Gli antipiretici per i bambini sono prescritti da un pediatra. Ma ci sono situazioni di emergenza per la febbre quando il bambino ha bisogno di ricevere immediatamente la medicina. Quindi i genitori si assumono la responsabilità e usano farmaci antipiretici. Cosa è permesso dare ai neonati? Come abbassare la temperatura nei bambini più grandi? Quali farmaci sono i più sicuri?
Su un più sottile livello molecolare all'interno del corpo ci sono sistemi che si sentono più sottili e sanno meglio come mantenere la costanza dell'ambiente interno nelle mutevoli condizioni dell'ambiente esterno. Le funzioni del corpo sono regolate da due sistemi critici nervoso e umorale. Questi sono due "pilastri" che mantengono la costanza del corpo e contribuiscono a un'adeguata risposta del corpo all'una o all'altra azione dall'esterno. Cosa sono queste due "balene"? Come regolano il lavoro del cuore e altre funzioni del corpo? Diamo un'occhiata a questi problemi in dettaglio e in dettaglio.
1 Coordinatore n. 1 - regolazione nervosa
In precedenza è stato discusso che il cuore ha autonomia - la capacità di riprodurre autonomamente gli impulsi. E questo è. In una certa misura, il cuore è "padrone di se stesso", ma l'attività del cuore, come il lavoro degli altri organi interni, risponde molto sensibilmente alla regolazione dei reparti sovrastanti, cioè alla regolazione nervosa. Questo regolamento è eseguito dal dipartimento sistema nervoso detto vegetativo (VNS).
L'ANS comprende due componenti principali: le divisioni simpatiche e parasimpatiche. Questi dipartimenti, come il giorno e la notte, hanno un effetto opposto sull'azione degli organi interni, ma entrambi i dipartimenti sono ugualmente importanti per l'organismo nel suo insieme. Considera come influisce sul lavoro del cuore, sulla pressione sanguigna, sul tono vasi arteriosi regolazione nervosa.
2 Attività simpatica
La divisione simpatica del SNA consiste in una parte centrale, situata nel midollo spinale, e una parte periferica, che si trova direttamente nei gangli - gangli. Il controllo simpatico è svolto dalla ghiandola pituitaria, dall'ipotalamo, dal centro vasomotore del midollo allungato e dalla corteccia cerebrale. Tutti questi regolatori sono interconnessi e non funzionano l'uno senza l'altro. Quando verrà attivato il lavoro? reparto simpatico e come si manifesta?
Un'ondata di emozioni, sentimenti in aumento, paura, vergogna, dolore - e ora il cuore è pronto a saltare fuori dal petto e il sangue pulsa nelle tempie ... Questa è tutta una manifestazione degli effetti della simpatia sul lavoro di il cuore e la regolazione del tono vascolare. Anche nelle pareti dei vasi arteriosi sono presenti recettori periferici che trasmettono segnali alle strutture sovrastanti quando la pressione arteriosa diminuisce, in questo caso la regolazione simpatica "costringe" i vasi ad aumentare il loro tono - e la pressione ritorna normale.
Sulla base di questi dati, possiamo concludere che gli impulsi ai dipartimenti simpatici possono provenire sia dalla periferia - i vasi, sia dal centro - la corteccia cerebrale. In entrambi i casi, la risposta arriverà immediatamente. E quale sarà la risposta? Gli effetti della simpatia sul lavoro del cuore e dei vasi sanguigni hanno un effetto con un segno: "+". Cosa significa questo? Un aumento della frequenza cardiaca, un aumento della profondità e della forza delle contrazioni, un aumento della pressione sanguigna e un aumento del tono vascolare.
La frequenza cardiaca in un cuore sano è impostata dal nodo SA, le fibre simpatiche fanno sì che questo nodo produca più impulsi, a causa dei quali la frequenza cardiaca aumenta. Poiché le fibre simpatiche innervano maggiormente i ventricoli del cuore, la forza e la frequenza delle contrazioni ventricolari aumenteranno e sarà dedicato meno tempo al loro rilassamento. Pertanto, la regolazione nervosa simpatica mobilita il lavoro del cuore e dei vasi sanguigni aumentandone il tono e aumentando la forza, la frequenza e la profondità degli impulsi cardiaci.
3 Attività parasimpatica
L'effetto opposto è esercitato da un altro dipartimento del SNA: il parasimpatico. Immaginiamo: hai cenato deliziosamente e ti sei sdraiato per riposare, il tuo corpo è rilassato, il calore si diffonde attraverso il tuo corpo, ti immergi nel dormiveglia ... Quanti battiti al minuto effettuerà il tuo cuore in questo momento? La pressione sarà alta? NO. Tu riposi, il tuo cuore riposa. Durante il riposo, entra in gioco il regno del vago. N.vagi è il nervo principale e più grande del sistema parasimpatico.
L'azione del parasimpatico ha un effetto inibitorio sul lavoro del cuore e dei vasi sanguigni, l'effetto con il segno "-". Vale a dire: la frequenza e la forza delle contrazioni cardiache rallentano, la pressione sanguigna diminuisce, il tono vascolare diminuisce. L'attività parasimpatica è massima durante il sonno, il riposo e il rilassamento. Pertanto, i due dipartimenti supportano l'attività cardiaca, regolano i suoi principali indicatori, lavorano in modo fluido e chiaro sotto il controllo delle strutture sovrastanti del sistema nervoso.
4 Coordinatore n. 2 - regolazione umorale
Le persone che conoscono il latino capiscono il significato della parola "umorale". Se tradotto letteralmente, l'umorismo è umidità, umido, legato al sangue, linfa. La regolazione umorale delle funzioni corporee viene effettuata con l'aiuto del sangue, fluidi biologici, o meglio, è fornito da sostanze che circolano nel sangue. Queste sostanze che svolgono una funzione umorale sono note a tutti. Questi sono ormoni. Sono prodotti dalle ghiandole endocrine ed entrano nel fluido tissutale, così come nel sangue. Raggiungendo organi e tessuti, gli ormoni hanno un certo effetto su di loro.
Gli ormoni sono estremamente attivi, sono anche specifici, poiché la loro azione è diretta a determinate cellule, tessuti, organi. Ma gli ormoni vengono rapidamente distrutti, quindi devono essere costantemente forniti al sangue. La regolazione umorale viene eseguita con l'aiuto di un'importante ghiandola principale nella cavità cranica: la ghiandola pituitaria. È il "re" delle altre ghiandole del corpo. Nello specifico, il cuore è influenzato dagli ormoni prodotti dalle ghiandole surrenali, dalle ghiandole tiroidee, dagli ormoni sessuali e dalle sostanze prodotte dalle cellule cardiache.
5 sostanze che fanno funzionare il cuore
Adrenalina e noradrenalina. Ormoni surrenali. Prodotto in grandi quantità in situazioni estreme, sotto stress, eccitazione. Aumenta la frequenza e la forza delle contrazioni cardiache, aumenta la pressione sanguigna, mobilizza tutte le funzioni del corpo.
tiroxina. Ormone della tiroide. Aumenta la frequenza cardiaca. Nelle persone con una funzione eccessiva di questa ghiandola e con una maggiore concentrazione di questa sostanza nel sangue, si osserva sempre tachicardia, una frequenza cardiaca superiore a 100 al minuto. La tiroxina aumenta anche la sensibilità delle cellule cardiache ad altre sostanze che influenzano la regolazione umorale delle funzioni del sistema cardiovascolare, come l'adrenalina.
ormoni sessuali. Rafforzare l'attività cardiaca, mantenere il tono dei vasi sanguigni.
La serotonina o l'ormone della "felicità". Vale la pena descrivere il suo effetto? Tutti sanno come il cuore salta fuori dal petto e batte di felicità?
Le prostaglandine e l'istamina stimolano il cuore.
6 Sostanze-rilassanti
Acetilcolina. La sua influenza ha effetti sul cuore con segno “-”: la frequenza, la forza delle contrazioni diminuisce, il cuore “lavora” meno intensamente.
ormoni atriali. Le cellule atriali producono le proprie sostanze che hanno un effetto sul cuore e sui vasi sanguigni. Queste sostanze includono l'ormone natriuretico, ha un pronunciato effetto dilatante sui vasi sanguigni, ne abbassa il tono e provoca anche una diminuzione della pressione sanguigna. Inoltre, questa sostanza ha un effetto bloccante sull'attività del sistema nervoso simpatico e sul rilascio di adrenalina e norepinefrina.
7 Ioni nel lavoro del cuore
La concentrazione di ioni o elettroliti nel sangue ha una grande influenza sulle contrazioni cardiache. Stiamo parlando di K+, Na+, Ca2+.
Calcio. Lo ione più importante coinvolto in contrazione del cuore. Fornisce la normale contrattilità miocardica. Gli ioni Ca2+ migliorano l'attività cardiaca. L'eccesso di calcio, così come la sua mancanza, influisce negativamente sul funzionamento del cuore, possono verificarsi varie aritmie o persino arresto cardiaco.
Potassio. Gli ioni K + nel loro eccesso rallentano l'attività cardiaca, riducono la profondità della contrazione e riducono l'eccitabilità. Con un aumento significativo della concentrazione, sono possibili disturbi della conduzione e arresto cardiaco. Con una mancanza di K +, il cuore subisce anche effetti negativi sotto forma di aritmie e disturbi del lavoro. Gli indicatori di elettroliti nel sangue sono mantenuti a un certo livello, i cui indicatori sono impostati per ogni ione (tassi di potassio 3,3-5,5 e calcio 2,1-2,65 mmol / l). Questi indicatori funzione umorale sono rigorosamente definiti e andare oltre i limiti di ognuno di essi minaccia di interrompere il lavoro non solo nel cuore, ma anche in altri organi.
