1. Каким образом осуществляется регуляция процессов жизнедеятельности у животных? У растений?

а) Только благодаря гуморальной регуляции;

б) только благодаря нервной регуляции;

в) за счёт согласованной работы гуморальных и нервных механизмов регуляции.

Регуляция процессов жизнедеятельности у животных осуществляется: в) за счёт согласованной работы гуморальных и нервных механизмов регуляции.

Регуляция процессов жизнедеятельности у растений осуществляется: а) только благодаря гуморальной регуляции.

2. Как осуществляется регуляция жизненных функций у растений?

Процессы жизнедеятельности растительного организма регулируются с помощью биологически активных веществ. Ведущая роль в регуляции процессов деления, роста и дифференцировки клеток растений принадлежит фитогормонам. Даже в незначительных количествах они могут ускорять или замедлять различные жизненные функции – формирование корней, развитие почек, рост побегов, цветение, созревание плодов, опадание листьев, прорастание семян и др. Фитогормоны образуются определёнными клетками и транспортируются к месту действия 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. Поддержание гомеостаза в организме обеспечивается различными механизмами саморегуляции.

Например, при понижении температуры окружающей среды в организме человека усиливаются процессы теплопродукции (повышается интенсивность энергетического обмена, развивается мышечная дрожь) и ослабляются процессы теплоотдачи (сужаются периферические сосуды кожи, снижается потоотделение), что позволяет сохранять температуру тела постоянной.

Переход человека из тёмной комнаты в ярко освещённую сопровождается сужением зрачков, что препятствует избыточному поступлению света на сетчатку.

Повышение концентрации углекислого газа в крови вызывает стимуляцию дыхательного центра продолговатого мозга. Вследствие этого увеличиваются частота и глубина дыхания и уровень углекислого газа в крови возвращается к норме.

И (или) другие примеры механизмов саморегуляции.

4. Какая связь существует между нервной и эндокринной системами?

С одной стороны, работа эндокринных желез (выработка гормонов) находится под контролем нервной системы. С другой стороны, гормоны оказывают влияние на нервную систему, изменяя уровень возбудимости тех или иных её отделов.

У позвоночных животных и человека существует тесная связь между гипоталамусом (отделом промежуточного мозга) и гипофизом (железой внутренней секреции). Вместе они составляют единую гипоталамо-гипофизарную систему. Нейрогормоны, синтезированные клетками гипоталамуса, поступают по кровеносным сосудам в переднюю долю гипофиза. Одни из них усиливают, а другие угнетают выработку тропных гормонов гипофиза, влияющих на работу других эндокринных желез. Таким образом, функционирование гипоталамо-гипофизарной системы обеспечивает связь нервной и эндокринной систем.

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

Сходство:

● Представляют собой механизмы регуляции жизненных функций организма, обеспечивают поддержание гомеостаза.

● Работают согласованно, в тесном взаимодействии и вместе составляют единую систему нейрогуморальной регуляции.

Различия:

● Нервная регуляция осуществляется с помощью нервных импульсов, имеющих электрическую природу. Нервные импульсы возникают в нейронах и распространяются по нервным волокнам. Гуморальная регуляция осуществляется с помощью гормонов и других биологически активных веществ (химическая природа сигналов), распространяющихся жидкими средами организма.

● Нервная регуляция характеризуется высокой скоростью передачи сигналов (например, у человека скорость нервных импульсов может достигать 120 м/с). Для гуморальной регуляции характерна сравнительно медленная передача сигналов (максимальная скорость распространения БАВ у человека – 0,5 м/с, это скорость тока крови в аорте).

● Нервные импульсы имеют точную адресацию, т.е. направляются на конкретный орган или группу органов. БАВ действуют на чувствительные к ним клетки-мишени во всех органах, в которых такие клетки имеются.

● Процессы нервной регуляции обеспечивают точный и быстрый ответ организма на действие раздражителей (двигательную активность, поведенческие реакции). Процессы жизнедеятельности, длительно протекающие в организме (рост, развитие, обмен веществ и др.) регулируются преимущественно гуморальным путём.

