатциклазу (для цГМФ). Адеилатциклаза встроена в мембрану клетки и состоит из 3-х частей: рецепторной (R), сопрягающей (N), каталитической (С).

Рецепторная часть включает набор мембранных рецепторов, которые находятся на внешней поверхности мембраны. Каталитическая часть является ферментным белком, т.е. собственно аденилатциклазой, которая превращает АТФ в цАМФ. Механизм действия аденилатциклазы осуществляется следующим образом. После связывания гормона с рецептором образуется комплекс гормон-рецептор, затем происходит образование комплекса N-белок-ГТФ (гуанозинтрифосфат), который активизирует каталитическую часть аденилатциклазы. Сопрягающая часть представлена особым N-белком, расположенным в липидном слое мембраны. Активация аденилатциклазы приводит к образованию цАМФ внутри клетки из АТФ.

Под действием цАМФ и цГМФ происходит активация протеинкиназ, которые находятся в цитоплазме клетки в неактивном состоянии (рис **)

В свою очередь активированные протеинкиназы активируют внутриклеточные ферменты, которые, действуя на ДНК, участвуют в процессах транскрипции генов и синтеза нужных ферментов.

Внутриклеточный (цитозольный) механизм действия характерен для стероидных гормонов, которые имеют меньшую величину молекул, чем белковые гормоны. В свою очередь они относятся с липофильным веществам по физико-химическим свойствам, что позволяет им легко проникать через липидный слой плазматической мембраны.

Проникнув внутрь клетки стероидный гормон взаимодействует со специфическим белком-рецептором (R), находящимся в цитоплазме, образуя гормон-рецепторный комплекс (ГRа). Этот комплекс в цитоплазме клетки подвергается активации и проникает через ядерную мембрану к хромосомам ядра, вступая с ними во взаимодействие. При этом происходит активация генов, сопровождающаяся образованием РНК, что приводит к усиленному синтезу соответствующих ферментов. В данном случае белок-рецептор служит посредником в действии гормона, однако он приобретает эти свойства только после его соединения с гормоном.

Наряду с непосредственным влиянием на ферментные системы тканей, действие гормонов на строение и функции организма может осуществляться более сложными путями при участии нервной системы.

Гуморальная регуляция и процессы жизнедеятельности

В этом случае гормоны воздействуют на интерорецепторы (хеморецепторы), расположенные в стенках кровеносных сосудов. Раздражение хеморецепторов служит началом рефлексной реакции, которая изменяет функциональное состояние нервных центров.

Физиологическое действие гормонов весьма разнообразно. Они оказывают выраженное влияние на обмен веществ, дифференциацию тканей и органв, рост и развитие. Гормоны участвуют в регуляции и интеграции многих функций организма, адаптируя его к изменяющимся условиям внуренней и внешней среды, поддерживают гомеостаз.

Биология человека

Учебник для 8 класса

Гуморальная регуляция

В организме человека постоянно происходят разнообразные процессы жизнеобеспечения. Так, в период бодрствования одновременно функционируют все системы органов: человек двигается, дышит, по его сосудам течет кровь, в желудке и кишечнике идут процессы пищеварения, осуществляется терморегуляция и др. Человек воспринимает все изменения, происходящие в окружающей среде, реагирует на них. Все эти процессы регулируются и контролируются нервной системой и железами эндокринного аппарата.

Гуморальная регуляция (от лат. «гумор» - жидкость)- форма регуляции деятельности организма, присущая всему живому, осуществляется с помощью биологически активных веществ - гормонов (от греч. «гормао» - возбуждаю), которые вырабатываются специальными железами. Их называют железами внутренней сек> реции или эндокринными (от греч. «эндон» - внутри, «кринео» - выделять). Выделяемые ими гормоны поступают непосредственно в тканевую жидкость и в кровь. Кровь разносит эти вещества по организму. Попав в органы и ткани, гормоны оказывают на них определенное воздействие, например влияют на рост тканей, ритм сокращения сердечной мышцы, вызывают сужение просвета сосудов и т. д.