8 Uno
Entrambi i sistemi regolatori, sia nervoso che umorale, sono indissolubilmente legati. È impossibile separare l'una dall'altra, così come è impossibile in un singolo organismo distinguere, ad esempio, tra la funzione della mano destra e quella della mano sinistra. Alcuni autori chiamano addirittura questi sistemi in una sola parola: neuro- regolazione umorale. Ciò sottolinea la loro interconnessione e unità. Dopotutto, gestire il corpo non è un compito facile e può essere affrontato solo insieme.
È impossibile distinguere tra meccanismi di regolazione principali e secondari, sono tutti ugualmente importanti. Possiamo solo affermare alcune caratteristiche del loro lavoro. Quindi, per la regolazione nervosa, la velocità di reazione è caratteristica. Attraverso i nervi, come attraverso i fili, l'impulso si propaga istantaneamente all'organo. E per la regolazione umorale delle funzioni, è caratteristico un inizio più lento dell'effetto, perché ci vuole tempo perché una sostanza arrivi all'organo attraverso il sangue.
La prima forma più antica di interazione tra le cellule organismi pluricellulari- questa è un'interazione chimica attraverso prodotti metabolici che entrano nei fluidi corporei. Tali prodotti, o metaboliti, sono i prodotti di degradazione di proteine, anidride carbonica, ecc. Questa è una trasmissione umorale di influenze, un meccanismo umorale di correlazione o connessione tra organi.
La connessione umorale è caratterizzata dalle seguenti caratteristiche. In primo luogo, la mancanza di un indirizzo esatto a cui viene inviata la sostanza chimica o altri fluidi corporei. La sostanza chimica può quindi agire su tutti gli organi e. La sua azione non è localizzata, non limitata a un luogo specifico. In secondo luogo, la sostanza chimica si diffonde relativamente lentamente. E infine, in terzo luogo, agisce in quantità trascurabili e di solito viene rapidamente distrutto o espulso dal corpo. Le connessioni umorali sono comuni sia al mondo animale che a quello vegetale.
Regolazione nervosa e umorale
Nella fase successiva dello sviluppo degli esseri viventi, compaiono organi speciali: ghiandole in cui umorali ingredienti attivi- Ormoni prodotti dal corpo nutrienti. Quindi, ad esempio, l'ormone adrenalina si forma nelle ghiandole surrenali dall'amminoacido tirosina. Questa è la regolazione ormonale.
La funzione principale del sistema nervoso è regolare l'interazione del corpo nel suo insieme con il suo ambiente esterno e regolare l'attività dei singoli organi e la connessione tra organi.
Il sistema nervoso migliora o inibisce l'attività di tutti gli organi non solo mediante onde di eccitazione o impulsi nervosi, ma anche entrando nel sangue, nella linfa, nei fluidi cerebrospinali e tissutali di mediatori, ormoni e metaboliti o prodotti metabolici. Queste sostanze chimiche agiscono sugli organi e sul sistema nervoso. Così, dentro vivo non esiste una regolazione esclusivamente nervosa dell'attività degli organi, ma neuro-umorale.
L'eccitazione del sistema nervoso ha una natura biochimica. Uno spostamento metabolico si diffonde lungo di esso in onde, in cui gli ioni passano selettivamente attraverso le membrane, a seguito della quale si forma una differenza di potenziale tra le aree che si trovano in uno stato di relativa quiete ed eccitate e sorgono. Queste correnti sono chiamate biocorrenti, O biopotenziali, diffuso attraverso il sistema nervoso e provoca eccitazione nelle sue sezioni successive.
I concetti più importanti della teoria della regolazione fisiologica.
Prima di considerare i meccanismi di regolazione neuroumorale, soffermiamoci sui concetti più importanti di questo ramo della fisiologia. Alcuni di loro sono sviluppati dalla cibernetica. La conoscenza di tali concetti facilita la comprensione della regolazione delle funzioni fisiologiche e la soluzione di una serie di problemi in medicina.
Funzione fisiologica- una manifestazione dell'attività vitale di un organismo o delle sue strutture (cellule, organi, sistemi di cellule e tessuti), volta a preservare la vita e ad adempiere a programmi geneticamente e socialmente determinati.
Sistema- un insieme di elementi interagenti che svolgono una funzione che non può essere svolta da un singolo elemento.
Elemento - unità strutturale e funzionale del sistema.
Segnale - vari tipi di materia ed energia che trasmettono informazioni.
Informazione informazioni, messaggi trasmessi attraverso i canali di comunicazione e percepiti dal corpo.
Stimolo- un fattore dell'ambiente esterno o interno, il cui impatto sulle formazioni recettoriali del corpo provoca un cambiamento nei processi dell'attività vitale. Gli irritanti sono divisi in adeguati e inadeguati. alla percezione stimoli adeguati i recettori del corpo sono adattati e attivati a un'energia molto bassa del fattore di influenza. Ad esempio, per attivare i recettori della retina (bastoncini e coni), bastano 1-4 quanti di luce. inadeguato Sono irritanti, alla cui percezione gli elementi sensibili del corpo non sono adatti. Ad esempio, i coni e i bastoncelli della retina dell'occhio non sono adattati alla percezione delle influenze meccaniche e non forniscono l'apparenza di una sensazione anche con un impatto significativo su di essi. Solo con molto grande forza impatto (sciopero) può verificarsi la loro attivazione e l'emergere di una sensazione di luce.
Gli irritanti sono inoltre suddivisi in base alla loro forza in sottosoglia, soglia e soprasoglia. Forza stimoli sottosoglia insufficiente per il verificarsi di una risposta registrata dell'organismo o delle sue strutture. stimolo soglia chiamato tale, la cui forza minima è sufficiente per il verificarsi di una risposta pronunciata. Stimoli soprasoglia sono più potenti degli stimoli di soglia.
Stimolo e segnale sono concetti simili, ma non univoci. Uno stesso stimolo può avere un valore di segnale diverso. Ad esempio, il cigolio di una lepre può essere un segnale che avverte del pericolo dei parenti, ma per una volpe lo stesso suono è un segnale della possibilità di procurarsi del cibo.
Irritazione - l'impatto di fattori ambientali o interni sulle strutture del corpo. Va notato che in medicina il termine "irritazione" è talvolta usato in un altro senso - per riferirsi alla risposta del corpo o delle sue strutture all'azione dello stimolo.
Recettori strutture molecolari o cellulari che percepiscono l'azione di fattori ambientali esterni o interni e trasmettono informazioni sul valore del segnale dello stimolo ai collegamenti successivi nel circuito regolatorio.
Il concetto di recettori è considerato da due punti di vista: da quello biologico molecolare e da quello morfofunzionale. In quest'ultimo caso si parla di recettori sensoriali.
CON biologico molecolare punto di vista, i recettori sono molecole proteiche specializzate incorporate nella membrana cellulare o situate nel citosol e nel nucleo. Ogni tipo di tali recettori è in grado di interagire solo con molecole di segnale rigorosamente definite - ligandi. Ad esempio, per i cosiddetti adrenorecettori, i ligandi sono le molecole ormonali dell'adrenalina e della norepinefrina. Questi recettori sono incorporati nelle membrane di molte cellule del corpo. Il ruolo dei ligandi nel corpo è svolto da sostanze biologicamente attive: ormoni, neurotrasmettitori, fattori di crescita, citochine, prostaglandine. Svolgono la loro funzione di segnalazione, trovandosi nei fluidi biologici in concentrazioni molto piccole. Ad esempio, il contenuto di ormoni nel sangue si trova entro 10 -7 -10 - 10 mol / l.
CON morfofunzionale dal punto di vista dei recettori (recettori sensoriali) sono cellule specializzate o terminazioni nervose, la cui funzione è quella di percepire l'azione degli stimoli e garantire il verificarsi di eccitazione nelle fibre nervose. In questo senso, il termine "recettore" è più spesso usato in fisiologia, quando noi stiamo parlando sulla regolazione fornita dal sistema nervoso.
Insieme dello stesso tipo recettori sensoriali e si chiama l'area del corpo in cui sono concentrati campo recettoriale.
La funzione dei recettori sensoriali nel corpo è svolta da:
terminazioni nervose specializzate. Possono essere liberi, non rivestiti (es. recettori cutanei del dolore) o rivestiti (es. recettori tattili cutanei);
cellule nervose specializzate (cellule neurosensoriali). Nell'uomo, tali cellule sensoriali si trovano nello strato di epitelio che riveste la superficie della cavità nasale; forniscono la percezione delle sostanze odorose. Nella retina dell'occhio, le cellule neurosensoriali sono rappresentate da coni e bastoncelli che percepiscono i raggi luminosi;
3) si stanno sviluppando cellule epiteliali specializzate tessuto epiteliale cellule che hanno acquisito un'elevata sensibilità all'azione di determinati tipi di stimoli e possono trasmettere informazioni su questi stimoli alle terminazioni nervose. Tali recettori si trovano in orecchio interno, papille gustative della lingua e dell'apparato vestibolare, fornendo rispettivamente la capacità di percepire le onde sonore, sensazioni gustative, posizione e movimento del corpo.
Regolamento monitoraggio costante e correzione necessaria del funzionamento del sistema e delle sue singole strutture al fine di raggiungere un risultato utile.
Regolazione fisiologica- un processo che garantisce la conservazione della costanza relativa o un cambiamento nella direzione desiderata dell'omeostasi e delle funzioni vitali del corpo e delle sue strutture.
La regolazione fisiologica delle funzioni vitali del corpo è caratterizzata dalle seguenti caratteristiche.
La presenza di circuiti di controllo chiusi. Il circuito normativo più semplice (Fig. 2.1) comprende blocchi: parametro regolabile(ad es. livello di glucosio nel sangue, valore della pressione sanguigna), dispositivo di controllo- in un intero organismo è un centro nevralgico, in una cellula separata - un genoma, effettori- organi e sistemi che, sotto l'influenza dei segnali provenienti dal dispositivo di controllo, modificano il proprio lavoro e influenzano direttamente il valore del parametro controllato.
