§ 56. Гомеостаз и регуляция функций организма. Нервная регуляция. Гуморальная регуляция

Вспомните, какие показатели физиологического состояния организма являются относительно постоянными. Какие системы органов осуществляют поддержание постоянства физиологических показателей организма человека?

Гомеостаз и его значение. Главным условием существования любого существа является сохранение постоянства строения и функций организма при любых обстоятельствах.

Как известно, организм человека вынужден постоянно приспосабливаться к изменчивым условиям окружающей среды. При этом внутренняя среда организма (кровь, лимфа, тканевая жидкость) остается относительно постоянной и ее показатели колеблются в очень узких пределах. К таким показателям относятся температура тела, артериальное давление, объем крови, содержание в ней глюкозы, воды, солей, газов, ионов, ее кислотно-щелочной баланс и осмотическое давление. Именно это и обеспечивает относительную устойчивость жизнедеятельности организма человека в различных условиях окружающей среды.

Представление о значении постоянства внутренней среды (при очевидной изменчивости внешней) сформулировал в конце XIX в. французский физиолог Клод Бернар. В начале ХХ в. американский физиолог Уолтер Кэннон ввел понятие гомеостаза.

Гомеостаз — главное условие существования клеток и их нормального функционирования. Приспособительное значение гомеостаза заключается в создании оптимальных условий для выполнения функций всеми клетками организма. Благодаря гомеостазу сохраняется стабильность и согласованная работа клеток, тканей, органов и систем органов организма как единого целого.

Так, жидкая среда организма имеет постоянную концентрацию солей и кислотно-щелочную реакцию (рН), и только при их норме возможно оптимальное протекание обмена веществ.

В частности, кровь обладает слабощелочной реакцией: рН артериальной крови составляет 7,4, а венозной — 7,35. Длительное смещение рН крови человека даже на 0,1-0,2 может оказаться смертельным, так как существенно нарушаются отдельные структурные элементы клеток и их функции. Поэтому деятельность всех механизмов, регулирующих физиологические процессы,

сводится, прежде всего, к поддержанию гомеостаза. Вспомните, как регулируется водно-солевой обмен.

Регуляция функций организма. В основе гомеостаза лежат динамические процессы, поскольку постоянство внутренней среды постоянно нарушается и так же постоянно обновляется. Поэтому гомеостаз можно рассматривать как совокупность скоординированных реакций, направленных на обеспечение, поддержание или восстановление постоянства внутренней среды организма.

Гомеостаз поддерживается непрерывной работой органов кровообращения, пищеварения, дыхания, выделения и эндокринных желез. Основное значение кровообращения для поддержания гомеостаза заключается в транспорте питательных веществ, поступивших в организм в процессе пищеварения, и газов, участвующих в дыхании. Основное назначение системы органов дыхания — это поддержание постоянного уровня кислорода и углекислого газа в артериальной крови при обычных затратах энергии на дыхательные движения. Почка является основным органом, предназначенным для сохранения постоянства физико-химических условий в организме, включая регуляцию водносолевого баланса, поддержание кислотно-щелочного равновесия и выведение из организма продуктов обмена белков и жиров.

Важная роль в поддержании гомеостаза принадлежит нервной системе, регулирующей деятельность всех органов и систем организма. Благодаря этому в организме постоянно происходят процессы регуляции физиологических функций, создающие необходимые для существования организма условия.

Как вам уже известно, согласованная работа клеток, тканей, органов и систем в организме регулируется двумя способами: нервным и гуморальным.

Нервная регуляция функций осуществляется с помощью нервной системы, которая имеет центральную и периферическую части. Как известно, головной и спинной мозг связан нервами со всеми органами, объединяя их в единое целое и обеспечивая связь с окружающей средой. Он регулирует работу органов с помощью электрических сигналов — нервных импульсов, передающихся по нервным путям в рабочие органы. Механизмом нервной регуляции является рефлекс. Вспомните, что такое рефлекс и рефлекторная дуга.

Нервная регуляция в целом — это сложное взаимодействие безусловных и условных рефлексов. Для поддержания гомеостаза очень важны безусловные рефлексы при участии вегетативной нервной системы, благодаря которым она возбуждает или тормозит функции организма в ответ на изменения внешней и внутренней среды. Вегетативная нервная система поддерживает постоянство внутренней среды организма путем изменения активности симпатической и парасимпатической частей. Гомеостаз регулируется непосредственно промежуточным мозгом, поскольку деятельность вегетативной нервной системы контролирует гипоталамус, а его контролирует кора головного мозга.