И (или) другие существенные признаки.

6. Каким образом может регулироваться содержание глюкозы в крови человека?

У человека после приёма пищи происходит повышение концентрации глюкозы в крови, что вызывает возбуждение соответствующих рецепторов, передающих импульсы в центральную нервную систему. Нервная система стимулирует секрецию гормона инсулина клетками поджелудочной железы. Инсулин, в свою очередь, стимулирует поступление глюкозы в клетки организма, а также способствует её превращению в запасной углевод – гликоген. Благодаря этому содержание глюкозы в крови снижается до нормального уровня.

И наоборот, при физической нагрузке глюкоза активно потребляется клетками в качестве источника энергии, поэтому её содержание в крови уменьшается. Нервная система посылает импульсы в мозговое вещество надпочечников. Эти железы выделяют в кровь гормон адреналин. Под действием адреналина происходит расщепление гликогена до глюкозы – её концентрация в крови увеличивается. Такое же действие оказывает гормон поджелудочной железы глюкагон.

Таким образом, в результате совместного действия нервных и гуморальных механизмов регуляции поддерживается относительно постоянный уровень глюкозы в крови.

7*. Некоторые недобросовестные спортсмены, а иногда и люди, далёкие от профессионального спорта, принимают особые препараты - анаболические стероиды. Почти все они являются синтетическими производными гормона тестостерона. Анаболические стероиды ускоряют рост мышц, уменьшают жировую прослойку, повышают уровень гемоглобина. Однако, несмотря на все плюсы, эти вещества разрушительно действуют на организм человека. У женщин, принимающих анаболические стероиды, наблюдается усиление роста волос на теле, огрубление голоса, уменьшение молочных желез, нарушения менструального цикла и др. У мужчин происходит разрастание молочных желез, наблюдается атрофия яичек, снижение половой потенции, бесплодие и т.д. Почему данные стероиды названы «анаболическими»? Как вы думаете, каковы причины изменений, происходящих при их приёме в организме женщин? Мужчин?

Эти стероиды называются анаболическими, поскольку в результате их воздействия на организм баланс обмена веществ сдвигается в сторону пластического обмена. При этом процессы анаболизма (биосинтеза) преобладают над катаболизмом, вследствие чего наблюдается рост мышечной массы, повышенный синтез гемоглобина и т.п.

По химической структуре анаболические стероиды сходны с половыми гормонами, однако функционально заменить их не могут. В ответ на постоянное поступление анаболических стероидов извне, в организме включаются процессы саморегуляции и угнетается выработка половых гормонов.

Поэтому у женщин на фоне снижения выработки эстрогенов и присутствия в организме производных мужского гормона тестостерона происходит усиление роста волос на теле, огрубление голоса, уменьшение молочных желез, нарушения менструального цикла. У мужчин снижается уровень андрогенов, что приводит к росту молочных желез, снижению потенции, атрофии яичек, угнетению сперматогенеза.

* Задания, отмеченные звёздочкой, предполагают выдвижение учащимися различных гипотез. Поэтому при выставлении отметки учителю следует ориентироваться не только на ответ, приведённый здесь, а принимать во внимание каждую гипотезу, оценивая биологическое мышление учащихся, логику их рассуждений, оригинальность идей и т. д. После этого целесообразно ознакомить учащихся с приведённым ответом.

Все физиологические процессы в организме человека регулируются нервными и гуморальными механизмами .

Хотя сферы влияния этих двух систем во многом перекрываются, между ними есть два существенных различия: первое касается быстроты действия, второе - величины объекта (мишени).

Быстрые реакции, например сокращение скелетных мышц, обеспечиваются нервным путем. Так как скорость проведения нервного импульса в двигательных нейронах достигает 100-120 м/с, время передачи сигнала по нерву к мышце измеряется долями секунды. Осуществление гормональной (гуморальной) регуляции связано с доставкой гормона к органу-мишени кровью, на что затрачивается большее время.

