La regolazione delle funzioni nel corpo è nervosa e umorale. Cosa sono gli ormoni? Struttura della ghiandola tiroidea

Gli antipiretici per i bambini sono prescritti da un pediatra. Ma ci sono situazioni di emergenza con la febbre in cui il bambino ha bisogno di ricevere immediatamente medicine. Quindi i genitori si assumono la responsabilità e usano farmaci antipiretici. Cosa è consentito dare ai neonati? Come abbassare la temperatura nei bambini più grandi? Quali farmaci sono i più sicuri?

I meccanismi di regolazione delle funzioni fisiologiche sono tradizionalmente suddivisi in nervosi e umorali, sebbene in realtà formino un unico sistema regolatore che garantisce il mantenimento dell'omeostasi e dell'attività adattativa dell'organismo. Questi meccanismi hanno numerose connessioni sia a livello di funzionamento dei centri nervosi che nella trasmissione delle informazioni del segnale alle strutture effettrici. Basti dire che quando il riflesso più semplice viene implementato come meccanismo elementare di regolazione nervosa, la trasmissione della segnalazione da una cellula all'altra viene effettuata attraverso fattori umorali: neurotrasmettitori. La sensibilità dei recettori sensoriali all'azione degli stimoli e lo stato funzionale dei neuroni cambia sotto l'influenza di ormoni, neurotrasmettitori, una serie di altre sostanze biologicamente attive, nonché i metaboliti più semplici e gli ioni minerali (K+, Na+, Ca-+ , C1~). A sua volta, il sistema nervoso può avviare o correggere le regolazioni umorali. La regolazione umorale nel corpo è sotto controllo sistemi nervosi S.

I meccanismi umorali sono filogeneticamente più antichi; sono presenti anche negli animali unicellulari e acquisiscono grande diversità negli animali multicellulari e soprattutto nell'uomo.

I meccanismi di regolazione nervosa si sono formati filogeneticamente e si formano gradualmente durante l'ontogenesi umana. Tali regolazioni sono possibili solo nelle strutture multicellulari che hanno cellule nervose unite in catene e componenti nervosi archi riflessi.

La regolazione umorale viene effettuata mediante la distribuzione di molecole di segnalazione nei fluidi corporei secondo il principio di "tutti, tutti, tutti" o il principio della "comunicazione radio".

La regolamentazione nervosa viene effettuata secondo il principio della "lettera con indirizzo" o "comunicazione telegrafica". La segnalazione viene trasmessa dai centri nervosi a strutture rigorosamente definite, ad esempio a fibre muscolari precisamente definite o ai loro gruppi in un muscolo specifico. Solo in questo caso sono possibili movimenti umani mirati e coordinati.

La regolazione umorale, di regola, avviene più lentamente della regolazione nervosa. La velocità di trasmissione del segnale (potenziale d'azione) nelle fibre nervose veloci raggiunge i 120 m/s, mentre la velocità di trasporto di una molecola segnale con il flusso sanguigno nelle arterie è circa 200 volte inferiore e nei capillari è migliaia di volte inferiore.

L'arrivo di un impulso nervoso all'organo effettore provoca quasi istantaneamente un effetto fisiologico (ad esempio la contrazione del muscolo scheletrico). La risposta a molti segnali ormonali è più lenta. Ad esempio, la manifestazione di una risposta all'azione degli ormoni ghiandola tiroidea e la corteccia surrenale si verifica dopo decine di minuti e persino ore.

I meccanismi umorali sono di primaria importanza nella regolazione dei processi metabolici, della velocità divisione cellulare, crescita e specializzazione dei tessuti, pubertà, adattamento alle mutevoli condizioni ambientali.

Il sistema nervoso in un corpo sano influenza tutte le regolazioni umorali e le corregge. Allo stesso tempo, il sistema nervoso ha le sue funzioni specifiche. Regola i processi vitali che richiedono reazioni rapide, garantisce la percezione dei segnali provenienti dai recettori sensoriali degli organi di senso, della pelle e organi interni. Regola il tono e le contrazioni muscoli scheletrici, che assicurano il mantenimento della postura e il movimento del corpo nello spazio. Il sistema nervoso ne fornisce la manifestazione funzioni mentali, in quanto sensazione, emozioni, motivazione, memoria, pensiero, coscienza, regola le reazioni comportamentali volte a ottenere un risultato adattivo utile.

