§ 53. Взаємозв'язок регуляторних систем організму (нервово-гуморально-імунна регуляція)

Взаємозв’язок нервової та ендокринної систем. Нормальне життя людини є ланцюгом постійних фізичних і психічних навантажень. Буває так, що ці навантаження стають завеликими, наприклад, коли ви швидко біжите, намагаючись не запізнитися до школи, хвилюєтеся перед контрольною тощо. Проте ваш організм навіть у напруженому режимі, навіть під час стресу функціонує достатньо надійно. І це завдяки тому, що в ньому є кілька механізмів, які регулюють роботу тих самих фізіологічних систем і підтримують гомеостаз. Як взаємодіють регуляторні системи, керуючи змінами в організмі?

Згадаймо: працездатність організму залежить від того, яким у крові є рівень глюкози, головного джерела енергії для клітин. Якщо енерговитрати збільшуються, концентрація глюкози в крові зменшується. Аби повернути її до належного рівня, у діяльність

органів, що постачають у кров цей енергоносій, втручаються регуляторні системи (мал. 53.1).

Першим нестачу глюкози в крові фіксує гіпоталамус, де міститься нервовий центр регуляції гомеостазу. Він надсилає нервові імпульси до печінки, і в ній збільшується продукція глюкози з глікогену. Одночасно сигнали надходять до надниркових і підшлункової

залоз, стимулюючи секрецію адреналіну, норадреналіну й глюкагону. Потрапивши до печінки, ці гормони також стимулюють вироблення глюкози й виведення її в кров. Унаслідок цих узгоджених дій нервової й ендокринної систем вміст глюкози в крові відновлюється.

Зауважмо, що першою в регуляторний процес включається нервова система, яка діє швидко. Проте її вплив на печінку нетривалий, тому нервова система залучає до роботи систему тривалої дії — залози внутрішньої секреції. їхні гормони діють не лише на органи-вироб-ники глюкози, а й на серцево-судинну й дихальну системи. Перша пришвидшує й перерозподіляє кровоплин, прискорюючи доставку глюкози до виконавчих органів, які активно працюють. Інша посилює газообмін, збільшуючи надходження кисню.

Якщо концентрація глюкози в крові перевищує норму, гіпоталамус перестає надсилати сигнали до печінки, надниркових та підшлункової залоз. Печінка зменшує вироблення глюкози з глікогену. До регуляторного процесу приєднується підшлункова залоза, збільшуючи секрецію інсуліну. Інсулін діє на клітини печінки і скелетних м’язів, і до них із крові повертається надлишок глюкози — починається її перетворення на глікоген. Отже, у зниженні рівня глюкози в крові провідну роль виконує ендокринна система.

Взаємозв’язок систем нервової й гуморальної регуляції забезпечують численні рецептори нейронів і клітин ендокринних залоз. Так, на нейронах є рецептори до гормонів надниркових залоз, до глюкози тощо.

Клітини ендокринних залоз мають рецептори до медіаторів, які виробляють нейрони. Це дає клітинам змогу обмінюватися інформацією про стан внутрішнього середовища організму.

Нейрогуморальна регуляція та імунна система. Усі ми хворіємо на інфекційні захворювання. У боротьбі з інфекцією завжди беруть участь усі регуляторні системи. Як взаємодіють вони в цьому процесі?

Відомо, що під час захворювання зазвичай підвищується температура тіла. Це означає, що до справи стала імунна система: її реакції супроводжуються виділенням великої кількості тепла. Проте організм не відповідає на підвищення температури у звичайний спосіб, тобто потінням. Чому?

Лейкоцити продукують біологічно активні речовини пірогени. Над ходячи до нервового центру терморегуляції в гіпоталамусі, вони сигналізують про початок опору інфекції. Гіпоталамус гальмує реакції потових залоз, що відводять тепло: висока температура внутрішнього середовища підвищує ефекти імунних реакцій і стримує розвиток мікроорганізмів.

Сигнали імунної системи впливають і на гіпоталамо-гіпофізарно-надниркову систему, яка у відповідь зменшує секрецію кортизолу. Відомо, що кортизол пригнічує активність органів імунної системи, а вони на початковій фазі боротьби з інфекцією мають продукувати якомога більше Т- і В-лімфоцитів. Аби кортизол не гальмував їх дозрівання, його продукція на певний час значно знижується.