Гормоны влияют на строго определенные клетки, ткани или ор-ганы. Они очень активны, действуют даже в ничтожно малых количествах. Однако гормоны быстро разрушаются, поэтому они должны по мере надобности поступать в кровь или тканевую жидкость по мере надобности.

Обычно железы внутренней секреции невелики: от долей грамма до нескольких граммов.

Важнейшей железой внутренней секреции является гипофиз, расположенный под основанием мозга в особой выемке черепа - турецком седле и связанный с мозгом тонкой ножкой. Гипофиз подразделяют на три доли: переднюю, среднюю и заднюю. В передней и средней долях вырабатываются гормоны, которые, попадая в кровь, достигают других желез внутренней секреции и управляют их работой. В заднюю долю гипофиза поступают по ножке два гормона, вырабатываемых в нейронах промежуточного мозга. Один из этих гормонов регулирует обьем образующейся мочи, а второй усиливает сокращение гладких мышц и играет очень важную роль в процессе родов.

На шее впереди гортани расположена щитовидная железа. Она вырабатывает ряд гормонов, которые участвуют в регуляции процессов роста, развития тканей. Они повышают интенсивность обмена веществ, уровень потребления кислорода органами и тканями.

Околощитовидные железы расположены на задней поверхности щитовидной железы. Этих желез четыре, они очень маленькие, общая масса их составляет всего 0,1-0,13 г. Гормон этих желез регулирует содержание солей кальция и фосфора в крови, при недостатке этого гормона нарушается рост костей, зубов, повышается возбудимость нервной системы.

Парные надпочечники расположены, как видно из их названия, над почками. Они выделяют несколько гормонов, которые регулируют обмен углеводов, жиров, влияют на содержание в организме натрия, калия, регулируют деятельность сердечно-сосудистой системы.

Особенно важен выброс гормонов надпочечников в тех случаях, когда организм вынужден работать в условиях умственного и физического напряжения, т. е. в условиях стресса: эти гормоны усиливают работу мышц, повышают содержание глюкозы в крови (для обеспечения возросших энергетических затрат мозга), усиливают кровоток в мозге и других жизненно важных органах, повышают уровень системного кровяного давления, усиливают сердечную деятельность.

Некоторые железы нашего организма выполняют двойную функцию, т. е. действуют одновременно как железы внутренней и внешней - смешанной - секреции. Это, например, половые железы и поджелудочная железа. Поджелудочная железа выделяет пищеварительный сок, поступающий в двенадцатиперстную кишку; одновременно отдельные ее клетки функционируют как железы внутренней секреции, вырабатывая гормон инсулин, регулирующий обмен yглеводов в организме. В процессе пищеварения углеводы расщепляются до глюкозы, которая всасывается из кишечника в кровеносные сосуды. Снижение выработки инсулина приводит к тому, что большая часть глюкозы не может проникнуть из кровеносных сосудов дальше в ткани органов. В результате клетки различных тканей остаются без важнейшего источника энергии - глюкозы, которая в итоге выводится из организма с мочой. Это заболевание называется диабет. Что же происходит, когда поджелудочная железа вырабатывает слишком много инсулина? Глюкоза очень быстро расходуется различными тканями, прежде всего мышцами, и содержание сахара о крови падает до опасно низкого уровня. В результате мозгу не хватает «горючего», человек впадает в так называемый инсулиновый шок и теряет сознание. В этом случае надо быстро вводить в кровь глюкозу.

Половые железы образуют половые клетки и вырабатывают гормоны, регулирующие рост и созревание организма, формирование вторичных половых признаков. У мужчин это рост усов и бороды, огрубление голоса, изменение телосложения, у женщин - высокий голос, округлость форм тела. Половые гормоны обусловливают развитие половых органов, созревание половых клеток, у женщин управляют фазами полового цикла, течением беременности.