Второе важное различие между нервной и гуморальной регуляцией заключается в четкой локализации воздействия со стороны нервной системы (например, на определенные мышцы) по сравнению с генерализованным гормональным воздействием (например, адреналин одновременно повышает частоту и силу сердечных сокращений, сужает капилляры в коже и внутренних органах, расширяет артериолы в сердце и скелетных мышцах и т. п.).

Как правило, гуморальной регуляции подвергаются медленно протекающие процессы, например развитие половых желез, рост тела, секреция пищеварительных соков. Однако, нельзя провести резкой грани между нервной и гуморальной регуляцией, так как нервная система участвует и в регулировке функций эндокринных желез.

Высшими центрами координации и интеграции (объединения) функций этих двух регуляторных систем являются гипоталамус (подбугровая зона промежуточного мозга) и гипофиз (нижний придаток мозга). Гипоталамус играет ведущую роль в сборе информации от других участков головного мозга. От гипоталамуса информация передается в гипофиз, который с помощью специфических гормонов прямо или косвенно регулирует активность других эндокринных желез.

Читать далее

Видеоурок 2: Эндокринная (гуморальная) регуляция организма. Железы

Лекция: Нервная и эндокринная системы. Нейрогуморальная регуляция процессов жизнедеятельности организма

Нервная система

Нервная система человека является самой высокоорганизованной в живой природе. Она связывает воедино двигательную активность, работу органов чувств и других регулирующих деятельность организма систем.

Она подразделяется на:

Центральную , компонентами которой являются головной и спинной мозг;

Периферическую , которая представляет собой нервные волокна. При этом, периферическая в свою очередь разделяется на:

Соматическую , находящуюся под контролем сознания;

Вегетативную – подразделяемую на симпатическую и парасимпатическую. К ней относятся нервы, отходящие от спинного мозга и иннервирующие внутренние органы. При этом, симпатическая вызывает возбуждение органов, обеспечивая реакцию на стресс – она отвечает за ускорение сердцебиения, повышение давления и другие реакции. Парасимпатическая – расслабляет органы, обеспечивая комфорт во время отдыха – сокращение зрачка, расширение сосудов.

Основные свойства нервной системы – способность к возбуждению и проведению электромагнитных импульсов. Основой ее работы являются рефлексы.

Это сложный механизм, который реализуется при помощи рефлекторной дуги, состоящей из нескольких звеньев:

чувствующих нейронов . Человек чувствует кожей прикосновение;

центростремительных нейронов . Сигнал о прикосновении, проведенный аксоном, попал в головной мозг;

ассоциативных нейронов . Сигнал был распознан, обработан мозгом на основе уже имеющегося опыта, затем мозг сформировал ответный сигнал;

центробежных нейронов . Электромагнитный сигнал отправился к мышцам скелета;

эффектора . Слушаясь приказа мозга, мышцы сократились, тело совершило движение, человек обернулся, чтобы увидеть – кто коснулся его кожи.

Кроме мышцы, эффекторами могут быть и железы или внутренние органы.

Эндокринная система обеспечивает гуморальную регуляцию, которая осуществляется посредством гормонов. Она действует в ассоциации с нервной и иммунной системами. Ее компонентами являются все железы внутренней секреции организма.

К ним относятся:

щитовидная железа – находится на передней стенке гортани, вырабатывает гормон роста тироксин;

поджелудочная – производит инсулин, осуществляет регуляцию уровня глюкозы в крови;

надпочечники – секретируют кортизол, необходимый для белкового обмена, адреналин – гормон стресса;

Регуляция процессов жизнедеятельности

Саморегуляция физиологических функций — основной механизм поддержания жизнедеятельности организма на относительно постоянном уровне. Саморегуляция, возникнув в процессе эволюции как результат приспособления к воздействиям окружающей среды, присуща всем формам жизнедеятельности. В ходе естественного отбора в процессе приспособления к среде организмами были выработаны общие регуляторные механизмы различной физиологической природы (нейрогуморальные, эндокринные, иммунологические и др.), направленные на достижение и поддержание относительного постоянства внутренней среды.