Коли хворобу переборено, надмірна активність імунної системи втрачає сенс. У крові зменшується кількість продуктів розпаду мікроорганізмів, комплексів антитіло-антиген. Т-лімфоцити продукують спеціальні речовини, які подають сигнал гіпоталамуса про необхідність підвищити секрецію кортизолу, аби вберегти організм від аутоімунних захворювань.

Так завдяки обміну інформацією між імунною, нервовою та ендокринною системами регулюється діяльність організму, спрямована на його захист.

1. Поясніть, користуючись текстом параграфа і мал. 53.1, як ваш організм регулює рівень глюкози в крові під час складної контрольної роботи. Знайдіть на малюнку регуляторні органи й позначення речовин, які вони продукують. Визначте, на які робочі органи ці речовини діють. Запропонуйте товаришеві оцінити, наскільки докладним було ваше пояснення.

2. Перевірте за текстом, які з поданих тверджень є правильними.

За допомогою пірогенів імунна система передає інформацію до гіпоталамуса про початок боротьби з інфекцією. Нервові імпульси, які надсилає гіпоталамус до потових залоз, посилюють виділення поту. На стадії боротьби з інфекцією гіпоталамо-гіпофізарно-надниркова система реагує на сигнали імунної системи, зменшуючи продукцію кортизолу.

1. Доведіть, звертаючись до прикладів, що робота ендокринних залоз регулюється нервовою системою. 2. Наведіть приклади гуморального впливу на діяльність нервової системи. 3. Чому регуляція рівня глюкози в крові не обмежується лише впливами нервової системи? 4. Яким є зв’язок між імунною й нервовою регуляцією під час боротьби організму з інфекцією? 5. Як імунна система впливає на роботу ендокринної системи? 6*. Поясніть, чому за підвищення температури тіла спекотним днем ви сильно потієте, а під час хвороби потові залози майже не виділяють поту. 7*. Чим загрожує організму розлад координації в діях гіпоталамо-гіпофізарної та імунної систем? Поясніть на прикладі.

Захворювання ендокринної системи

Порушення роботи щитовидної залози може бути наслідком багатьох чинників: впливу радіоактивного випромінювання, нестачі Йоду у воді та їжі. У результаті захворювань щитовидної залози кількість гормону може зменшитися (гіпотиреоз) або збільшитися (гіпертиреоз).

У разі гіпотиреозу знижується фізична й розумова активність, розвиваються набряки сполучних тканин. Намагаючись задовольнити потреби організму в тиреоїдвих гормонах, тканини щитовидної залози розростаються, виникає зоб.

Небезпечною для організму є й надмірна секреція гормонів щитовидної залози — гіпертиреоз. У разі гіпертиреозу кількість фолікулів залози неконтрольовано збільшується, збільшується і її об’єм — утворюється так званий базедичний зоб. Під час цього захворювання в людини підвищуються обмін речовин, артеріальний тиск, посилюється збудливість нервової системи, виникають дратівливість і швидка стомлюваність.

Важливо розуміти, які особливості навколишнього середовища можуть бути несприятливими для вашого здоров’я. Так, за нестачі Йоду в організмі зменшується продукція гормонів щитовидної залози. Це часто зумовлене його недостатністю у воді, яку споживають мешканці певного регіону. В Україні йододефіцитними є західні регіони, зокрема Закарпаття, і гірська частина Криму. У них мешканці отримують бідну на Йод воду з гірських річок. Аби запобігти гіпотиреозу, необхідно споживати їжу, що містить цей елемент (морських молюсків, рибу, морську капусту), додавати в їжу йодовану сіль. Проте надмірне споживання Йоду може призвести до небезпечних змін у щитовидній залозі. Тому перш ніж використовувати добавки, що містять Йод, необхідно порадитися з лікарем.

Тяжкою хворобою є цукровий діабет, під час якого вміст глюкози в крові перевищує норму гомеостазу. Часто надмірний вміст глюкози спричинений зменшенням секреції інсуліну. Це відбувається, якщо клітини підшлункової залози гинуть унаслідок інфекцій, онкологічних або аутоімунних захворювань, алкоголю, паління тощо. Проте цукровий діабет може розвинутися й тоді, коли інсулін виробляється в кількості, що відповідає нормі. У цьому разі причиною хвороби є порушення функцій рецепторів до інсуліну в клітинах печінки і м’язів. В обох випадках для відновлення нормального вуглеводного обміну організм потребує додаткової кількості інсуліну. Запобігти цукровому діабету допомагає здоровий спосіб життя, повноцінне збалансоване харчування.

