Гомеостаз і регуляція функцій організму. Нервова регуляція. Гуморальна регуляція

Ви дізнаєтесь, що гомеостаз — це не статична, а динамічна рівновага внутрішнього середовища людини.

Як діють гормони? Для чого організму і нервова, і гуморальна регуляція — чи не досить було б однієї?

Як підтримується гомеостаз

Гомеостаз (від грец. homeo — подібний і stasis — стабільний) — це властивість організму підтримувати певні параметри (температуру тіла, тиск крові тощо) в межах норми. Порушення гомеостазу може викликати захворювання, наприклад, гіпертонічну хворобу (підвищений тиск крові) або цукровий діабет (підвищений рівень глюкози у крові). Ви можете лежати або бігти, наїстись солоного або солодкого, випити багато води або деякий час зовсім не пити, але це не призведе до значних змін внутрішнього середовища вашого організму. Зміни, якщо і відбудуться, будуть набагато меншими, ніж вони були б за відсутності компенсаторних реакцій організму (лал. 10.1).

Принцип компенсаторної регуляції проілюстровано па мил. 10.1 — це так званий негативний зворотній зв’язок. Датчик (в організмі цю роль відіграють рецептори) посилає інформацію в центр керування, і якщо рівновагу порушено, то центр керування активує певний ефектор, який її відновлює. Такими ефекторами можуть бути різні тканини і органи — наприклад, клітини печін-

ки, які поглинають глюкозу; гладенькі м'язи артерій і артеріол, які скорочуючись чи розслаблюючись регулють кровопостачання відповідних органів (мал. 10.1).

Також в організмі, в деяких випадках, регуляція здійснюється за позитивним зворотнім зв'язком, коли реакція на певний стимул сама себе посилює. Підкреслемо, що така регуляція призначена не для підтримання гомеостазу, а навпаки - для внесення змін. Прикладом такого зв’язку є посилення вироблення молока молочними залозами матері у відповідь на ссання молока дитиною при грудному вигодовуванні. Поміркуйте, якщо б цей процес керувався негативним зворотнім зв'язком, які б були наслідки?

Підкреслимо, що гомеостаз — це підтримання сталого рівня кожного параметра в певних межах його норми, а не статичного, фіксованого рівня.

Підтримання гомеостазу в організмі часто потребує виконання протилежних дій, адже кожен параметр може відхилитися. Пригадаємо, як приклад, регуляцію температури тіла. В гіпоталамусі є центр терморегуляції, який налаштований на підтримання температури на рівні приблизно 37 *С (мал. 10.2). Під час фізичних вправ м’язи продукують велику кількість тепла, і якщо температура тіла починає зростати, то теплові рецептори направлять відповідний сигнал до центра контролю температури. Водночас центр терморегуляції внесе потрібні зміни за допомогою двох ефекторів — потових залоз шкіри і підшкірних судин. Розширення цих судин разом з посиленим потовиділенням допоможуть вашому тілу позбутися зайвого тепла. Навпаки, в холодний день той же центр надішле інші сигнали від рецепторів холода — одні з них спричинять мимовільні ритмічні скорочення і розслаблення скелетних м’язів (тремтіння) для посилення теплопродукції, а інші — звуження підшкірних судин для зберігання тепла в організмі (мал. 10.2).

Нервова регуляція

Пригадайте, що кожен орган отримує протилежні впливи з обох відділів автономної нервової системи (ЛНС) — і симпатичного, і парасимпатичного. Саме так збалансовано організм регулює функції внутрішніх органів. Діаграма іннервації різних органів симпатичною і парасимпатичною нервовими системами має вигляд схеми з’єднання комп'ютерів з Іптериетом (мал. 10.3). Кожен користувач послуг Інтернету (орган) хоча і отримує інформацію від одного провайдера (ЛНС), але при цьому обирає із загального потоку інформацію, потрібну і зрозумілу лише йому (мал. 10.3).

Розглянемо такий тип регуляції на прикладі впливів ЛНС на частоті' серцевих скорочень (.иа.т. 10.4). Ви вже знаєте, що серце має власний ритм. Проте водій ритму серця генерує спонтанну електричну активність з частотою 100—110 імпульсів в хвили-нуі Яким чином у стані спокою ЧСС становить у середньому лише 72 удари за хвилину? Пояснюється це тим, що парасимпатична нервова система, активність якої домінує в стані спокою, має гальмівний вплив на серце. Симпатична система, навпаки, прискорює ритм і посилює силу скорочень серця. Коли людина виконує важку фізичну роботу або знаходиться у стані стресу, активність симпатичної системи починає переважати, і це, серед багатьох інших реакцій, збільшує частоту серцевих скорочень (ла,і. 10.4). Таким чином завдяки нервовій регуляції серця досягається оптимальна для кожного стану організму інтенсивність кровопостачання різних його органів.

В основі нервової регуляції лежить поширення електричних імпульсів аксонами нейронів та дія нейропередатчиків, які ви-

вільшоються в синапсах. Отже, така регуляція є швидкою і адресною. Крім того, вона оборотна — як тільки припиняється вивільнення нейропередатчику, припиняється і його ефеКТ.

Гуморальна регуляція

Гуморальна регуляція, на відміну від нервової, базується лише на хімічній передачі сигналів, які здійснюються переважно гормонами. Гормони — це біологічно-активні молекули різної будови, які виробляються клітинами ендокринних органів та секрету-ються у кров. Гормони з кров'ю можуть досягати кожної клітини, але діють лише па ті, у яких є відповідні рецептори для того чи іншого гормона (мал. 10.5). Тривалість і швидкість дії гормонів залежить від їх природи. Наприклад, гормон андрепаліп, який виділяється під час стресових реакцій організму, швидко руйнується і тому має короткотривалий ефект. Інші гормони можуть спричиняти постійні, пезворотпі зміни, наприклад, гормон росту та статеві гормони.

Таким чином, порівняно з нервовою регуляцією гуморальна регуляція є повільнішою (розповсюдження сигналів не електричним шляхом, а з током крові) і системною (гормон може діяти на різні клітини в різних органах).

Далі ми розглянемо, якими бувають гормони і як вони діють. ¹

1.    Гомеостаз — це властивість організму підтримувати певні фізіологічні параметри в достатньо вузькому діапазоні норми. Це динамічна рівновага системи.

2.    Регуляція функцій організму часто працює за принципом негативного зворотного зв’язку.

3.    Баланс підтримується за участі як нервової, так І гуморальної регуляції.

4.    ЦІ регуляторні системи доповнюють одна одну, але працюють по-різному. Нервова регуляція базується на швидкій І адресній дії нейропередатчи-ків на клітини, а гуморальна — на повільній, більш тривалій І системній дії гормонів та Інших біологічно активних речовин, які досягають клітин з кров'ю

Негативний зворотний зв'язок, позитивний зворотний зв’язок.

1.    Що таке гомеостаз? Опишіть, як різні системи спільно працюють для підтримання гомеостазу?

2.    Поясніть причину тремтіння на холоді.

3.    Що таке негативний зворотний зв'язок? Наведіть приклад регуляції за таким принципом.

Наведіть схему регуляції температури тіла людини Із зазначенням чутливих елементів (рецепторів), регуляторних центрів І ефекторів. Паралельно зробіть схему регуляції температури у приміщенні — окремо як вона працює влітку I взимку (для цього у вас є кондиціонер, вікна, бойлер, батареї опалювання тощо). Порівняйте ці дві схеми І поясніть, у чому полягають ЇУ подібності та відмінності.

Це матеріал з підручника Біологія 8 клас Жолос