L'interazione dei singoli blocchi funzionali di un tale sistema normativo viene effettuata tramite diretta e feedback. Attraverso canali di comunicazione diretti, le informazioni vengono trasmesse dal dispositivo di controllo agli effettori e attraverso canali di feedback - dai recettori (sensori) che controllano
Riso. 2.1. Diagramma a ciclo chiuso
che determinano il valore del parametro controllato - al dispositivo di controllo (ad esempio, dai recettori del muscolo scheletrico - al midollo spinale e al cervello).
Pertanto, il feedback (chiamato anche afferenza inversa in fisiologia) assicura che il dispositivo di controllo riceva un segnale sul valore (stato) del parametro controllato. Fornisce il controllo sulla risposta degli effettori al segnale di controllo e sul risultato dell'azione. Ad esempio, se lo scopo del movimento di una mano umana era aprire un libro di testo di fisiologia, il feedback viene effettuato conducendo impulsi lungo le fibre nervose afferenti dai recettori degli occhi, della pelle e dei muscoli al cervello. Tale impulso offre la possibilità di seguire i movimenti della mano. Grazie a ciò, il sistema nervoso può eseguire la correzione del movimento per ottenere il risultato desiderato dell'azione.
Con l'aiuto del feedback (afferenza inversa), il circuito regolatore è chiuso, i suoi elementi sono combinati in un circuito chiuso - un sistema di elementi. Solo in presenza di un circuito di controllo chiuso è possibile implementare una regolazione stabile dei parametri dell'omeostasi e delle reazioni adattative.
Il feedback è diviso in negativo e positivo. Nel corpo, la stragrande maggioranza dei feedback è negativa. Ciò significa che sotto l'influenza delle informazioni provenienti dai loro canali, il sistema di regolazione riporta il parametro deviato al suo valore originale (normale). Pertanto, il feedback negativo è necessario per mantenere la stabilità del livello dell'indicatore regolamentato. Al contrario, il feedback positivo contribuisce a modificare il valore del parametro controllato, trasferendolo a nuovo livello. Quindi, all'inizio di un intenso carico muscolare, gli impulsi dei recettori del muscolo scheletrico contribuiscono allo sviluppo di un aumento del livello della pressione arteriosa.
Il funzionamento dei meccanismi regolatori neuroumorali nel corpo non è sempre finalizzato solo a mantenere le costanti omeostatiche a un livello immutato e rigorosamente stabile. In alcuni casi è vitale per l'organismo che i sistemi regolatori ristrutturino il proprio lavoro e cambino il valore della costante omeostatica, cambino il cosiddetto "set point" del parametro controllato.
Punto stabilito(Inglese) punto fisso). Questo è il livello del parametro controllato al quale il sistema normativo cerca di mantenere il valore di questo parametro.
Comprendere la presenza e la direzione dei cambiamenti nel set point della regolazione omeostatica aiuta a determinare la causa dei processi patologici nel corpo, prevedere il loro sviluppo e trovare il modo giusto cura e prevenzione.
Considera questo usando l'esempio della valutazione delle reazioni di temperatura del corpo. Anche quando una persona è sana, la temperatura del nucleo del corpo durante il giorno oscilla tra 36 ° C e 37 ° C, e la sera è più vicina a 37 ° C, di notte e al mattino presto - a 36 °C. Questo indica la presenza di un ritmo circadiano di variazione del valore del set point di termoregolazione. Ma la presenza di cambiamenti nel set point della temperatura del nucleo del corpo in una serie di malattie umane si manifesta particolarmente chiaramente. Ad esempio, con lo sviluppo di malattie infettive, i centri termoregolatori del sistema nervoso ricevono un segnale sulla comparsa di tossine batteriche nel corpo e ristrutturano il loro lavoro in modo tale da aumentare il livello della temperatura corporea. Una tale reazione del corpo all'introduzione dell'infezione si sviluppa filogeneticamente. È utile perché temperatura elevata il sistema immunitario funziona più attivamente e le condizioni per lo sviluppo dell'infezione peggiorano. Ecco perché non è sempre necessario prescrivere antipiretici quando si sviluppa la febbre. Ma poiché una temperatura molto elevata del nucleo del corpo (più di 39 ° C, specialmente nei bambini) può essere pericolosa per il corpo (principalmente in termini di danni al sistema nervoso), allora in ogni caso separato il medico deve prendere una decisione individuale. Se a una temperatura corporea di 38,5 - 39 ° C ci sono segni come tremori muscolari, brividi, quando una persona si avvolge in una coperta, cerca di riscaldarsi, allora è chiaro che i meccanismi di termoregolazione continuano a mobilitare tutte le fonti di produzione di calore e modi per risparmiare calore nel corpo. Ciò significa che il set point non è stato ancora raggiunto e nel prossimo futuro la temperatura corporea salirà, raggiungendo limiti pericolosi. Ma se, alla stessa temperatura, il paziente sviluppa una sudorazione profusa, i tremori muscolari scompaiono e si apre, allora è chiaro che il set point è già stato raggiunto ei meccanismi di termoregolazione impediranno un ulteriore aumento della temperatura. In una situazione del genere, il medico per un certo periodo in alcuni casi può astenersi dal prescrivere antipiretici.
Livelli dei sistemi normativi. Ci sono i seguenti livelli:
subcellulare (ad esempio, autoregolazione di catene di reazioni biochimiche combinate in cicli biochimici);
cellulare - regolazione all'interno processi cellulari con l'aiuto di sostanze biologicamente attive (autocrinia) e metaboliti;
tessuto (paracrinia, connessioni creative, regolazione dell'interazione cellulare: adesione, integrazione nel tessuto, sincronizzazione della divisione e attività funzionale);
organo - autoregolazione dei singoli organi, il loro funzionamento nel suo insieme. Tale regolazione viene effettuata sia a causa di meccanismi umorali (paracrinia, connessioni creative), sia di cellule nervose, i cui corpi si trovano nei gangli autonomici intraorganici. Questi neuroni interagiscono per formare archi riflessi intraorganici. Allo stesso tempo, attraverso di essi si realizzano anche le influenze regolatrici del sistema nervoso centrale sugli organi interni;
regolazione organica dell'omeostasi, integrità dell'organismo, formazione di sistemi funzionali regolatori che forniscono risposte comportamentali appropriate, adattamento dell'organismo ai cambiamenti delle condizioni ambiente.
Pertanto, ci sono molti livelli di sistemi regolatori nel corpo. I sistemi più semplici del corpo sono combinati in quelli più complessi in grado di svolgere nuove funzioni. In cui sistemi semplici, di regola, obbedisce ai segnali di controllo di sistemi più complessi. Questa subordinazione è chiamata la gerarchia dei sistemi di regolamentazione.
I meccanismi di attuazione di tali regolamenti saranno discussi più dettagliatamente di seguito.
Unità e caratteristiche distintive regolazione nervosa e umorale. I meccanismi di regolazione delle funzioni fisiologiche sono tradizionalmente suddivisi in nervoso e umorale.
anche se in realtà formano un unico sistema regolatore che assicura il mantenimento dell'omeostasi e l'attività adattativa del corpo. Questi meccanismi hanno numerose connessioni sia a livello di funzionamento dei centri nervosi che nella trasmissione delle informazioni di segnale alle strutture effettrici. Basti pensare che durante l'implementazione del riflesso più semplice come meccanismo elementare di regolazione nervosa, la trasmissione della segnalazione da una cellula all'altra viene effettuata attraverso fattori umorali: i neurotrasmettitori. La sensibilità dei recettori sensoriali all'azione degli stimoli e lo stato funzionale dei neuroni cambiano sotto l'influenza di ormoni, neurotrasmettitori, una serie di altre sostanze biologicamente attive, nonché i più semplici metaboliti e ioni minerali (K + Na + CaCI -) . A sua volta, il sistema nervoso può innescare o correggere la regolazione umorale. La regolazione umorale nel corpo è sotto il controllo del sistema nervoso.
Caratteristiche della regolazione nervosa e umorale nel corpo. I meccanismi umorali sono filogeneticamente più antichi, sono presenti anche negli animali unicellulari e acquistano grande diversità negli organismi pluricellulari, e specialmente nell'uomo.
I meccanismi nervosi di regolazione si sono formati filogeneticamente più tardi e si formano gradualmente nell'ontogenesi umana. Tale regolazione è possibile solo in strutture multicellulari che hanno cellule nervose che si combinano in circuiti nervosi e formano archi riflessi.
La regolazione umorale viene effettuata dalla distribuzione di molecole di segnale nei fluidi corporei secondo il principio "tutti, tutto, tutti", o il principio della "comunicazione radio"
La regolazione nervosa viene eseguita secondo il principio della "lettera con un indirizzo" o "comunicazione telegrafica". La segnalazione viene trasmessa dai centri nervosi a strutture rigorosamente definite, ad esempio a fibre muscolari definite con precisione o ai loro gruppi in un particolare muscolo . Solo in questo caso sono possibili movimenti umani mirati e coordinati.
La regolazione umorale, di regola, viene eseguita più lentamente della regolazione nervosa. La velocità del segnale (potenziale d'azione) nelle fibre nervose veloci raggiunge i 120 m/s, mentre la velocità di trasporto della molecola segnale
kula con flusso sanguigno nelle arterie circa 200 volte e nei capillari - mille volte meno.
L'arrivo di un impulso nervoso a un organo effettore provoca quasi istantaneamente un effetto fisiologico (ad esempio, la contrazione di un muscolo scheletrico). La risposta a molti segnali ormonali è più lenta. Ad esempio, la manifestazione di una risposta all'azione degli ormoni tiroidei e della corteccia surrenale si verifica dopo decine di minuti e persino ore.