Способность поддерживать относительное постоянство внутренней среды появляется на сравнительно высоких ступенях развития мира животных. Так, уже у хрящевых рыб концентрация солей в крови и тканях независима от ее изменения во внешней водной среде. У ганоидных и костистых рыб также поддерживаются многие константы внутренней среды.

У человека и высокоорганизованных животных гомеостатические механизмы достигли высокой степени развития. Относительное постоянство внутренней среды у них поддерживается нервно—гуморальными физиологическими механизмами, регулирующими деятельность сердечно—сосудистой и дыхательной систем, желудочно—кишечного тракта, почек и потовых желез, которые обеспечивают удаление из организма продуктов обмена веществ.

К наиболее совершенным гомеостатическим механизмам у высших животных и человека относятся процессы терморегуляции. Определенные признаки терморегуляции наблюдаются уже у животных с непостоянной температурой тела, пойкилотермных (холоднокровных) животных, температура тела которых в большинстве случаев следует за изменениями температуры внешней среды не совсем пассивно. Однако о действительной терморегуляции можно говорить только по отношению к гомойотермным (теплокровным) животным. Постоянство температуры тела настолько велико, что в норме ее отклонение в «ядре тела» не превышает нескольких десятых градуса при самых резких колебаниях температуры внешней среды. В поддержании нормальной температуры тела участвует большое число сложных процессов регуляции, часть которых в настоящее время изучена.

Особое значение для организма имеет постоянство состава крови. Хорошо известна устойчивость ее активной реакции (рН), осмотического давления, содержания глюкозы, соотношения электролитов (натрия, калия, кальция, хлора, магния, фосфора) и т. д. Например, рН крови, как правило, не выходит за пределы 7,35—7,47. Даже резкие нарушения кислотно—щелочного обмена с патологическим накоплением кислот в тканевой жидкости, например, при диабетическом ацидозе, очень мало сказываются на активной реакции крови.

Множество отдельных механизмов, регулирующих внутри— и внесистемные взаимоотношения, оказывает в ряде случаев взаимопротивоположные (антагонистические) воздействия, уравновешивающие друг друга. Это приводит к установлению подвижного физиологического фона и позволяет живой системе поддерживать относительное динамическое постоянство, несмотря на изменения в окружающей среде и сдвиги, возникающие в процессе жизнедеятельности организма.

Гомеостаз и гомеостатическая регуляция. Среди целостных реакций организма, определяющих само его существование, поддержанию постоянства внутренней среды принадлежит особая роль.

Понятие гомеостаз (от греч. homoios — подобный, схожий, и stasis — стояние, неподвижность) (гомеостазис) впервые было введено в 1929 г. Уолтером Кенноном, творчески развившим идеи К. Бернара о динамическом характере постоянства внутренней среды. Этот термин У. Кеннон употреблял в двух смыслах: как постоянство внутренней среды организма, обеспечиваемое деятельностью ряда физиологических процессов, и как совокупность последних. Современные определения гомеостаза включают оба аспекта.

Под внутренней средой У. Кеннон понимал кровь, лимфу и тканевую жидкость. Основные параметры, характеризующие внутреннюю среду, были названы гомеостатическими константами. В качестве примера назовем концентрацию глюкозы, натрия и других ионов, величину мембранного потенциала, значения артериального и осмотического давления, напряжения газов крови, температуры. Они различаются по диапазону варьирования, т. е. норме реакции, определяемой генотипом. Чем уже диапазон варьирования константы, тем более значимы ее изменения для гомеостаза и тем большее число физиологических систем участвует в ее регуляции. Примером могут послужить рН жидкостных сред и температура тела у теплокровных. Гомеостатические константы с более широкой нормой реакции расширяют адаптивные возможности организма. В каждый данный момент гомеостатическая регуляция направлена преимущественно на достижение оптимального уровня той константы, которая максимально отклонилась от своего среднего значения.