Строение щитовидной железы

Щитовидная железа - один из важнейших органов внутренней секреции. Описание щитовидной железы дал еще в 1543 г. А. Везалий, а свое название она получила более чем век спустя - в 1656 г.

Современные научные представления о щитовидной железе стали складываться к концу XIX в., когда швейцарский хирург Т. Кохер в 1883 г. описал признаки умственной отсталости (кретинизма) у ребенка, развившиеся после удаления у него этого органа.

В 1896 г. А. Бауман установил высокое содержание иода в железе и обратил внимание исследователей на то, что еще древние китайцы успешно лечили кретинизм золой морских губок, содержащей большое количество иода. Экспериментальному изучению щитовидная железа была впервые подвергнута в 1927 г. Девять лет спустя была сформулирована концепция о ее внутрисекреторной функции.

В настоящее время известно, что щитовидная железа состоит из двух долей, соединенных узким перешейком. Ото самая крупная железа внутренней секреции. У взрослого человека ее масса составляет 25- 60 г; располагается она спереди и по бокам от гортани. Ткань железы состоит в основном из множества клеток - тироци-тов, объединяющихся в фолликулы (пузырьки). Полость каждого такого пузырька заполнена продуктом деятельности тироцитов - коллоидом. К фолликулам снаружи прилегают кровеносные сосуды, откуда в клетки поступают исходные вещества для синтеза гормонов. Именно коллоид дает возможность организму какое-то время обходиться без иода, поступающего обычно с водой, продуктами питания, вдыхаемым воздухом. Однако при длительном дефиците иода производство гормонов нарушается.

Главный гормональный продукт щитовидной железы - тироксин. Другой гормон - трииодтирании - лишь в малом количестве продуцируется щитовндаой железой. Он образуется в основном из тироксина после отщепления от него одного атома иода. Этот процесс происходит во многих тканях (особенно в печени) и играет важную роль в поддержании гормонального равновесия организма, поскольку трииодтиронин значительно активнее тироксина.

Заболевания, связанные с нарушениями функционирования щитовидной железы, могут возникать не только при изменениях в самой железе, но и при нехватке в организме иода, а также заболеваниях передней доли гипофиза и др.

При снижении функций (гипофункции) щитовидной железы в детстве развивается кретинизм, характеризующийся торможением в развитии всех систем организма, малым ростом, слабоумием. У взрослого человека при нехватке гормонов щитовидной железы возникает микседема, при которой наблюдаются отеки, слабоумие, понижение иммунитета, слабость. Данное заболевание хорошо поддается лечению препаратами гормонов щитовидной железы. При повышенной выработке гормонов щитовидной железы возникает базедова болезнь, при которой резко возрастает возбудимость, интенсивность обмена веществ, частота сердечных сокращений, развивается пучеглазие (экзофтальм) и происходит потеря веса. В тех географических зонах, где вода содержит мало иода (обычно это встречается в горах), у населения часто наблюдается зоб - заболевание, при котором секретирующая ткань щитовидной железы разрастается, но не может в отсутствие необходимого количества иода синтезировать полноценные гормоны. В таких районах потребление иода населением должно быть повышенным, что может быть обеспечено, например, использованием поваренной соли с обязательными небольшими добавками иодида натрия.

Гормон роста

Впервые предположение о выделении гипофизом специфического гормона роста было высказано в 1921 г. группой американских ученых. В эксперименте им удалось стимулировать рост крыс до размеров, вдвое превышающих обычные, путем ежедневного введения экстракта гипофиза. В чистом виде гормон роста был выделен только в 1970-е гг., сначала из гипофиза быка, а затем - лошади и человека. Этот гормон воздействует не на одну какую-то железу, а на весь организм.

Рост человека — величина непостоянная: он увеличивается до 18-23 лет, сохраняется неизменным примерно до 50 лет, а затем каждые 10 лет уменьшается на 1-2 см.