I meccanismi umorali sono di primaria importanza nella regolazione dei processi metabolici, nella velocità di divisione cellulare, nella crescita e specializzazione dei tessuti, nella pubertà e nell'adattamento alle mutevoli condizioni ambientali.
Il sistema nervoso in un organismo sano influenza tutte le regolazioni umorali e le corregge. Tuttavia, il sistema nervoso ha le sue funzioni specifiche. Regola i processi vitali che richiedono reazioni rapide, fornisce la percezione dei segnali provenienti dai recettori sensoriali degli organi di senso, della pelle e degli organi interni. Regola il tono e le contrazioni dei muscoli scheletrici, che assicurano il mantenimento della postura e il movimento del corpo nello spazio. Il sistema nervoso fornisce la manifestazione di tale funzioni mentali, in quanto sensazione, emozioni, motivazione, memoria, pensiero, coscienza, regola le reazioni comportamentali finalizzate al raggiungimento di un utile risultato adattivo.
Nonostante l'unità funzionale e le numerose interrelazioni delle regolazioni nervose e umorali nel corpo, per comodità nello studio dei meccanismi per l'attuazione di queste regolazioni, le considereremo separatamente.
Caratterizzazione dei meccanismi di regolazione umorale nell'organismo. La regolazione umorale viene effettuata segnalando con l'aiuto di sostanze biologicamente attive attraverso mezzi liquidi organismo. Le sostanze biologicamente attive del corpo includono: ormoni, neurotrasmettitori, prostaglandine, citochine, Fattori di crescita, endotelio, ossido nitrico e una serie di altre sostanze. Per svolgere la loro funzione di segnalazione è sufficiente una piccolissima quantità di queste sostanze. Ad esempio, gli ormoni svolgono il loro ruolo regolatore quando la loro concentrazione nel sangue è compresa tra 10 -7 -10 0 mol / l.
La regolazione umorale è divisa in endocrina e locale.
Regolazione endocrina vengono eseguiti a causa del funzionamento delle ghiandole endocrine (ghiandole endocrine), che sono organi specializzati che secernono ormoni. Ormoni- sostanze biologicamente attive prodotte ghiandole endocrine, veicolati dal sangue ed esercitanti specifici effetti regolatori sull'attività vitale delle cellule e dei tessuti. Una caratteristica distintiva della regolazione endocrina è che le ghiandole endocrine secernono ormoni nel sangue e in questo modo queste sostanze vengono consegnate a quasi tutti gli organi e tessuti. Tuttavia, la risposta all'azione dell'ormone può provenire solo da quelle cellule (bersaglio) sulle membrane, nel citosol o nel nucleo di cui sono presenti i recettori per l'ormone corrispondente.
Caratteristica distintiva regolazione umorale locale è che le sostanze biologicamente attive prodotte dalla cellula non entrano nel flusso sanguigno, ma agiscono sulla cellula che le produce e sul suo ambiente immediato, diffondendosi attraverso il fluido intercellulare per diffusione. Tale regolazione si suddivide in regolazione del metabolismo nella cellula per metaboliti, autocrinia, paracrinia, iuxtacrinia, interazioni attraverso contatti intercellulari.
Regolazione del metabolismo nella cellula a causa dei metaboliti. I metaboliti sono i prodotti finali e intermedi dei processi metabolici nella cellula. La partecipazione dei metaboliti alla regolazione dei processi cellulari è dovuta alla presenza nel metabolismo di catene di reazioni biochimiche funzionalmente correlate - cicli biochimici. È caratteristico che già in tali cicli biochimici vi siano i principali segni di regolazione biologica, la presenza di un circuito di controllo chiuso e feedback negativo, che garantisce la chiusura di questo circuito. Ad esempio, le catene di tali reazioni vengono utilizzate nella sintesi di enzimi e sostanze coinvolte nella formazione di adenosina trifosfato (ATP). L'ATP è una sostanza in cui si accumula energia, che viene facilmente utilizzata dalle cellule per la maggior parte diversi processi attività vitale: movimento, sintesi di sostanze organiche, accrescimento, trasporto di sostanze attraverso le membrane cellulari.
meccanismo autocrino. Con questo tipo di regolazione, la molecola segnale sintetizzata nella cellula viene rilasciata attraverso
Recettore r t Endocrino
Ah? M oh
Augocrinia Paracrinia Yuxtacrinia t
Riso. 2.2. Tipi di regolazione umorale nel corpo
membrana cellulare nel fluido intercellulare e si lega al recettore sulla superficie esterna della membrana (Fig. 2.2). Pertanto, la cellula reagisce alla molecola segnale sintetizzata in essa: il ligando. L'attaccamento di un ligando a un recettore sulla membrana provoca l'attivazione di questo recettore e innesca un'intera cascata di reazioni biochimiche nella cellula, che forniscono un cambiamento nella sua attività vitale. La regolazione autocrina è spesso utilizzata dalle cellule del sistema immunitario e nervoso. Questo percorso autoregolatorio è necessario per mantenere un livello stabile di secrezione di alcuni ormoni. Ad esempio, nel prevenire l'eccessiva secrezione di insulina da parte delle cellule P del pancreas, è importante l'effetto inibitorio dell'ormone da esse secreto sull'attività di queste cellule.
meccanismo paracrino. Viene effettuato dalla secrezione di molecole segnale da parte della cellula, che entrano nel fluido intercellulare e influenzano l'attività vitale delle cellule vicine (Fig. 2.2). segno distintivo Questo tipo di regolazione è che nella trasmissione del segnale c'è uno stadio di diffusione della molecola del ligando attraverso il fluido intercellulare da una cellula ad altre cellule vicine. Pertanto, le cellule del pancreas che secernono insulina influenzano le cellule di questa ghiandola che secernono un altro ormone, il glucagone. I fattori di crescita e le interleuchine influenzano la divisione cellulare, le prostaglandine - su tono muscoli lisci, Mobilizzazione del Ca 2+ Questo tipo di segnalazione è importante nella regolazione della crescita dei tessuti durante lo sviluppo embrionale, la guarigione delle ferite, la crescita delle fibre nervose danneggiate e la trasmissione dell'eccitazione nelle sinapsi.
Recenti studi hanno dimostrato che alcune cellule (soprattutto le cellule nervose) devono ricevere costantemente segnali specifici per mantenere la loro attività vitale.
L1 dalle cellule vicine. Tra questi segnali specifici, i fattori di crescita (NGF) sono particolarmente importanti. In assenza di esposizione a queste molecole di segnalazione per lungo tempo, le cellule nervose avviano un programma di autodistruzione. Questo meccanismo di morte cellulare è chiamato apoptosi.
La regolazione paracrina viene spesso utilizzata contemporaneamente alla regolazione autocrina. Ad esempio, durante la trasmissione dell'eccitazione nelle sinapsi, le molecole segnale rilasciate dalla terminazione nervosa si legano non solo ai recettori della cellula vicina (sulla membrana postsinaptica), ma anche ai recettori sulla membrana della stessa terminazione nervosa ( cioè la membrana presinaptica).
Meccanismo juxtacrino. Viene effettuato trasferendo molecole di segnale direttamente dalla superficie esterna della membrana di una cellula alla membrana di un'altra. Ciò si verifica nella condizione di contatto diretto (attaccamento, legame adesivo) delle membrane di due cellule. Tale attaccamento si verifica, ad esempio, quando i leucociti e le piastrine interagiscono con l'endotelio dei capillari sanguigni in un luogo in cui è presente un processo infiammatorio. Sulle membrane che rivestono i capillari delle cellule, nel sito dell'infiammazione compaiono molecole di segnalazione che si legano ai recettori di alcuni tipi di leucociti. Questa connessione porta all'attivazione dell'attaccamento dei leucociti alla superficie del vaso sanguigno. Questo può essere seguito da un intero complesso di reazioni biologiche che assicurano la transizione dei leucociti dal capillare al tessuto e la soppressione della reazione infiammatoria da parte loro.
Interazioni attraverso contatti intercellulari. Effettuato tramite connessioni intermembrana (inserire dischi, nexus). In particolare, la trasmissione di molecole di segnalazione e di alcuni metaboliti attraverso giunzioni gap - nexus - è molto comune. Durante la formazione dei nessi, speciali molecole proteiche (connessioni) della membrana cellulare vengono combinate in 6 pezzi in modo da formare un anello con un poro all'interno. Sulla membrana di una cellula vicina (esattamente opposta), si forma la stessa formazione a forma di anello con un poro. Due pori centrali si uniscono per formare un canale che penetra nelle membrane delle cellule vicine. La larghezza del canale è sufficiente per il passaggio di molte sostanze e metaboliti biologicamente attivi. Gli ioni Ca 2+ passano liberamente attraverso il nexus, essendo potenti regolatori dei processi intracellulari.
A causa della loro elevata conduttività elettrica, i nessi contribuiscono alla propagazione delle correnti locali tra cellule vicine e alla formazione dell'unità funzionale del tessuto. Tali interazioni sono particolarmente pronunciate nelle cellule del muscolo cardiaco e dei muscoli lisci. La violazione dello stato dei contatti intercellulari porta alla patologia del cuore, ai cambiamenti
aumento del tono muscolare vascolare, debolezza della contrazione uterina e cambiamenti in una serie di altri regolamenti.
I contatti cellula-cellula che servono a rafforzare la connessione fisica tra le membrane sono chiamati giunzioni strette e cinture adesive. Tali contatti possono assumere la forma di un nastro circolare passante tra le superfici laterali della cella. La compattazione e l'aumento della forza di questi composti è assicurata dall'attaccamento di miosina, actinina, tropomiosina, vinculin, ecc. proteine alla superficie delle membrane I composti stretti contribuiscono all'integrazione delle cellule nel tessuto, alla loro adesione e alla resistenza del tessuto alle sollecitazioni meccaniche. Sono anche coinvolti nella formazione di formazioni barriera nel corpo. Le giunzioni strette sono particolarmente pronunciate tra l'endotelio che riveste i vasi del cervello. Riducono la permeabilità di questi vasi per le sostanze che circolano nel sangue.