La regolazione umorale si divide in endocrina e locale. La regolazione endocrina viene effettuata grazie al funzionamento delle ghiandole endocrine (ghiandole endocrine), che sono organi specializzati che secernono ormoni.

Una caratteristica distintiva della regolazione umorale locale è che le sostanze biologicamente attive prodotte dalla cellula non entrano nel flusso sanguigno, ma agiscono sulla cellula producendole e sul suo ambiente immediato, diffondendosi per diffusione attraverso il fluido intercellulare. Tali regolazioni sono suddivise in regolazione del metabolismo nella cellula dovuto a metaboliti, autocrina, paracrina, iuxtacrina e interazioni attraverso contatti intercellulari. In tutte le regolazioni umorali effettuate con la partecipazione di specifiche molecole segnale, ruolo importante giocano sulle membrane cellulari ed intracellulari.

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(Dalla parola latina umorismo - "liquido") viene effettuato a causa di sostanze rilasciate nell'ambiente interno del corpo (linfa, sangue, fluido tissutale). Si tratta di un sistema di regolazione più antico rispetto al sistema nervoso.

Esempi di regolazione umorale:

adrenalina (ormone)
istamina (ormone tissutale)
anidride carbonica dentro alta concentrazione(formato durante il lavoro fisico attivo)

provoca l'espansione locale dei capillari, più sangue scorre in questo luogo
stimola il centro respiratorio del midollo allungato, la respirazione si intensifica

Confronto tra regolazione nervosa e umorale

Per velocità di lavoro: la regolazione nervosa è molto più veloce: le sostanze si muovono insieme al sangue (l'effetto si verifica dopo 30 secondi), gli impulsi nervosi si verificano quasi istantaneamente (decimi di secondo).
Per durata del lavoro:regolazione umorale può agire molto più a lungo (mentre la sostanza è nel sangue), l'impulso nervoso agisce per un breve periodo.
Per scala di impatto: la regolazione umorale opera su scala più ampia, perché
Regolazione umorale

le sostanze chimiche vengono trasportate dal sangue in tutto il corpo, la regolazione nervosa agisce precisamente su un organo o parte di un organo.

Pertanto, è vantaggioso utilizzare la regolazione nervosa per una regolazione rapida e precisa e la regolazione umorale per una regolazione a lungo termine e su larga scala.

Relazione regolazione nervosa e umorale: le sostanze chimiche colpiscono tutti gli organi, compreso il sistema nervoso; i nervi vanno a tutti gli organi, comprese le ghiandole endocrine.

Coordinazione La regolazione nervosa e umorale viene effettuata dal sistema ipotalamo-ipofisario, quindi possiamo parlare di una regolazione neuroumorale unificata delle funzioni corporee.

Parte principale. Il sistema ipotalamo-ipofisi è il centro più alto della regolazione neuroumorale

Introduzione.

Il sistema ipotalamo-ipofisi è il centro più alto di regolazione neuroumorale del corpo. In particolare, i neuroni ipotalamici hanno proprietà uniche: secernere ormoni in risposta alla PD e generare PD (simile alla PD quando l'eccitazione sorge e si diffonde) in risposta alla secrezione dell'ormone, cioè hanno le proprietà sia delle cellule secretrici che nervose a livello contemporaneamente. Ciò determina la connessione tra il sistema nervoso e il sistema endocrino.

Dal corso di morfologia e dalle lezioni pratiche di fisiologia, siamo ben consapevoli della posizione della ghiandola pituitaria e dell'ipotalamo, nonché della loro stretta connessione tra loro. Non ci soffermeremo quindi sull'organizzazione anatomica di questa struttura, ma passeremo direttamente all'organizzazione funzionale.

Parte principale

La principale ghiandola endocrina è la ghiandola pituitaria - la ghiandola delle ghiandole, il conduttore della regolazione umorale nel corpo. La ghiandola pituitaria è divisa in 3 parti anatomiche e funzionali:

1. Il lobo anteriore o adenoipofisi - è costituito principalmente da cellule secretorie che secernono ormoni tropici. Il lavoro di queste cellule è regolato dal lavoro dell'ipotalamo.

2. Lobo posteriore o neuroipofisi - costituito da assoni di cellule nervose dell'ipotalamo e vasi sanguigni.

3. Questi lobi sono separati dal lobo intermedio della ghiandola pituitaria, che nell'uomo è ridotto, ma è comunque in grado di produrre l'ormone intermedina (ormone stimolante i melanociti). Questo ormone viene rilasciato negli esseri umani in risposta a intensa irritazione luce dalla retina e attiva le cellule dello strato di pigmento nero nell'occhio, proteggendo la retina dai danni.