Границы гомеостаза могут быть жесткими и пластичными, меняться в зависимости от индивидуальных, возрастных, половых, социальных и других условий. Жесткие константы, (например, осмотическое давление крови) допускают лишь незначительные отклонения от своего уровня, пластичные константы (например, уровень кровяного давления или питательных веществ в крови) варьируют в довольно большом диапазоне и в течение длительного времени. Значительная вариабельность уровня кровяного давления, свойственная здоровому человеку в норме, имеет определенный физиологический смысл. Так, повысившееся кровяное давление в результате физической нагрузки или эмоционального сдвига улучшает кровоснабжение многих органов и тканей. Вместе с тем длительное повышение кровяного давления приводит к нарушениям кровоснабжения — кровоизлияниям, таким как инфаркты и инсульты.

Любые физиологические, физические, химические или эмоциональные воздействия (будь то температура воздуха, изменение атмосферного давления, обычная терапевтическая процедура или волнение, радость, печаль, горе, прием лекарства и т. д.) могут явиться поводом к выходу организма из состояния динамического равновесия, в котором он пребывает. Таким образом, любое воздействие может оказаться «отклоняющим», или «возмущающим». Рассмотрим достаточно простой пример. Углеводы служат важнейшим источником энергии для организма. В результате распада и главным образом «сгорания» в кислороде молекулы углеводов, богатые энергией, постепенно превращаются в молекулы конечных продуктов — воды и двуокиси углерода, обладающих малым запасом энергии. Энергия, высвобождающаяся при этом, идет на покрытие энергетических потребностей клеток организма. Ни одна клетка, ни один орган не могут существовать даже кратковременно без расходования энергии и потребления «горючего» в виде углеводов.

Наиболее чувствительны к недостатку снабжения «горючим» нервные и мышечные клетки. Особенно нервные, так как они обладают незначительными запасами в виде гликогена и даже малое и кратковременное снижение уровня сахара в крови (гипогликемия) приводит к тяжелым функциональным расстройствам, вызывающим угрожающие явления в состоянии всего организма. Функции нервных образований всецело зависят от содержания сахара в крови. В крови здорового человека находится 44,4—66,6 мМ сахара в виде глюкозы.

Обращает внимание строгое постоянство уровня сахара в крови, что, по—видимому, наиболее благоприятно для протекания процессов жизнедеятельности и обмена веществ. Оно обеспечивается благодаря очень точно поддерживаемому балансу между потреблением сахара и его поступлением в кровь. Существует не менее семи—восьми механизмов, поддерживающих этот баланс. Центральную роль здесь играетпечень.

Потребление сахара крови особенно возрастает при повышенной мышечной деятельности. Можно было бы ожидать, что при этом уровень сахара в крови резко понизится и наступит опасное состояние, называемоегипогликемией. Однако этого не происходит: в печени как в депо углеводов гликоген распадается до стадии глюкозы, которая и обеспечивает замену сахара в крови. Можно было бы ожидать также и контрастного явления: после приема пищи, богатой углеводами, последние, всасываясь в тонкой кишке, в большом количестве поступают в кровь, что должно было бы привести к значительному и стойкому повышению уровня сахара в крови. Но и этого не наблюдается.

Это обусловлено тем фактом, что оттекающая от кишки, обогащенная сахаром кровь поступает в общий кровоток не сразу, а проходит сначала по воротной вене через печень. В клетках печени глюкоза венозной крови поглощается, образуется гликоген, так что содержание сахара в крови, поступающего из печени в общий кровоток, сохраняется приблизительно на нормальном уровне. При употреблении очень большого количества сахара наблюдается лишь небольшое и кратковременное увеличение содержания его в крови, так называемая алиментарная гипергликемия. В этой ситуации вследствие превышения «почечного порога» для глюкозы ее избыток удаляется с мочой.

Какие же адекватные раздражители возбуждают и приводят в действие механизмы регулирования уровня сахара в крови? Последние могут, очевидно, вступать в действие только в ответ на определенные возмущающие стимулы. Можно с уверенностью утверждать, что таким стимулом является сам уровень сахара в крови, изменения которого обусловливают и определяют регуляторную деятельность организма. Эта деятельность осуществляется в тех случаях, когда уровень сахара в крови становится выше или ниже нормы. Вступление в действие регуляторных механизмов вызывается изменением той величины, постоянство и регулирование которой необходимы организму. Этот факт свидетельствует о наличии здесь обратной связи, аналогичной техническому замкнутому контуру регулирования. В самом деле, изменение уровня сахар в крови вызывает противоположные возмущению регулирующие действия. Последние вызывают новые изменения уровня сахара крови; их сдвиги приводят в свою очередь к новым поправкам и т. д.