Нервная система, тонко и точно воспринимая изменения условий окружающей среды и внутреннего состояния организма, своей деятельностью обеспечивает соответствие работы органов для потребностей организма. Пе-

редача информации в главные центры нервной системы со всех участков организма происходит очень быстро (за доли секунды). Тотчас наступает кратковременный, четко локализованный ответ.

Гуморальная регуляция функций осуществляется жидкостями внутренней среды. Вспомните, какие жидкости образуют внутреннюю среду организма. Ее механизм заключается в химическом взаимодействии между клетками организма с помощью веществ, образующихся в процессе обмена. Продукты обмена (углекислый газ, витамины, продукты распада белков и т. д.) разносятся кровью по всему организму и влияют на самые разнообразные процессы в клетках, тканях, органах и организме в целом.

Некоторые вещества обладают высокой биологической активностью: даже в очень малых концентрациях они способны вызвать значительные изменения функций отдельных органов и организма в целом. Биологически активные вещества вырабатываются многими клетками организма. Часть этих веществ очень быстро разрушается, поэтому, выделяясь в тканевую жидкость, может воздействовать на соседние клетки. Действие других биологически активных веществ — гормонов, вырабатываемых специальными органами — железами внутренней секреции, более длительное. Биологически активные вещества регулируют функции организма подобно нервной системе: усиливают (возбуждают) или подавляют (тормозят) их.

В целом гуморальная регуляция характеризуется тем, что не имеет определенного «адресата» (биологически активное вещество воздействует на все клетки, но чувствительны к ней лишь те, у которых есть соответствующий рецептор), действует медленно, влияет на организм длительное время.

Роль саморегуляции в поддержании гомеостаза. Постоянство внутренней среды и устойчивость всех функции организма достигается путем саморегуляции. Саморегуляция заключается в том, что любое отклонение от нормального состава внутренней среды организма включает нервные и гуморальные процессы, возвращающие его к исходному уровню.

Саморегуляция функций происходит не только на уровне организма, но и на клеточном уровне. Например, если в клетке вырабатывается избыточное количество белка, то скорость его синтеза уменьшается.

Нервная и гуморальная регуляции тесно взаимосвязаны. В частности, гормоны влияют на состояние нервной системы. Образование и выделение гормонов контролирует нервная система. Так, в гипоталамусе эти взаимодействия осуществляются через влияние гормонов на активность нейронов, обеспечивающих интеграцию вегетативной нервной системы и эндокринных желез.

Нервная регуляция более совершенна. Нервные структуры чрезвычайно быстро воспринимают мельчайшие изменения физико-химических параметров внешней и внутренней среды и реагируют на них.

Нервный и гуморальный механизмы регуляции действуют взаимосогласованно и образуют единую нейрогуморальную регуляцию, создающую условия для взаимодействия всех систем организма, связывающую их в единое целое и обеспечивающую взаимодействие организма со средой.

Гомеостаз. Нервная регуляция. Гуморальная регуляция. Саморегуляция. Нейрогуморальная регуляция

1. Что такое гомеостаз? В чем заключается его значение? 2. Какие показатели характеризуют гомеостаз внутренней среды организма? 3. В чем заключается сущность нервной регуляции физиологических функций организма? 4. Охарактеризуйте гуморальную регуляцию и ее преимущества по сравнению с нервной. 5. Объясните роль саморегуляции в поддержании гомеостаза.

6. Докажите, что гомеостаз — главное условие нормального функционирования клеток организма. 7. Один и тот же ли смысл вкладывается в понятия «гуморальная регуляция» и «гормональная регуляция»? Почему? 8. Какие регуляторные системы вам известны? Выскажите свое мнение относительно потребности человека в различных механизмах регуляции функций. 9. Прокомментируйте высказывание древнегреческого философа Платона, вынесенное как эпиграф к теме.

10. Почему раздраженному человеку не сидится на месте — у него возникает желание двигаться, есть, говорить и т. д.? О чем это свидетельствует? 11. Докажите, что нейрогуморальная регуляция — основа целостности организма.

Это материал учебника Биология 8 класс Мищук