Кроме того, показатели роста варьируют у разных людей. Для «условного человека» (такой термин принят Всемирной организацией здравоохранения при определении различных параметров жизнедеятельности) средний рост составляет 160 см у женщин и 170 см у мужчин. А вот человек ниже 140 см или выше 195 см считается уже очень низким или очень высоким.

При недостатке гормона роста у детей развивается гипофизарная карликовость, а при переизбытке - гипофизарный гигантизм. Самым высоким гипофизарным гигантом, рост которого точно измерен, был американец Р. Уодлоу (272 см).

Если же избыток этого гормона наблюдается у взрослого человека, когда нормальный рост уже прекратился, возникает заболевание акромегалия, при котором разрастаются нос, губы, пальцы рук и ног и некоторые другие части тела.

Проверьте свои знания

1. В чем суть гуморальной регуляции процессов, происходящих в организме?
2. Какие железы относятся к железам внутренней секреции?
3. Каковы функции надпочечников?
4. Назовите основные свойства гормонов.
5. В чем заключается функция щитовидной железы?
6. Какие вы знаете железы смешанной секреции?
7. Куда поступают гормоны, выделяемые железами внутренней секреции?
8. Какова функция поджелудочной железы?
9. Перечислите функции околощитовидных желез.

Подумайте

К чему может привести недостаток гормонов, выделяемых организмом?

Направление процесса в гуморальной регуляции

Железы внутренней секреции выделяют непосредственно в кровь гормоны - биоло! ически активные вещества. Гормоны регулируют обмен веществ, рост, развитие организма и работу его органов.

Нервная и гуморальная регуляция

Нервная регуляция осуществляется с помощью электрических импульсов, идущих по нервным клеткам. По сравнению с гуморальной она

• происходит быстрее
• более точная
• требует больших затрат энергии
• более эволюционно молодая.

Гуморальная регуляция процессов жизнедеятельности (от латинского слова гумор - «жидкость») осуществляется за счет веществ, выделяемых во внутреннюю среду организма (лимфу, кровь, тканевую жидкость).

Гуморальная регуляция может осуществляться с помощью:

• гормонов - биологически активных (действующих в очень маленькой концентрации) веществ, выделяемых в кровь железами внутренней секреции;
• других веществ . Например, углекислый газ

• вызывает местное расширение капилляров, к этому месту притекает больше крови;
• возбуждает дыхательный центр продолговатого мозга, дыхание усиливается.

Все железы организма делятся на 3 группы

1) Железы внутренней секреции (эндокринные ) не имеют выводных протоков и выделяют свои секреты непосредственно в кровь. Секреты эндокринных желез называются гормонами , они обладают биологической активностью (действуют в микроскопической концентрации). Например: щитовидная железа, гипофиз, надпочечники.

2) Железы внешней секреции имеют выводные протоки и выделяют свои секреты НЕ в кровь, а в какую-либо полость или на поверхность организма. Например, печень , слезные , слюнные , потовые .

3) Железы смешанной секреции осуществляют и внутреннюю, и внешнюю секрецию. Например

• поджелудочная железа выделяет в кровь инсулин и глюкагон, а не в кровь (в 12-перстную кишку) - поджелудочный сок;
• половые железы выделяют в кровь половые гормоны, а не в кровь - половые клетки.

БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ: Гуморальная регуляция, Виды желез, Типы гормонов, сроки и механизмы их действия, Поддержание концентрации глюкозы в крови
ЗАДАНИЯ ЧАСТИ 2: Нервная и гуморальная регуляция

Тесты и задания

Установите соответствие между органом (отделом органа), участвующим в регуляции жизнедеятельности организма человека, и системой, к которой он относится: 1) нервная, 2) эндокринная.
А) мост
Б) гипофиз
В) поджелудочная железа
Г) спинной мозг
Д) мозжечок