Il funzionamento dell'intera ghiandola pituitaria è regolato dall'ipotalamo. L'adenoipofisi è soggetta al lavoro degli ormoni tropici secreti dalla ghiandola pituitaria: fattori di rilascio e fattori inibitori secondo una nomenclatura, o liberine e statine secondo un'altra. Le liberine o fattori di rilascio stimolano e le statine o fattori inibitori inibiscono la produzione dell'ormone corrispondente nell'adenoipofisi. Questi ormoni entrano nella ghiandola pituitaria anteriore attraverso i vasi portali. Nella regione ipotalamica attorno a questi capillari si forma una rete neurale, formata da processi di cellule nervose che formano sinapsi neuro-capillari sui capillari. Il deflusso del sangue da questi vasi va direttamente all'adenoipofisi, portando con sé gli ormoni ipotalamici. La neuroipofisi ha un diretto connessione neurale con i nuclei dell'ipotalamo, lungo gli assoni delle cellule nervose i cui ormoni vengono trasportati al lobo posteriore della ghiandola pituitaria. Lì vengono immagazzinati nei terminali estesi degli assoni e da lì entrano nel sangue quando la PD viene generata dai corrispondenti neuroni dell'ipotalamo.

Per quanto riguarda la regolazione del lobo posteriore dell'ipofisi, va detto che gli ormoni da essa secreti sono prodotti nei nuclei sopraottico e paraventricolare dell'ipotalamo e vengono trasportati alla neuroipofisi mediante trasporto assonale in granuli di trasporto.

È anche importante notare che la dipendenza dell'ipofisi dall'ipotalamo è dimostrata dal trapianto dell'ipofisi sul collo. In questo caso, smette di secernere gli ormoni tropici.

Ora parliamo degli ormoni secreti dalla ghiandola pituitaria.

Neuroipofisi produce solo 2 ormoni, ossitocina e ADH (ormone antidiuretico) o vasopressina (preferibilmente ADH, perché questo nome riflette meglio l'azione dell'ormone). Entrambi gli ormoni sono sintetizzati sia nel nucleo sopraottico che in quello paraventricolare, ma ciascun neurone sintetizza un solo ormone.

ADH– organo bersaglio – reni (in concentrazioni molto elevate colpisce i vasi sanguigni, aumentando la pressione sanguigna, e nel sistema portale del fegato, riducendola; importante per grande perdita di sangue), con la secrezione di ADH, i dotti collettori dei reni diventano permeabili all'acqua, il che aumenta il riassorbimento e, in sua assenza, il riassorbimento è minimo e praticamente assente. L'alcol riduce la produzione di ADH, motivo per cui aumenta la diuresi, si verifica la perdita d'acqua, da qui la cosiddetta sindrome da sbornia (o nel linguaggio comune - secchezza). Possiamo anche dire che in condizioni di iperosmolarità (quando la concentrazione di sale nel sangue è elevata), viene stimolata la produzione di ADH, che garantisce una minima perdita di acqua (si forma urina concentrata). Al contrario, in condizioni di ipoosmolarità, l’ADH aumenta la diuresi (viene prodotta urina diluita). Di conseguenza, possiamo dire della presenza di osmo e barocettori che controllano la pressione osmotica e la pressione sanguigna (pressione arteriosa). Gli osmocettori sono probabilmente localizzati nell'ipotalamo stesso, nella neuroipofisi e nei vasi portali del fegato. I barocettori si trovano nell'arteria carotide e nel bulbo aortico, nonché nella regione toracica e nell'atrio, dove la pressione è minima. Regolare la pressione sanguigna in posizione orizzontale e verticale.

Patologia. Quando la secrezione di ADH è compromessa, si sviluppa diabete insipido – un gran numero di minzione e l'urina non ha un sapore dolce. In precedenza, avevano effettivamente assaggiato l'urina e fatto una diagnosi: se era dolce, era diabete, se non lo era, diabete insipido.

Ossitocina– organi bersaglio – miometrio e mioepitelio della ghiandola mammaria.