Применяя техническую терминологию, можно подчеркнуть, что цепь регулирования уровня сахара в крови представляет собой «систему с переходным и передаточным запаздыванием». Необходимым условием всякого регулирования является непрерывное измерение подлежащей регулированию величины с помощью рецепторного измерительного устройства. Полагают, что рецепторы периферии (печени, поджелудочной железы), как и сахарочувствительные клетки центров (гипоталамуса), формируют афферентный поток сигналов, преобразуемый в промежуточном мозге и гипофизе в эфферентные посылы, исходящие из центров и несущие приказы исполнительным механизмам. Исключительно важную роль в регуляции уровня сахара в крови играют гормоны коры надпочечников (глюкокортикоиды), их мозгового вещества (адреналин), а также поджелудочной железы (инсулин и глюкагон) и щитовидной железы (тироксин) .

Закончив краткое рассмотрение углеводной регуляции, вернемся снова к фундаментальному физиологическому закону — гомеостазу. Любое раздражение, особенно стресс, ведет к возникновению сложного комплекса реакций, основная цель которых приспособить организм к изменившимся условиям, предотвратить или сгладить возможный сдвиг во внутренней среде, в состоянии и деятельности органов, физиологических систем, организма в целом.

Для развития организма постоянно необходимо дополнительное количество энергии и пластических веществ, которое не может приобрести полностью уравновешенная гомеостатическая система. Иначе для реализации программы развития организма необходимо нарушение стабильности, нарушение гомеостаза. Таким образом, наряду с законом сохранения гомеостаза в развивающейся системе должен соблюдаться и другой закон — закон отклонения гомеостаза.

Законы гомеостатической регуляции. Изменения гомеостатических констант под влиянием воздействующих факторов должны устраняться системой

механизмов гомеостатического регулирования. Закономерности самих изменений гомеостатических констант описываются несколькими правилами.

Выведенное на основе экспериментальной и клинической практики правило фона гласит: «Направленность и величина изменения гомеостатической константы под влиянием воздействующего фактора зависят от ее исходных (фоновых) значений». В качестве примера можно привести изменения терморегуляции у человека, выходящего из холодного помещения (+12,6 °С), где он озяб, на улицу (—15,6°С) и вновь возвращающегося в ту же комнату. При выходе человека на улицу терморегуляция уменьшается теплоотдача за счет вазоконстрикции кожных сосудов, усиливаются сократительный термогенез, катаболические процессы в печени, пищеварительном тракте, увеличивается просвет сосудов во внутренних органах возрастает тонус скелетных и гладких мышц. На фоне увеличенного термогенеза и уменьшенной теплоотдачи, адаптированных к —15,6°С, возврат в помещение (+12,6 °С) вызывает первоначальное ощущение перегрева и способствует запуску реакций противоположной направленности с последующей адаптацией терморегуляции к новому температурному режиму окружающей среды. Следовательно, гомеостатическая регуляция, направленная на стабилизацию температуры тела человека, меняется и в зависимости от фона может осуществляться разными механизмами.

Другая особенность гомеостатической регуляции сформулирована в виде правила гиперкомпенсации: «Регуляция сдвигов гомеостатических констант носит гиперкомпенсаторный характер». Говоря иными словами, новое значение гомеостатической константы, достигнутое в результате гомеостатирования, не идентично фоновому, а превышает его. Это соответствует определению гомеостаза как динамического относительного постоянства внутренней среды.