Установите, в какой последовательности осуществляется гуморальная регуляция дыхания при мышечной работе в организме человека
1) накопление углекислого газа в тканях и крови
2) возбуждение дыхательного центра в продолговатом мозге
3) передача импульса к межреберным мышцам и диафрагме
4) усиление окислительных процессов при активной мышечной работе
5) осуществление вдоха и поступление воздуха в легкие

Установите соответствие между процессом, происходящим при дыхании человека, и способом его регуляции: 1) гуморальная, 2) нервная
А) возбуждение рецепторов носоглотки частицами пыли
Б) замедление дыхания при погружении в холодную воду
В) изменение ритма дыхания при избытке углекислого газа в помещении
Г) нарушение дыхания при кашле
Д) изменение ритма дыхания при уменьшении содержания углекислого газа в крови

1. Установите соответствие между характеристикой железы и видом, к которому ее относят: 1) внутренней секреции, 2) внешней секреции. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) имеют выводные протоки
Б) вырабатывают гормоны
В) обеспечивают регуляцию всех жизненно важных функций организма
Г) выделяют ферменты в полость желудка
Д) выводные протоки выходят на поверхность тела
Е) вырабатываемые вещества выделяются в кровь

2. Установите соответствие между характеристикой желез и их типом: 1) внешней секреции, 2) внутренней секреции.

Гуморальная регуляция организма

Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) образуют пищеварительные ферменты
Б) выделяют секрет в полость тела
В) выделяют химически активные вещества – гормоны
Г) участвуют в регуляции процессов жизнедеятельности организма
Д) имеют выводные протоки

Установите соответствие между железами и их типами: 1) внешней секреции, 2) внутренней секреции. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) эпифиз
Б) гипофиз
В) надпочечник
Г) слюнная
Д) печень
Е) клетки поджелудочной железы, вырабатывающие трипсин

Установите соответствие между примером регуляции работы сердца и типом регуляции: 1) гуморальная, 2) нервная
А) учащение сердцебиений под влиянием адреналина
Б) изменение работы сердца под влиянием ионов калия
В) изменение сердечного ритма под влиянием вегетативной системы
Г) ослабление деятельности сердца под влиянием парасимпатической системы

Установите соответствие между железой в организме человека и её типом: 1) внутренней секреции, 2) внешней секреции
А) молочная
Б) щитовидная
В) печень
Г) потовая
Д) гипофиз
Е) надпочечники

1. Установите соответствие между признаком регуляции функций в организме человека и его видом: 1) нервная, 2) гуморальная. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) доставляется к органам кровью
Б) большая скорость ответной реакции
В) является более древней
Г) осуществляется с помощью гормонов
Д) связана с деятельностью эндокринной системы

2. Установите соответствие между характеристиками и видами регуляции функций организма: 1) нервная, 2) гуморальная. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) включается медленно и действует долго
Б) сигнал распространяется по структурам рефлекторной дуги
В) осуществляется действием гормона
Г) сигнал распространяется с током крови
Д) включается быстро и действует коротко
Е) эволюционно более древняя регуляция

Выберите один, наиболее правильный вариант. Какие из перечисленных желез выделяют свои продукты через специальные протоки в полости органов тела и непосредственно в кровь
1) сальные
2) потовые
3) надпочечники
4) половые

Установите соответствие между железой организма человека и типом, к которому её относят: 1) внутренней секреции, 2) смешанной секреции, 3) внешней секреции
А) поджелудочная
Б) щитовидная
В) слёзная
Г) сальная
Д) половая
Е) надпочечник

Выберите три варианта. В каких случаях осуществляется гуморальная регуляция?
1) избыток углекислого газа в крови
2) реакция организма на зеленый сигнал светофора
3) избыток глюкозы в крови
4) реакция организма на изменение положения тела в пространстве
5) выделение адреналина при стрессе