Le membrane cellulari e intracellulari svolgono un ruolo importante in tutta la regolazione umorale che coinvolge specifiche molecole di segnalazione. Pertanto, per comprendere il meccanismo di regolazione umorale, è necessario conoscere gli elementi della fisiologia delle membrane cellulari.
Riso. 2.3. Schema della struttura della membrana cellulare
Proteina portatrice
(secondario-attivo
trasporto)
Proteina di membrana
Proteina PKC
doppio strato di fosfolipidi
Antigeni
Superficie extracellulare
Ambiente intracellulare
Caratteristiche della struttura e proprietà delle membrane cellulari. Tutte le membrane cellulari sono caratterizzate da un principio di struttura (Fig. 2.3). Si basano su due strati di lipidi (molecole di grasso, la maggior parte dei quali sono fosfolipidi, ma ci sono anche colesterolo e glicolipidi). Le molecole lipidiche di membrana hanno una testa (un sito che attrae l'acqua e cerca di interagire con essa, chiamato guidaprofilo) e una coda idrofoba (respinge le molecole d'acqua, evita la loro vicinanza). Come risultato di questa differenza nelle proprietà della testa e della coda molecole lipidiche questi ultimi, quando colpiscono la superficie dell'acqua, si allineano in file: testa a testa, coda a coda e formano un doppio strato in cui le teste idrofile sono rivolte verso l'acqua, e le code idrofobe si fronteggiano. Le code sono all'interno di questo doppio strato. La presenza di uno strato lipidico forma uno spazio chiuso, isola il citoplasma dall'ambiente acquatico circostante e crea un ostacolo al passaggio dell'acqua e delle sostanze in essa solubili attraverso la membrana cellulare. Lo spessore di tale doppio strato lipidico è di circa 5 nm.
La membrana contiene anche proteine. Le loro molecole in volume e massa sono 40-50 volte più grandi delle molecole dei lipidi di membrana. A causa delle proteine, lo spessore della membrana raggiunge i -10 nm. Nonostante il fatto che le masse totali di proteine e lipidi nella maggior parte delle membrane siano quasi uguali, il numero di molecole proteiche nella membrana è dieci volte inferiore a quello delle molecole lipidiche. Tipicamente, le molecole proteiche sono disperse. Sono, per così dire, dissolti nella membrana, possono muoversi al suo interno e cambiare posizione. Questo è stato il motivo per cui è stata chiamata la struttura della membrana mosaico liquido. Le molecole lipidiche possono anche muoversi lungo la membrana e persino saltare da uno strato lipidico all'altro. Di conseguenza, la membrana presenta segni di fluidità e, allo stesso tempo, ha la proprietà di autoassemblarsi, può riprendersi da un danno dovuto alla proprietà delle molecole lipidiche di allinearsi in un doppio strato lipidico.
Le molecole proteiche possono penetrare l'intera membrana in modo che le loro sezioni terminali sporgano oltre i suoi limiti trasversali. Tali proteine sono chiamate transmembrana O integrante. Esistono anche proteine che sono solo parzialmente immerse nella membrana o localizzate sulla sua superficie.
Le proteine della membrana cellulare svolgono numerose funzioni. Per l'implementazione di ciascuna funzione, il genoma cellulare fornisce l'innesco per la sintesi di una specifica proteina. Anche in una membrana eritrocitaria relativamente semplice ci sono circa 100 proteine diverse. Tra funzioni essenziali si notano le proteine \u200b\u200bdi membrana: 1) recettore - interazione con molecole di segnale e trasmissione del segnale nella cellula; 2) trasporto - il trasferimento di sostanze attraverso le membrane e garantendo lo scambio tra il citosol e l'ambiente. Esistono diversi tipi di molecole proteiche (traslocasi) che forniscono il trasporto transmembrana. Tra queste ci sono proteine che formano canali che penetrano nella membrana e attraverso di esse avviene la diffusione di alcune sostanze tra il citosol e lo spazio extracellulare. Tali canali sono molto spesso ionoselettivi; ioni di una sola sostanza. Esistono anche canali la cui selettività è inferiore, ad esempio passano gli ioni Na + e K +, K + e C1 ~. Esistono anche proteine carrier che assicurano il trasporto di una sostanza attraverso la membrana cambiando la sua posizione in questa membrana; 3) adesivo: le proteine, insieme ai carboidrati, sono coinvolte nell'attuazione dell'adesione (adesione, incollaggio delle cellule durante reazioni immunitarie, combinando le cellule in strati e tessuti); 4) enzimatico: alcune proteine incorporate nella membrana fungono da catalizzatori per reazioni biochimiche, il cui decorso è possibile solo a contatto con le membrane cellulari; 5) meccanico: le proteine forniscono forza ed elasticità delle membrane, la loro connessione con il citoscheletro. Ad esempio, negli eritrociti, questo ruolo è svolto dalla proteina spettrina, che è attaccata alla superficie interna della membrana eritrocitaria sotto forma di una struttura a rete e ha una connessione con le proteine intracellulari che costituiscono il citoscheletro. Ciò conferisce elasticità agli eritrociti, la capacità di cambiare e ripristinare la forma durante il passaggio attraverso i capillari sanguigni.
I carboidrati costituiscono solo il 2-10% della massa della membrana, la loro quantità in cellule diverse variabile. Grazie ai carboidrati si svolgono alcuni tipi di interazioni intercellulari, partecipano al riconoscimento di antigeni estranei da parte della cellula e, insieme alle proteine, creano una sorta di struttura antigenica della membrana superficiale della propria cellula. Grazie a tali antigeni, le cellule si riconoscono l'un l'altra, si uniscono nel tessuto e si uniscono per un breve periodo per trasmettere molecole di segnalazione. I composti di proteine con zuccheri sono chiamati glicoproteine. Se i carboidrati sono combinati con i lipidi, tali molecole vengono chiamate glicolipidi.
A causa dell'interazione delle sostanze incluse nella membrana e del relativo ordine della loro disposizione, la membrana cellulare acquisisce un numero di proprietà e funzioni che non possono essere ridotte a una semplice somma delle proprietà delle sostanze che la compongono.
Funzioni delle membrane cellulari e meccanismi per la loro attuazione
Al principalefunzioni delle membrane cellulari attribuito alla creazione di una membrana (barriera) che separa il citosol da
^premendo ambiente, E demarcazione E la forma della cellula; sulla fornitura di contatti intercellulari, accompagnati da panie membrane (adesione). L'adesione intercellulare è importante ° Combino lo stesso tipo di cellule nel tessuto, la formazione di gis- ematico barriere, attuazione di reazioni immunitarie; E interazione con loro, così come la trasmissione di segnali nella cellula; 4) fornire proteine-enzimi di membrana per la catalisi biochimica reazioni, andando nello strato vicino alla membrana. Alcune di queste proteine fungono anche da recettori. Il legame del ligando allo stakimireceptor attiva le sue proprietà enzimatiche; 5) Garantire la polarizzazione della membrana, generando una differenza elettrico potenzialità tra outdoor E interno lato membrane; 6) creazione della specificità immunitaria della cellula dovuta alla presenza di antigeni nella struttura della membrana. Il ruolo degli antigeni, di regola, è svolto da sezioni di molecole proteiche che sporgono sopra la superficie della membrana e molecole di carboidrati ad esse associate. La specificità immunitaria è importante quando le cellule si combinano nel tessuto e interagiscono con le cellule di sorveglianza immunitaria nel corpo; 7) garantire la permeabilità selettiva delle sostanze attraverso la membrana e il loro trasporto tra il citosol e l'ambiente (vedi sotto).
L'elenco di cui sopra delle funzioni delle membrane cellulari indica che prendono una parte multiforme nei meccanismi di regolazione neuroumorale nel corpo. Senza la conoscenza di una serie di fenomeni e processi forniti dalle strutture a membrana, è impossibile comprenderne ed eseguirne consapevolmente alcuni procedure diagnostiche e attività medica. Ad esempio, per il corretto utilizzo di molte sostanze medicinali, è necessario sapere fino a che punto ciascuna di esse penetra dal sangue nel fluido tissutale e nel citosol.
diffondere e io e trasporto di sostanze attraverso cellulare membrane. La transizione delle sostanze attraverso le membrane cellulari viene effettuata a causa di tipi diversi diffusione o attivo
trasporto.
diffusione semplice viene effettuato a causa di gradienti di concentrazione di una certa sostanza, carica elettrica o pressione osmotica tra i lati della membrana cellulare. Ad esempio, il contenuto medio di ioni sodio nel plasma sanguigno è di 140 mM / le negli eritrociti - circa 12 volte meno. Questa differenza di concentrazione (gradiente) crea una forza motrice che assicura la transizione del sodio dal plasma ai globuli rossi. Tuttavia, il tasso di tale transizione è basso, poiché la membrana ha una permeabilità molto bassa per gli ioni Na + La permeabilità di questa membrana per il potassio è molto maggiore. L'energia del metabolismo cellulare non viene spesa per i processi di semplice diffusione. L'aumento della velocità di diffusione semplice è direttamente proporzionale al gradiente di concentrazione della sostanza tra i lati della membrana.
Diffusione facilitata, come quello semplice, segue un gradiente di concentrazione, ma differisce da quello semplice in quanto specifiche molecole di trasporto sono necessariamente coinvolte nel passaggio di una sostanza attraverso la membrana. Queste molecole permeano la membrana (possono formare canali) o almeno sono associate ad essa. La sostanza trasportata deve contattare il vettore. Successivamente, il trasportatore cambia la sua localizzazione nella membrana o la sua conformazione in modo tale da trasportare la sostanza dall'altra parte della membrana. Se la partecipazione di un portatore è necessaria per la transizione transmembrana di una sostanza, allora viene spesso usato il termine "diffusione" al posto del termine trasporto di una sostanza attraverso una membrana.