На клеточном уровне закон гиперкомпенсации можно иллюстрировать изменениями мембранного потенциала возбудимой клетки: на смену спайку с характерными для него деполяризационным сдвигом мембранного потенциала и защелачиванием цитоплазмы приходит следовая гиперполяризация. Она представляет собой гиперкомпенсаторные сдвиги мембранного потенциала (более отрицательные значения, чем у потенциала покоя) и рН примембранной цитоплазмы (ацидоз превышает фоновый).

Типы гомеостатической регуляции. Различаются по условиям запуска соответствующих механизмов. Так, в приведенных выше примерах имеет место гомеостатическая регуляция по отклонению, когда само изменение величины константы вызывает запуск гомеостатических механизмов регулирования. Этот тип регуляции характерен для тех случаев, когда воздействующий фактор является новым для организма. По мере повторения воздействия и запоминания его параметров наблюдается появление гиперкомпенсаторых изменений гомеостатических констант, опережающих их первичные сдвиги. Подобная опережающая гомеостатическая регуляция имеет энергосберегающее значение.

Опережающая гомеостатическая регуляция может стать причиной извращения знака первичной реакции. Например, было показано, что употребление алкоголя впервые вызывает у человека первичную реакцию снижения температуры тела (регуляция по отклонению), тогда как при повторных применениях — ее повышение (опережающая регуляция). Аналогично первичный электрошок вызывает.тахикардию, а при повторных применениях — брадикардию. Этот же тип опережающей гомеостатической регуляции лежит в основе повышения толерантности к фармакологическим агентам при их многократных введениях. Он используется при обучении пациентов и экспериментальных животных регулированию собственного системного артериального давления.

Не всегда опережающая гомеостатическая регуляция связана с обучением в онтогенезе. Генетически закрепленная память способствует включению опережающего гомеостатирования до наступления запредельных или близких к ним сдвигов констант. Это видно на примере поискового пищевого поведения (гомеостатирующее поведение по А. Д. Слониму), которое запускается прежде, чем уровень глюкозы в крови уменьшится до критических значений. В контроле опережающего гомеостатирования, связанного с врожденной и приобретенной памятью, значительная роль принадлежит циркадным ритмам активности нейроэндокринной системы организма, определяемым соотношением периодов света и темноты, магнитным полем Земли, периодами солнечной активности, лунными циклами и др.

На разных уровнях реализации механизмов гомеостатирования соотношение между гомеостатической регуляцией двух типов может различаться. Так, на субклеточном и клеточном уровнях преобладает регуляция по отклонению, обусловливая последовательную смену реакций фосфорилирования — дефосфорилированием, катаболизма — анаболизмом, эндоцитоза — экзоцитозом, открытого состояния ионного канала закрытым и т. п. В целом обеспечивается гомеостатирование внутриклеточного рН, осмотического давления и объема клетки. На уровнях системной регуляции значений основных гомеостатических констант оба типа регуляции равноправны, тогда как на уровне организма преобладает опережающая. Все уровни регуляции взаимосвязаны, причем их иерархия определяется порогом чувствительности к изменениям регулируемой гомеостатической константы и возможностями ее регуляции на данном уровне.

Для большинства уровней регуляции значений каждой константы характерна взаимозамещаемость гомеостатических механизмов и многоконтурность регуляторных воздействий. Так, умение регулировать уровень собственного артериального давления при гипотонии можно выработать несколькими способами: внушением, воспоминанием об эмоционально напряженной ситуации, повышением тонуса определенных скелетных мышц или специальными упражнениями, а также задержкой дыхания. С каждым из них связаны различные нейрогормональные механизмы регуляции артериального давления, действующие на разные компоненты сердечно—сосудистой системы и контролирующие ее центры через запуск соответствующих реакций. Этим достигается надежность и гибкость гомеостатической регуляции значений данной константы. Следует подчеркнуть, что в живом организме никогда не происходит селективной регуляции какой—либо одной константы, поскольку константы взаимосвязаны. Она приводит к минимизации энергетических затрат на решение таких комплексных задач, как выработка и сохранение оптимального режима взаимодействия физиологических систем или организма со средой в изменившихся условиях, поддержание определенных уровней стационарного состояния и сохранение целостности организма.