Установите соответствие между примерами и видами регуляции дыхания у человека: 1) рефлекторная, 2) гуморальная. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) остановка дыхания на вдохе при входе в холодную воду
Б) увеличение глубины дыхания из-за увеличения концентрации углекислого газа в крови
В) кашель при попадании пищи в гортань
Г) небольшая задержка дыхания из-за снижения концентрации углекислого газа в крови
Д) изменение интенсивности дыхания в зависимости от эмоционального состояния
Е) спазм сосудов мозга из-за резкого увеличения концентрации кислорода в крови

Выберите три железы внутренней секреции.
1) гипофиз
2) половые
3) надпочечники
4) щитовидные
5) желудочные
6) молочные

Выберите три варианта. Гуморальные воздействия на физиологические процессы в организме человека
1) осуществляются с помощью химически активных веществ
2) связаны с деятельностью желёз внешней секреции
3) распространяются медленнее, чем нервные
4) происходят с помощью нервных импульсов
5) контролируются продолговатым мозгом
6) осуществляются через кровеносную систему

© Д.В.Поздняков, 2009-2018

Процесс полового созревания протекает неравномерно, и его принято подразделять на определенные этапы, на каждом из которых складываются специфические взаимоотношения между системами нервной и эндокринной регуляции. Эти этапы английский антрополог Дж. Таннер назвал стадиями, а исследования отечественных и зарубежных физиологов и эндокринологов позволили установить, какие морфофункциональные свойства характерны для организма на каждой из этих стадий.

Нулевая стадия – стадия новорожденности – характеризуется наличием в организме ребенка сохранившихся материнских гормонов, а также постепенным регрессом деятельности собственных желез внутренней секреции, после того как родовой стресс закончится.

Первая стадия – стадия детства (инфантилизм). Период от года до появления первых признаков полового созревания рассматривается как этап полового инфантилизма. В этот период созревают регулирующие структуры головного мозга и происходит постепенное и незначительное увеличение секреции гормонов гипофиза. Развития половых желез не наблюдается потому, что оно тормозится гонадотропин-ингибирующим фактором, который вырабатывается гипофизом под действием гипоталамуса и другой мозговой железы – эпифиза. Этот гормон по строению молекулы очень похож на гонадотропный гормон, а потому легко и прочно соединяется с рецепторами тех клеток, которые настроены на чувствительность к гонадотропинам. Однако никакого стимулирующего действия на половые железы гонадотропин-ингибирующий фактор не оказывает. Напротив, он перекрывает гонадотропному гормону доступ к рецепторам. Такая конкурентная регуляция типична для гормональной регуляции метаболизма. Ведущая роль в эндокринной регуляции на этом этапе принадлежит гормонам щитовидной железы и гормону роста. Непосредственно перед пубертатом секреция гормона роста усиливается, и это вызывает ускорение процессов роста. Наружные и внутренние половые органы развиваются малозаметно, вторичных половых признаков нет. Заканчивается стадия у девочек в 8–10, а у мальчиков – в 10–13 лет. Большая продолжительность стадии приводит к тому, что при вступлении в пубертат мальчики оказываются крупнее девочек.

Вторая стадия – гипофизарная (начало пубертата). К началу полового созревания снижается образование ингибитора гонадотропина и усиливается секреция гипофизом двух важнейших гонадотропных гормонов, стимулирующих развитие половых желез, – фоллитропина и лютропина. В результате железы "просыпаются" и начинается активный синтез тестостерона. Чувствительность половых желез к гипофизарным влияниям увеличивается, и постепенно налаживаются эффективные обратные связи в системе гипоталамус – гипофиз – гонады. У девочек в этот период наиболее высока концентрация гормона роста, у мальчиков пик ростовой активности наблюдается позже. Первым внешним признаком начала пубертата у мальчиков служит увеличение яичек, которое происходит под влиянием гонадотропных гормонов гипофиза. В 10 лет эти изменения можно заметить у трети мальчиков, в 11 – у двух третей, а к 12 годам – практически у всех.