Con la diffusione facilitata (al contrario di quella semplice), se c'è un aumento del gradiente della concentrazione transmembrana di una sostanza, allora la velocità del suo passaggio attraverso la membrana aumenta solo finché non sono coinvolti tutti i portatori di membrana. Con un ulteriore aumento di tale pendenza, la velocità del trasporto rimarrà invariata; è chiamato fenomeno di saturazione. Esempi di trasporto di sostanze per diffusione facilitata sono: il trasferimento di glucosio dal sangue al cervello, il riassorbimento di aminoacidi e glucosio dall'urina primaria nel sangue nei tubuli renali.
Diffusione scambio - trasporto di sostanze, in cui può esserci uno scambio di molecole della stessa sostanza situate sui lati opposti della membrana. La concentrazione della sostanza su ciascun lato della membrana rimane invariata.
Una variazione della diffusione di scambio è lo scambio di una molecola di una sostanza con una o più molecole di un'altra sostanza. Ad esempio, nelle fibre muscolari lisce dei vasi sanguigni e dei bronchi, uno dei modi per rimuovere gli ioni Ca 2+ dalla cellula è scambiarli con ioni Na + extracellulari.Per tre ioni sodio in arrivo, uno ione calcio viene rimosso dal cellula. Viene creato un movimento interdipendente di sodio e calcio attraverso la membrana in direzioni opposte (questo tipo di trasporto è chiamato antiporto). Pertanto, la cellula viene liberata dall'eccesso di Ca 2+ , e questa è una condizione necessaria per il rilassamento della fibra muscolare liscia. La conoscenza dei meccanismi di trasporto di ioni attraverso le membrane e dei metodi per influenzare questo trasporto è una condizione indispensabile non solo per comprendere i meccanismi di regolazione delle funzioni vitali, ma anche giusta scelta medicinali per il trattamento di un gran numero di malattie ( ipertensione, asma bronchiale, aritmie cardiache, disturbi del metabolismo idrosalino, ecc.).
trasporto attivo differisce dal passivo in quanto va contro i gradienti di concentrazione di una sostanza, utilizzando l'energia dell'ATP, che si forma a causa del metabolismo cellulare. Grazie al trasporto attivo, le forze non solo della concentrazione ma anche del gradiente elettrico possono essere superate. Ad esempio, con il trasporto attivo di Na + dalla cellula, non viene superato solo il gradiente di concentrazione (all'esterno il contenuto di Na + è 10-15 volte superiore), ma anche la resistenza carica elettrica(all'esterno, la membrana cellulare nella stragrande maggioranza delle cellule è caricata positivamente, e questo crea una contrazione al rilascio di Na + caricato positivamente dalla cellula).
Il trasporto attivo di Na + è fornito dalla proteina Na + , K + ATPasi dipendente. In biochimica, la desinenza "aza" viene aggiunta al nome di una proteina se ha proprietà enzimatiche. Pertanto, il nome ATPasi Na + , K + -dipendente significa che questa sostanza è una proteina che scinde l'acido adenosina trifosforico solo se esiste un'interazione obbligatoria con gli ioni Na + e K + ioni sodio e il trasporto di due ioni potassio nel cellula.
Esistono anche proteine che trasportano attivamente ioni idrogeno, calcio e cloro. Nelle fibre muscolari scheletriche, l'ATPasi Ca 2+ -dipendente è incorporata nelle membrane del reticolo sarcoplasmatico, che forma contenitori intracellulari (cisterna, tubi longitudinali) che accumulano Ca 2+.La pompa del calcio, a causa dell'energia della scissione dell'ATP, trasferisce Ca 2+ dal sarcoplasma alle cisterne del reticolo e possono creare in esse una concentrazione di Ca + vicina a 1 (G 3 M, cioè 10.000 volte maggiore che nel sarcoplasma della fibra.
trasporto attivo secondario caratterizzato dal fatto che il trasferimento di una sostanza attraverso la membrana è dovuto al gradiente di concentrazione di un'altra sostanza per la quale esiste un meccanismo di trasporto attivo. Molto spesso, il trasporto attivo secondario avviene attraverso l'uso di un gradiente di sodio, ad es. Na + passa attraverso la membrana verso la sua concentrazione inferiore e trascina con sé un'altra sostanza. In questo caso, viene solitamente utilizzata una specifica proteina di trasporto incorporata nella membrana.
Ad esempio, il trasporto di aminoacidi e glucosio dall'urina primaria nel sangue, effettuato nella sezione iniziale dei tubuli renali, si verifica a causa del fatto che la proteina di trasporto della membrana tubulare l'epitelio si lega all'amminoacido e allo ione sodio, e solo allora cambia la sua posizione nella membrana in modo tale da trasferire l'amminoacido e il sodio al citoplasma. Per la presenza di tale trasporto è necessario che la concentrazione di sodio all'esterno della cellula sia molto più alta che all'interno.
Per comprendere i meccanismi di regolazione umorale nel corpo, è necessario conoscere non solo la struttura e la permeabilità delle membrane cellulari per varie sostanze, ma anche la struttura e la permeabilità di formazioni più complesse situate tra il sangue e i tessuti di vari organi.
Fisiologia delle barriere istoematiche (HGB). Le barriere istoematiche sono una combinazione di meccanismi morfologici, fisiologici e fisico-chimici che funzionano nel loro insieme e regolano le interazioni tra sangue e organi. Le barriere istoematiche sono coinvolte nella creazione dell'omeostasi del corpo e dei singoli organi. A causa della presenza di HGB, ogni organo vive nel proprio ambiente speciale, che può differire in modo significativo dal plasma sanguigno in termini di composizione dei singoli ingredienti. Esistono barriere particolarmente potenti tra il sangue e il cervello, il sangue e il tessuto delle gonadi, il sangue e l'umidità della camera dell'occhio. Il contatto diretto con il sangue ha uno strato barriera formato dall'endotelio dei capillari sanguigni, poi arriva la membrana basale con gli spericiti (strato intermedio) e poi le cellule avventizie di organi e tessuti (strato esterno). Le barriere istoematiche, cambiando la loro permeabilità a varie sostanze, possono limitare o facilitare la loro consegna all'organo. Per un certo numero di sostanze tossiche, sono impenetrabili. Questa è la loro funzione protettiva.
Barriera emato-encefalica (BBB) - è un insieme di strutture morfologiche, meccanismi fisiologici e fisico-chimici che funzionano nel loro insieme e regolano l'interazione tra sangue e tessuto cerebrale. La base morfologica del BBB è l'endotelio e la membrana basale dei capillari cerebrali, elementi interstiziali e glicocalice, neuroglia, le cui cellule peculiari (astrociti) coprono l'intera superficie del capillare con le loro gambe. I meccanismi di barriera includono anche i sistemi di trasporto dell'endotelio delle pareti dei capillari, tra cui pino- ed esocitosi, reticolo endoplasmatico, formazione di canali, sistemi enzimatici che modificano o distruggono le sostanze in entrata, nonché proteine che fungono da vettori. Nella struttura delle membrane endoteliali dei capillari cerebrali, così come in una serie di altri organi, sono state trovate proteine dell'acquaporina che creano canali che lasciano passare selettivamente le molecole d'acqua.
I capillari cerebrali differiscono dai capillari di altri organi in quanto le cellule endoteliali formano una parete continua. Nei punti di contatto, gli strati esterni delle cellule endoteliali si uniscono, formando le cosiddette giunzioni strette.
Tra le funzioni della BBB ci sono quelle protettive e regolamentari. Protegge il cervello dall'azione di sostanze estranee e tossiche, partecipa al trasporto di sostanze tra il sangue e il cervello e crea così l'omeostasi del fluido intercellulare del cervello e del liquido cerebrospinale.
La barriera emato-encefalica è selettivamente permeabile a varie sostanze. Alcune sostanze biologicamente attive (ad esempio le catecolamine) praticamente non attraversano questa barriera. L'eccezione è soltanto piccole aree della barriera al confine con la ghiandola pituitaria, l'epifisi e alcune aree dell'ipotalamo, dove la permeabilità della BEE per tutte le sostanze è elevata. In queste aree sono state trovate lacune o canali che penetrano nell'endotelio, attraverso i quali le sostanze del sangue penetrano nel fluido extracellulare del tessuto cerebrale o nei neuroni stessi.
L'elevata permeabilità del BBB in queste aree consente alle sostanze biologicamente attive di raggiungere quei neuroni dell'ipotalamo e delle cellule ghiandolari, su cui si chiude il circuito regolatore dei sistemi neuroendocrini del corpo.
Una caratteristica del funzionamento del BBB è la regolazione della permeabilità per le sostanze in modo adeguato alle condizioni prevalenti. La regolazione è dovuta a: 1) cambiamenti nell'area dei capillari aperti, 2) cambiamenti nella velocità del flusso sanguigno, 3) cambiamenti nello stato delle membrane cellulari e della sostanza intercellulare, attività dei sistemi enzimatici cellulari, pinot ed esocitosi.
Si ritiene che il BBB, pur creando un ostacolo significativo alla penetrazione di sostanze dal sangue nel cervello, allo stesso tempo passi bene queste sostanze nella direzione opposta dal cervello al sangue.
La permeabilità del BBB per varie sostanze varia notevolmente. Le sostanze liposolubili, di norma, penetrano più facilmente nel BBB rispetto alle sostanze idrosolubili. Relativamente facile da penetrare ossigeno, anidride carbonica, nicotina, etanolo, eroina, antibiotici liposolubili (cloramfenicolo, ecc.).