Закрепившееся в процессе эволюционного развития состояние гомеостаза позволяет организму приспосабливаться к условиям окружающего мира. Адаптация при этом может быть оптимальной, неоптимальной и даже вредной, связанной с нарушением жизнедеятельности. Живая система способна перестраиваться, переходить на новый гомеостатический уровень, активизируя при этом одни регулирующие системы и тормозя другие.

Адаптация к стрессорным факторам осуществляется на всех уровнях организации начиная с клеточного, однако для реализации гомеостатической защитной реакции у высших животных имеется специализированная адаптационная система. Основными компонентами этой системы являются:

кора надпочечников, вырабатывающая гормон защиты — кортизол; гипофиз, который высвобождает кортикотропин, регулирующий продукцию кортизола;

и, наконец, гипоталамус, контролирующий секрецию кортикотропина, а также другие отделы ЦНС.

Эволюция приводила к проявлению разнообразных изменений в организме живых существ, которые помогали им подстроиться под внешние условия среды и выжить в этом мире. Когда мы говорим об изменениях, мы имеем в виду не только внешние признаки, внутренние изменения организма важны даже в больше мере. В первую очередь, это связано с процессами жизнедеятельности любого организма. На ранних стадиях эволюции начала формироваться гуморальная регуляция, как один из механизмов протекания подобных процессов.

Его значение достаточно велико для живого существа, потому что позволяет координировать разнообразные биологические и химические процессы посредством жидкостей. Именно такую функцию выполняет гуморальная регуляция. В качестве жидкой среды выступает кровь, лимфа, а также различные тканевые жидкости, так как они имеют большое значение для организма и во многом составляют значительную часть его. Гуморальная регуляция возможна благодаря тому, что клетки, ткани и органы в их жизнедеятельности выделяют разнообразные К ним относятся, в первую очередь, гормоны и метаболиты, но также встречаются и другие виды.

Гуморальная регуляция у человека

Подобный процесс начал проявляться у живых существ достаточно давно, встречается он у многих, но имеет свои определённые отличия в зависимости от конкретного вида. Особенность человека, а также некоторых видов сложных высокоразвитых животных: данные процессы подчиняются нервной регуляции. Нервная и гуморальная регуляция составляют вместе единую систему функционирования. Её научное название и изучается она, как правило, только в таком виде.

Во время выделяют определённые продукты, воздействующие на эффекторные органы и на нервные окончания, нервные центры. При этом рефлекторным или гуморальным путём вызываются определённые реакции, необходимые для нормального функционирования организма.

Если рассмотреть подобные реакции на примере человеческого организма, то некоторые из них начинают работать тогда, когда нужно восстанавливать жизнедеятельность. Во время физической нагрузки ускоряется учащается сердцебиение и дыхание. Нагрузка на мышцы провоцирует необходимость ускорять сердцебиение, чтобы обеспечить их кислородом. Это в свою очередь приводит к тому, что в крови становится слишком много CO2, а для того, чтобы избавиться от него нужно учащать дыхание - так организм восстанавливает недостаток кислорода и избавляется от углекислого газа. Это является примером гуморальной регуляции.

Нервная регуляция

Из вышесказанного видно, что подобные процессы крайне важны для высокоразвитого организма и встречаются повсеместно. У человека всё связано в единой нейрогуморальной системе, потому что любые реакции вызваны нервными импульсами, передающимися непосредственно химическим веществам - медиаторам. Вместе с этим в подобных процессах участвуют и другие вещества, в том числе гормоны. Представить функционирование системы без какого-то одного звена невозможно. Также необходимо учитывать то, что гуморальная регуляция функций организма осуществляется постоянно, хотя она может происходить не в глобальных масштабах.

Для осуществления подобных процессов нужно учитывать особенности всех жидких сред организма. В частности их биологическая активность зависит от конкретного содержания различных элементов в них - адреналина, катехоламинов, гистамина, ацетилхолина, серотонина, разнообразных ферментов и ингибиторов, а также многих других. Соответственно, говоря о регуляционных процессах, происходящих с помощью этих жидкостей, нужно учитывать и их состав.