НАША ЛАБОРАТОРІЯ

Як відкрили інсулін?

Хворобу, симптомами якої є рясне сечовиділення, спрага і втрата ваги, було описано ще римськими лікарями. Тривалий час її причини були невідомі, а хворі — приречені на загибель. У XVII ст. було з’ясовано, що в сечі таких хворих наявний цукор. Хворобу назвали цукровим діабетом і лікували її за допомогою дієти, що виключала солодке.

Перелом у боротьбі з цукровим діабетом настав у 1921-1922 рр., коли канадські вчені Фре-дерік Бантінг (мал. 1) і Джон Маклеод виділили з підшлункової залози корови інсулін і зважилися ввести його людині. Першим одержав інсулін 14-річний хлопчик, який потрапив до лікарні у важкому стані. Ці ін’єкції врятували йому життя. Так почалася нова ера в ендокринології. За відкриття інсуліну Ф. Бантінг і Д. Маклеод здобули Нобелівську премію. День народження Ф. Бантінга — 14 листопада — проголошено Всесвітнім днем боротьби з цукровим діабетом. Сьогодні цукровий діабет лікують здебільшого людським інсуліном, одержаним методами генної інженерії.

В Україні вперше інсулін був синтезований 1923 р. В. М. Ко-ганом-Ясним. 1930 р. він організував у Харкові першу в Україні ендокринологічну клініку.

ПІДСУМКИ

До внутрішнього середовища організму належать кров, лімфа й між-тканинна рідина. Внутрішнє середовище організму перебуває у стані рухомої рівноваги, який називають гомеостазом.

За підтримання гомеостазу й регуляцію функцій організму відповідальні три системи: нервова, ендокринна й імунна. Всі системи тісно взаємопов’язані й підпорядковані одна одній. Нервова система є керуючою, разом з ендокринною вона здійснює нейрогуморальну регуляцію. Центром нейрогуморальної регуляції є гіпоталамо-гіпофізарна система.

Нервова система керує роботою органів через нервові імпульси, ендокринна — через синтез та виділення в кров гормонів, а імунна система забезпечує захист від чужорідних агентів, які проникли до організму.

Гормони, які виділяють залози ендокринної системи, є органічними сполуками. їхня робота характеризується такими особливостями: гормони діють у невеличких концентраціях; кожний гормон має певний орган-мі-шень, роботу якого він регулює; кожний гормон змінює роботу органа-мішені певним чином. Наприклад: органом-мішенню гормону підшлункової залози інсуліну є печінка; інсулін підвищує чутливість клітин печінки до глюкози.

Здатність захищатися від зовнішніх і внутрішніх чужорідних агентів називають імунітетом. Розрізняють такі види імунітету: вроджений і набутий; специфічний і неспецифічний; клітинний і гуморальний, обумовлений антитілами.

ПРАЦЮЄМО РАЗОМ

Вивчаючи ендокринну систему', ви ознайомилися з багатьма гормонами. Отже, настав час доповнити новою інформацією таблицю «Речовини в моєму організмі» (див. завдання 2, с. 21). Порівняйте вашу таблицю з таблицею товариша. У кого з вас вона інформатив-ніша?

Тема 11

Розмноження та розвиток людини

Перегляньте свої дитячі світлини у віці, коли ви були немовлям. Важко повірити, що малюк на них — це ви. Ваші зріст і вага збільшилися в декілька разів, змінилась і ваша зовнішність. У дитинстві ви навчилися ходити й розмовляти, згодом — читати й писати, а тепер ви розв’язуєте складні завдання з математики й фізики, аналізуєте історичні події тощо. Які зміни чекають на вас надалі? Які регуляторні системи контролюють ріст і розвиток людини? Яку роль у цих процесах відіграє статева система людини? Відповіді на ці запитання ви знайдете, вивчивши розділ «Розмноження і розвиток людини».

Ви також дізнаєтеся про будову чоловічої та жіночої статевих систем; про формування чоловічих і жіночих статевих клітин; про запліднення і внутрішньоутробний розвиток людини; про етапи розвитку людини; про особливості статевого дозрівання хлопців і дівчат.

Це матеріал з підручника Біологія 8 клас Базанова