У девочек первый признак пубертата – набухание молочных желез, иногда оно происходит асимметрично. Сначала железистую ткань можно только пропальпировать, затем выпячивается околососковый кружок. Отложение жировой ткани и формирование зрелой железы происходит на последующих этапах пубертата. Эта стадия полового созревания заканчивается у мальчиков в 11 –13, а у девочек – в 9–11 лет.

Третья стадия – стадия активации гонад. На этом этапе воздействие гипофизарных гормонов на половые железы усиливается и гонады начинают вырабатывать в больших количествах половые стероидные гормоны. Одновременно увеличиваются и сами гонады: у мальчиков это хорошо заметно по значительному увеличению размеров яичек. Кроме того, под суммарным воздействием гормона роста и андрогенов мальчики сильно вытягиваются в длину, растет также половой член, приближаясь к 15 годам к размерам взрослого человека. Высокая концентрация женских половых гормонов – эстрогенов – у мальчиков в этот период может приводить к набуханию молочных желез, расширению и усилению пигментации зоны соска и ареолы. Эти изменения непродолжительны и обычно через несколько месяцев после появления благополучно проходят без вмешательства. На этой стадии как у мальчиков, так и у девочек происходит интенсивное оволосение лобка и подмышечных впадин. Заканчивается стадия у девочек в 11–13, а у мальчиков в 12– 16 лет.

Четвертая стадия – стадия максимального стероидогенеза. Активность гонад достигает максимума, надпочечники синтезируют большое количество половых стероидов. У мальчиков сохраняется высокий уровень гормона роста, поэтому они продолжают интенсивно расти, у девочек ростовые процессы замедляются. Первичные и вторичные половые признаки продолжают развиваться: усиливается лобковое и подмышечное оволосение, увеличивается размер гениталий. У мальчиков именно на этой стадии происходит мутация (ломка) голоса.

Пятая стадия – этап окончательного формирования – физиологически характеризуется установлением сбалансированной обратной связи между гормонами гипофиза и периферическими железами и начинается у девушек в 11 – 13 лет, у юношей – в 15–17 лет. На этом этапе завершается формирование вторичных половых признаков. У мальчиков это формирование "адамова яблока", оволосение лица, оволосение на лобке по мужскому типу, завершение развития подмышечного оволосения. Волосы на лице обычно появляются в следующей последовательности: верхняя губа, подбородок, щеки, шея. Этот признак развивается позже других и окончательно формируется к 20 годам или позже. Сперматогенез достигает своего полного развития, организм юноши готов к оплодотворению. Рост тела практически останавливается.

У девушек на этой стадии появляется менархе. Собственно, первая менструация и является для девушек началом последней, пятой, стадии полового созревания. Затем в течение нескольких месяцев происходит становление характерного для женщин ритма овуляций и менструаций. Цикл считается установившимся, когда менструации наступают через одинаковые промежутки времени, длятся одинаковое число дней с одинаковым распределением интенсивности по дням. Вначале менструации могут продолжаться 7–8 дней, исчезать на несколько месяцев, даже на год. Появление регулярных менструаций свидетельствует о достижении половой зрелости: яичники продуцируют готовые к оплодотворению созревшие яйцеклетки. Рост тела в длину также практически прекращается.

На протяжении второй – четвертой стадий полового созревания резкое усиление деятельности желез внутренней секреции, интенсивный рост, структурные и физиологические изменения в организме повышают возбудимость центральной нервной системы. Это выражается в эмоциональном реагировании подростков: их эмоции подвижны, изменчивы, противоречивы: повышенная чувствительность сочетается с черствостью, застенчивость – с развязностью; проявляются чрезмерный критицизм и нетерпимость к родительской опеке. В этот период иногда наблюдаются снижение работоспособности, невротические реакции – раздражимость, плаксивость (особенно у девочек в период менструации). Возникают новые отношения между полами. У девочек повышается интерес к своей внешности, мальчики демонстрируют свою силу. Первые любовные переживания нередко выбивают подростков из колеи, они становятся замкнутыми, начинают хуже учиться.