Il glucosio insolubile nei lipidi e alcuni aminoacidi essenziali non possono passare nel cervello per semplice diffusione. Sono riconosciuti e trasportati da corrieri speciali. Il sistema di trasporto è così specifico che distingue gli stereoisomeri del glucosio D e L. Il glucosio D viene trasportato, mentre il glucosio L non lo è. Questo trasporto è fornito da proteine di trasporto incorporate nella membrana. Il trasporto è insulino-insensibile, ma inibito dalla citocolasina B.
I grandi amminoacidi neutri (p. es., fenilalanina) vengono trasportati in modo simile.
C'è anche il trasporto attivo. Ad esempio, a causa del trasporto attivo contro i gradienti di concentrazione, vengono trasportati gli ioni Na + K +, l'amminoacido glicina, che agisce come mediatore inibitorio.
I materiali forniti caratterizzano i metodi di penetrazione di sostanze biologicamente importanti attraverso le barriere biologiche. Sono essenziali per comprendere l'umorale razioni nell'organismo.
Controllare le domande e le attività
Quali sono le condizioni fondamentali per mantenere l'attività vitale di un organismo?
Qual è l'interazione dell'organismo con l'ambiente esterno? Definire il concetto di adattamento all'ambiente di esistenza.
Qual è l'ambiente interno del corpo e dei suoi componenti?
Cos'è l'omeostasi e le costanti omeostatiche?
Nomina i limiti delle fluttuazioni delle costanti omeostatiche dure e plastiche. Definire il concetto dei loro ritmi circadiani.
Elenca i concetti più importanti della teoria della regolazione omeostatica.
7 Definire irritazione e irritanti. Come vengono classificati gli stimoli?
Qual è la differenza tra il concetto di "recettore" dal punto di vista biologico molecolare e morfofunzionale?
Definire il concetto di ligandi.
Cosa sono la regolazione fisiologica e la regolazione a circuito chiuso? Quali sono i suoi componenti?
Assegna un nome ai tipi e al ruolo del feedback.
Dare una definizione del concetto di set point della regolazione omeostatica.
Quali sono i livelli dei sistemi normativi?
Qual è l'unità e le caratteristiche distintive della regolazione nervosa e umorale nel corpo?
Quali sono i tipi di regolazione umorale? Dai loro una descrizione.
Qual è la struttura e le proprietà delle membrane cellulari?
17 Quali sono le funzioni delle membrane cellulari?
Cos'è la diffusione e il trasporto di sostanze attraverso le membrane cellulari?
Fornire una descrizione e fornire esempi di trasporto attivo di membrana.
Definire il concetto di barriere istoematiche.
Cos'è la barriera emato-encefalica e qual è il suo ruolo? T;
La regolazione nervosa viene effettuata dal sistema nervoso, dal cervello e dal midollo spinale attraverso i nervi che vengono forniti a tutti gli organi del nostro corpo. Il corpo è costantemente influenzato da determinati stimoli. Il corpo risponde a tutti questi stimoli con una certa attività o, come è consuetudine creare, le funzioni corporee si adattano alle condizioni ambientali in continua evoluzione. Pertanto, una diminuzione della temperatura dell'aria è accompagnata non solo da un restringimento dei vasi sanguigni, ma anche da un aumento del metabolismo nelle cellule e nei tessuti e, di conseguenza, da un aumento della generazione di calore. A causa di ciò, viene stabilito un certo equilibrio tra il trasferimento di calore e la generazione di calore, l'ipotermia del corpo non si verifica e viene mantenuta la costanza della temperatura corporea. L'irritazione alimentare delle papille gustative delle strisce della bocca provoca la separazione della saliva e di altri succhi digestivi. sotto l'influenza del quale avviene la digestione del cibo. Grazie a ciò, le sostanze necessarie entrano nelle cellule e nei tessuti e si stabilisce un certo equilibrio tra dissimilazione e assimilazione. Secondo questo principio, si verifica la regolazione di altre funzioni del corpo.
La regolazione nervosa è di natura riflessa. Vari stimoli sono percepiti dai recettori. L'eccitazione risultante dai recettori lungo i nervi sensoriali viene trasmessa al sistema nervoso centrale e da lì in avanti nervi motori- agli enti che svolgono determinate attività. Tali risposte del corpo agli stimoli effettuati attraverso il sistema nervoso centrale. chiamato riflessi. Viene chiamato il percorso lungo il quale viene trasmessa l'eccitazione durante un riflesso arco riflesso. I riflessi sono vari. IP Pavlov ha diviso tutti i riflessi in incondizionato e condizionato. I riflessi incondizionati sono riflessi congeniti che vengono ereditati. Un esempio di tali riflessi sono i riflessi vasomotori (costrizione o espansione dei vasi sanguigni in risposta all'irritazione della pelle con il freddo o il caldo), il riflesso della salivazione (saliva quando le papille gustative sono irritate dal cibo) e molti altri.
I riflessi condizionati sono riflessi acquisiti, si sviluppano durante la vita di un animale o di una persona. Questi riflessi si verificano
solo in determinate condizioni e può scomparire. Un esempio di riflessi condizionati è la separazione della saliva alla vista del cibo, quando si annusa il cibo e in una persona anche quando ne parla.
La regolazione umorale (Humor - liquido) viene effettuata attraverso il sangue e altri liquidi e, costituendo l'ambiente interno del corpo, varie sostanze chimiche che vengono prodotte nel corpo stesso o provengono dall'ambiente esterno. Esempi di tali sostanze sono gli ormoni secreti dalle ghiandole endocrine e le vitamine che entrano nel corpo con il cibo. Le sostanze chimiche sono trasportate dal sangue in tutto il corpo e influenzano varie funzioni, in particolare il metabolismo nelle cellule e nei tessuti. Inoltre, ogni sostanza influisce su un determinato processo che si verifica in un particolare organo.
I meccanismi nervosi e humoral di regolazione di funzioni sono interconnessi. Pertanto, il sistema nervoso esercita un'influenza regolatrice sugli organi non solo direttamente attraverso i nervi, ma anche attraverso le ghiandole endocrine, modificando l'intensità della formazione di ormoni in questi organi e il loro ingresso nel sangue.
A loro volta, molti ormoni e altre sostanze influenzano il sistema nervoso.
In un organismo vivente, la regolazione nervosa e umorale di varie funzioni viene effettuata secondo il principio dell'autoregolazione, ad es. automaticamente. Secondo questo principio di regolazione, la pressione sanguigna, la costanza della composizione e delle proprietà fisico-chimiche del sangue e la temperatura corporea vengono mantenute a un certo livello. il metabolismo, l'attività del cuore, dei sistemi respiratori e di altri organi durante il lavoro fisico, ecc. cambiano in modo strettamente coordinato.
A causa di ciò, vengono mantenute alcune condizioni relativamente costanti in cui procede l'attività delle cellule e dei tessuti del corpo, o in altre parole, viene mantenuta la costanza dell'ambiente interno.
Va notato che nell'uomo il sistema nervoso svolge un ruolo di primo piano nella regolazione dell'attività vitale del corpo.
Pertanto, il corpo umano è un sistema biologico unico, integrale, complesso, autoregolante e autosviluppante con determinate capacità di riserva. In cui
sapere che la capacità di eseguire lavoro fisico può aumentare molte volte, ma fino a un certo limite. Mentre l'attività mentale in realtà non ha restrizioni nel suo sviluppo.
L'attività muscolare sistematica consente, migliorando le funzioni fisiologiche, di mobilitare le riserve del corpo, la cui esistenza molti non conoscono nemmeno. Va notato che esiste un processo inverso, una diminuzione delle capacità funzionali del corpo e un invecchiamento accelerato con una diminuzione dell'attività fisica.
Nel corso degli esercizi fisici migliorano l'attività nervosa superiore e le funzioni del sistema nervoso centrale. neuromuscolare. sistemi cardiovascolare, respiratorio, escretore e di altro tipo, metabolismo ed energia, nonché il sistema della loro regolazione neuroumorale.
Il corpo umano, utilizzando le proprietà di autoregolazione dei processi interni sotto influenza esterna, realizza la proprietà più importante: l'adattamento alle mutevoli condizioni esterne, che è un fattore determinante nella capacità di sviluppare qualità fisiche e capacità motorie durante l'allenamento.
Consideriamo più in dettaglio la natura dei cambiamenti fisiologici nel processo di allenamento.
L'attività fisica porta a diversi cambiamenti nel metabolismo, la cui natura dipende dalla durata, dalla potenza del lavoro e dal numero di muscoli coinvolti. Durante l'esercizio predominano i processi catabolici, la mobilizzazione e l'uso di substrati energetici e si accumulano prodotti metabolici intermedi. Il periodo di riposo è caratterizzato dalla predominanza dei processi anabolici, dall'accumulo di una riserva nutrienti potenziamento della sintesi proteica.
Il tasso di recupero dipende dall'entità dei cambiamenti che si verificano durante il funzionamento, ovvero dall'entità del carico.
Durante il periodo di riposo vengono eliminati i cambiamenti metabolici che si sono verificati durante l'attività muscolare. Se durante l'attività fisica predominano i processi catabolici, la mobilizzazione e l'uso di substrati energetici, vi è un accumulo di prodotti metabolici intermedi, allora il periodo di riposo è caratterizzato dalla predominanza dei processi anabolici, dall'accumulo di una riserva di nutrienti e dall'aumento della sintesi proteica.
Nel periodo post-lavorativo aumenta l'intensità dell'ossidazione aerobica, aumenta il consumo di ossigeno, ad es. il debito di ossigeno viene eliminato. Il substrato per l'ossidazione sono i prodotti metabolici intermedi formati durante l'attività muscolare, acido lattico, corpi chetonici, chetoacidi. Le riserve di carboidrati durante il lavoro fisico, di norma, sono significativamente ridotte, quindi gli acidi grassi diventano il principale substrato per l'ossidazione. A causa del maggiore utilizzo di lipidi durante il periodo di recupero, il quoziente respiratorio diminuisce.
