§ 34. Регуляция жизненных функций организма

1. Какие регуляторные системы существуют в живом организме?

Функцию обеспечения согласованной деятельности органов и систем органов, поддержания их определенного физиологического состояния и гомеостаза в организме животных выполняют нервная и эндокринная системы. В растительных организмах эту функцию выполняют биологически активные вещества — фитогормоны.

2. Как осуществляется регуляция жизненных функций в организме?

В животном организме нервная регуляция функций осуществляется с помощью нервных импульсов, имеющих электрическую природу. Действие раздражителя (свет, звук, запах, пища, давление и др.) воспринимается соответствующими рецепторами и преобразуется (кодируется) в них в форму нервных импульсов. По звеньям рефлекторной дуги они передаются к определенным центрам нервной систе-мы, где осуществляется их анализ и синтез, а такжё формируются соответствующие реакции на действие раздражителя. Таким образом, регуляция функций организма с помощью нервной системы носит рефлекторный характер.

Гуморальная регуляция осуществляется биологически активными веществами, вырабатываемыми эндокринными железами и поступающими в кровь, которой они разносятся по всем органам и тканям организма животного.

В растительном организме регуляция функций (деления клеток, прорастания семян и др.) осуществляется только с помощью фитогормонов, вырабатываемых определенными клетками и транспортируемых по проводящим тканям или непосредственно от одной клетки к другой.

3. Вспомните, что такое гомеостаз. Какие механизмы его поддержания вам известны?

Гомеостаз — это относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды организма, а также механизмы, обеспечивающие эту устойчивость. Организм обладает способностью к поддержанию гомеостаза, которая называется саморегуляцией. Механизм саморегуляции работает по принципу обратной связи. Например, когда мы входим с улицы в темное помещение, наши глаза благодаря автоматической внутренней регуляции быстро приспосабливаются к резкому уменьшению освещенности: зрачки расширяются, чтобы пропустить на сетчатку больше света. Приведем другой пример саморегуляции. При интенсивной физической нагрузке увеличивается поступление С02 в кровь, что регистрируют специальные хеморецепторы, расположенные в стенках крупных кровеносных сосудов. Они возбуждаются и посылают нервные импульсы в центр вдоха, стимулируя увеличение частоты дыхательных движений и соответственно повышение газообмена. В состоянии покоя в организме происходят противоположные процессы: снижается частота дыхания, понижается уровень газообмена, так как расходы энергии резко снижены.

4. Что общего в нервной и гуморальной регуляции? Чем они отличаются?

Нервными и гуморальными воздействиями осуществляется регуляция функций организма. Однако между этими двумя видами регуляции есть отличия. Так, нервные влияния передаются к органам-исполнителям очень быстро (со скоростью до 120 м/с), тогда как кровь транспортирует биологически активные вещества — гормоны — со скоростью до 0,5 м/с. Кроме того, нервные импульсы подходят к строго определенным органам, тканям, поэтому ответные реакции более точные, локальные. Гормоны же разносятся кровью по всему организму, оказывая свое влияние на клетки многих органов, на длительно идущие процессы (рост, развитие и др.).

5. Какая связь существует между нервной системой и системой желез внутренней секреции?

Взаимодействие нервной и эндокринной систем в регуляции функций подтверждается и особенностями их строения. Так, отдел промежуточного мозга — гипоталамус — является одновременно и нервным центром, и своеобразной эндокринной железой. Нервные клетки гипоталамуса вырабатывают нейро-гормоны — вещества сложной химической природы, способные влиять на секреторную функцию гипофиза. Одни из них (либерины) побуждают гипофиз вырабатывать тропные гормоны, стимулирующие деятельность других эндокринных желез (щитовидной, коры надпочечников, половых). Другие (статины), наоборот, угнетают продукцию гипофизом гормонов.

Таким образом, между гипоталамусом, гипофизом и периферическими эндокринными железами отмечается тесная прямая связь. Существует и обратная связь. Так, например, щитовидная железа под действием тиреотропного гормона гипофиза усиливает выработку собственных гормонов тироксина и трийодтиронина, которые, в свою очередь, оказывают воздействие на гипофиз, снижая выработку им тиреотропного гормона. Таким образом, прямая и обратная связь обеспечивает взаимодействие эндокринных желез и их связь с нервной системой. Если эта связь нарушается по каким-либо причинам, то происходит нарушение обмена веществ и возникают различные заболевания.

6. Какие изменения происходят в кровеносной системе человека при физических нагрузках? Каким образом осуществляется регуляция этих изменений?

Интенсивная физическая нагрузка сопровождается усилением выброса адреналина — гормона мозгового вещества надпочечников. Адреналин вызывает выход крови из кровяного депо (легкие, печень, кожа, селезенка), что увеличивает объем крови в периферических сосудах. Происходит перераспределение крови: расширяются капилляры кожи, работающих скелетных мышц и сердца, увеличивая их кровоснабжение, и одновременно сужаются кровеносные сосуды органов пищеварительного тракта и почек, снижая их кровоснабжение. Благодаря такому перераспределению крови поддерживается кровяное давление на нормальном уровне и увеличивается кровоснабжение работающих органов.

7. Вспомните из курса биологии 9-го класса, какие изменения функционирования организма человека возможны в результате нарушения взаимосвязи между нервной системой и железами внутренней секреции.

О взаимосвязи нервной системы и желез внутренней секреции — см. ответ на вопрос 5 этого же параграфа.