Il periodo di recupero è caratterizzato da una maggiore biosintesi proteica, che viene inibita durante il lavoro fisico, e aumenta anche la formazione e l'escrezione dei prodotti finali del metabolismo proteico (urea, ecc.) Dal corpo.
Il tasso di recupero dipende dall'entità dei cambiamenti che si verificano durante il funzionamento, ad es. sull'entità del carico, che è schematicamente mostrato in Fig. 1
Fig.1 Schema dei processi di spesa e recupero delle fonti
energia durante l'attività muscolare di intensità militare
Il recupero dei cambiamenti che si verificano sotto l'influenza di carichi di bassa e media intensità è più lento rispetto a carichi di maggiore ed estrema intensità, il che è spiegato da cambiamenti più profondi durante il periodo di lavoro. Dopo carichi di intensità aumentati, il tasso metabolico osservato, le sostanze non solo raggiungono il livello iniziale, ma lo superano. Questo aumento sopra il livello iniziale è chiamato oltre il recupero (super compenso). Viene registrato solo quando il carico supera un certo livello di valore, ad es. quando i conseguenti cambiamenti nel metabolismo influenzano l'apparato genetico della cellula. La gravità del recupero eccessivo e la sua durata dipendono direttamente dall'intensità del carico.
Il fenomeno della sopraffazione è un importante meccanismo di adattamento (di un organo) al mutare delle condizioni di funzionamento ed è importante per comprendere i fondamenti biochimici dell'allenamento sportivo. Va notato che come schema biologico generale, si estende non solo all'accumulo di materiale energetico, ma anche alla sintesi di proteine, che, in particolare, si manifesta sotto forma di ipertrofia lavorativa dei muscoli scheletrici, il muscolo cardiaco . Dopo un carico intenso, la sintesi di un numero di enzimi (induzione enzimatica) aumenta, la concentrazione di creatina fosfato, la mioglobina aumenta e si verificano una serie di altri cambiamenti.
È stato stabilito che l'attività muscolare attiva provoca un aumento dell'attività del sistema cardiovascolare, respiratorio e di altri sistemi corporei. In ogni attività umana, tutti gli organi e i sistemi del corpo agiscono di concerto, in stretta unità. Questa relazione viene effettuata con l'aiuto del sistema nervoso e della regolazione umorale (fluida).
Il sistema nervoso regola l'attività del corpo attraverso impulsi bioelettrici. I principali processi nervosi sono l'eccitazione e l'inibizione che si verificano nelle cellule nervose. Eccitazione- lo stato attivo delle cellule nervose, quando trasmettono il limo, esse stesse dirigono gli impulsi nervosi ad altre cellule: nervose, muscolari, ghiandolari e altre. Frenata- lo stato delle cellule nervose, quando la loro attività è finalizzata al recupero.Il sonno, ad esempio, è uno stato del sistema nervoso, quando la stragrande maggioranza delle cellule nervose del sistema nervoso centrale è inibita.
La regolazione umorale viene effettuata attraverso il sangue per mezzo di speciali sostanze chimiche (ormoni) secrete dalle ghiandole endocrine, il rapporto di concentrazione CO2 e O2 attraverso altri meccanismi. Ad esempio, nello stato di pre-inizio, quando è prevista un'intensa attività fisica, le ghiandole endocrine (ghiandole surrenali) secernono nel sangue uno speciale ormone, l'adrenalina, che aiuta a migliorare l'attività del sistema cardiovascolare.
La regolazione umorale e nervosa si svolgono in unità. Il ruolo di primo piano è assegnato al sistema nervoso centrale, il cervello, che è, per così dire, la sede centrale per il controllo dell'attività vitale dell'organismo.
L'unità e l'integrità dell'intero organismo, tutte le sue funzioni sono assicurate dall'azione dei meccanismi regolatori. Uno di questi - il meccanismo di regolazione umorale, o chimico, è apparso in una fase iniziale dello sviluppo degli esseri viventi. La sua essenza sta nel fatto che nelle cellule e negli organi, a seguito di processi metabolici, si formano alcuni prodotti di scissione e sintesi. Differiscono in Composizione chimica, per azione fisiologica. Alcune di queste sostanze hanno una grande attività fisiologica, ad es. in concentrazioni molto piccole, possono causare cambiamenti significativi nell'attività vitale del corpo (ad esempio, ormoni).
Le sostanze chimiche sono trasportate dal sangue in tutto il corpo, per cui possono colpire cellule e tessuti distanti da quelli in cui si sono formate. Le sostanze che circolano nel sangue sono indirizzate a tutte le cellule. Ma alcune cellule sono più sensibili a certe sostanze, mentre altre sono più sensibili ad altre; La base della regolazione umorale è la sensibilità selettiva delle cellule e dei tessuti. Carenza o eccesso di determinate sostanze natura chimica può opprimere, rallentare l'attività di alcuni organi e attivare il lavoro di altri.
Caratteristiche della regolazione umorale:
- 1. non ha un destinatario esatto - con la corrente dei fluidi biologici, le sostanze possono essere consegnate a qualsiasi cellula del corpo;
- 2. la velocità di consegna delle informazioni è bassa - determinata dalla portata dei fluidi biologici - 0,5-5 m/s;
- 3. durata dell'azione.
Il secondo meccanismo regolatore, apparso in una fase successiva dello sviluppo degli esseri viventi, è il meccanismo nervoso. Unisce, coordina, regola l'attività di varie cellule, tessuti, organi, adattandoli alle condizioni esterne della vita dell'organismo e mantiene l'equilibrio dell'ambiente interno - l'omeostasi.
Il meccanismo nervoso come mezzo di controllo, la trasmissione di informazioni utilizza potenziali di eccitazione (PD, impulsi), che sono combinati in determinati schemi ("schemi" di eccitazione) in frequenza, fissati in "pacchi", caratteristiche degli intervalli di impulso e codificano informazione necessaria. È stato dimostrato che i modelli di eccitazione dei neuroni ipotalamici durante la formazione della motivazione della fame sono specifici e differiscono significativamente dai modelli di eccitazione altrettanto specifici dei neuroni responsabili della formazione della motivazione della sete.
Caratteristiche della regolazione nervosa:
- 1. ha un destinatario esatto: i segnali vengono inviati a organi e tessuti rigorosamente definiti;
- 2. alta velocità di consegna delle informazioni - velocità di trasmissione dell'impulso nervoso - fino a 120 m/s;
- 3. breve durata d'azione.
In condizioni naturali, i meccanismi nervoso e umorale funzionano come un unico meccanismo di controllo neuroumorale.
Il meccanismo di controllo neuroumorale è una forma combinata in cui i meccanismi umorali e neurali sono usati simultaneamente; entrambi sono interconnessi e interdipendenti. Quindi, il trasferimento delle azioni di controllo dal nervo alle strutture innervate viene effettuato con l'aiuto di mediatori chimici - mediatori che agiscono su specifici recettori. Una connessione ancora più stretta e complessa è stata trovata in alcuni nuclei dell'ipotalamo. Le cellule nervose di questi nuclei entrano in uno stato attivo quando cambiano i parametri chimici e fisico-chimici del sangue. L'attività di queste cellule provoca la formazione e il rilascio fattori chimici, stimolando il ripristino delle caratteristiche originarie del sangue. Sì, su pressione osmotica plasma sanguigno, reagiscono speciali cellule nervose del nucleo sopraottico dell'ipotalamo, la cui attività porta al rilascio di ormone antidiuretico nel sangue, che migliora il riassorbimento dell'acqua nei reni, che provoca una diminuzione della pressione osmotica.
L'interazione dei meccanismi umorali e nervosi crea un'opzione di controllo integrativo che può fornire un adeguato cambiamento nelle funzioni dal livello cellulare a quello dell'organismo quando l'ambiente esterno e interno cambia.
La base del meccanismo nervoso di controllo è il riflesso - reattività organismo ai cambiamenti nell'ambiente interno ed esterno, effettuati con la partecipazione del sistema nervoso centrale. Il controllo attraverso i riflessi comporta l'uso di due forme.
I riflessi locali vengono effettuati attraverso i gangli del sistema nervoso autonomo, che sono considerati come centri nervosi portati alla periferia. I riflessi locali controllano, ad esempio, le funzioni motorie e secretorie dell'intestino tenue e crasso.
I riflessi centrali procedono con coinvolgimento obbligatorio vari livelli sistema nervoso centrale (dal midollo spinale alla corteccia grande cervello). Un esempio di tali riflessi è la secrezione di saliva quando i recettori della cavità orale sono irritati, l'abbassamento della palpebra quando la sclera dell'occhio è irritata, il ritiro della mano quando la pelle delle dita è irritata, ecc.
In condizioni naturali, i meccanismi nervoso e umorale sono uniti e, formando un meccanismo neuroumorale, si realizzano in varie combinazioni che garantiscono in modo più completo un adeguato equilibrio dell'organismo con l'ambiente. Ad esempio, sostanze fisiologicamente attive, entrando nel sangue, portano informazioni al sistema nervoso centrale sulla deviazione di qualsiasi funzione. Sotto l'influenza di queste informazioni, si forma un flusso di impulsi nervosi di controllo verso gli effettori per correggere la deviazione.
In altri casi, il flusso di informazioni nel sistema nervoso centrale attraverso i canali nervosi porta al rilascio di ormoni che correggono le deviazioni che si sono verificate. Il meccanismo neuroumorale crea connessioni circolari multi-link nei processi di controllo, dove varie forme del meccanismo umorale vengono sostituite e integrate da quelle nervose, e queste ultime assicurano l'inclusione di quelle umorali.
La regolazione nervosa e umorale si basa sul principio di una connessione circolare, che è stata indicata come una priorità nei sistemi biologici dal fisiologo sovietico P.K. Anokhin. A sua volta, questo principio è la base dell'autoregolazione del corpo.