1. Mioepitelio della ghiandola mammaria: dopo il parto, il latte inizia a essere rilasciato entro 24 ore. I capezzoli del seno diventano molto irritati durante l'atto della suzione. L'irritazione arriva al cervello, dove viene stimolato il rilascio di ossitocina, che colpisce il mioepitelio della ghiandola mammaria. Questo è un epitelio muscolare situato paraalveolare e, quando si contrae, spreme il latte fuori dalla ghiandola mammaria. L'allattamento si interrompe più lentamente in presenza di un bambino che in sua assenza.

2. Miometrio: quando la cervice e la vagina sono irritate, viene stimolata la produzione di ossitocina, che fa contrarre il miometrio, spingendo il feto verso la cervice, dai cui meccanorecettori l'irritazione entra nuovamente nel cervello e stimola una produzione ancora maggiore di ossitocina. Questo processo alla fine progredisce fino al parto.

Un fatto interessante è che l’ossitocina viene rilasciata anche negli uomini, ma il suo ruolo non è chiaro. Forse stimola il muscolo che solleva il testicolo durante l'eiaculazione.

Adenoipofisi. Indichiamo subito il momento patologico nella filogenesi dell'adenoipofisi. Durante l'embriogenesi si forma nella zona della cavità orale primaria, per poi spostarsi nella sella turcica. Ciò potrebbe far sì che le particelle rimangano sul percorso del movimento. tessuto nervoso, che durante la vita può iniziare a svilupparsi come ectoderma e dare origine a processi tumorali nella zona della testa. L'adenoipofisi stessa ha un'origine epitelio ghiandolare(riflesso nel titolo).

L'adenoipofisi secerne 6 ormoni(mostrato nella tabella).

Ormoni glandotropici- Questi sono gli ormoni i cui organi bersaglio sono le ghiandole endocrine. Il rilascio di questi ormoni stimola l'attività delle ghiandole.

Ormoni gonadotropi– ormoni che stimolano il funzionamento delle gonadi (organi genitali). L'FSH stimola la maturazione dei follicoli nelle ovaie nelle donne e la maturazione degli spermatozoi negli uomini. E LH (la luteina è un pigmento appartenente al gruppo dei carotenoidi contenenti ossigeno - xantofille; xanthos - giallo) provoca l'ovulazione e la formazione del corpo luteo nelle donne, e negli uomini stimola la sintesi del testosterone nelle cellule interstiziali di Leydig.

Ormoni effettori– colpiscono l’intero organismo nel suo insieme o i suoi sistemi. Prolattina coinvolti nell’allattamento; altre funzioni sono probabilmente presenti ma non note nell’uomo.

Secrezione somatotropina causato dai seguenti fattori: ipoglicemia da digiuno, alcuni tipi di stress, lavoro fisico. L'ormone viene secreto durante il sonno profondo e, inoltre, occasionalmente viene secreto dalla ghiandola pituitaria grandi quantità di questo ormone in assenza di stimolazione. L'ormone influenza indirettamente la crescita, provocando la formazione di ormoni epatici - somatomedine. Colpiscono il tessuto osseo e cartilagineo, favorendo il loro assorbimento di ioni inorganici. Il principale è somatomedina C, stimolando la sintesi proteica in tutte le cellule del corpo. L'ormone influenza direttamente il metabolismo mobilizzandosi acido grasso dalle riserve di grasso, favorendo l'ingresso di materiale energetico aggiuntivo nel sangue. Attiro l'attenzione delle ragazze sul fatto che la produzione di somatotropina è stimolata dall'attività fisica e la somatotropina ha un effetto lipomobilizzante. Sul metabolismo dei carboidrati, il GH ha due effetti opposti. Un giorno dopo la somministrazione dell'ormone della crescita, la concentrazione di glucosio nel sangue diminuisce drasticamente (effetto insulino-simile della somatomedina C), ma poi la concentrazione di glucosio inizia ad aumentare a causa dell'effetto diretto del GH sul tessuto adiposo e sul glicogeno . Allo stesso tempo inibisce l'assorbimento del glucosio da parte delle cellule. Esiste quindi un effetto diabetogeno. L'ipofunzione provoca nanismo normale, gigantismo iperfunzionale nei bambini e acromegalia negli adulti.

La regolazione della secrezione ormonale da parte della ghiandola pituitaria, come si è scoperto, è più difficile del previsto. In precedenza, si credeva che ciascun ormone avesse la propria liberina e statina.

Ma si è scoperto che la secrezione di alcuni ormoni è stimolata solo dalla liberina, mentre la secrezione di altri due è stimolata solo dalla liberina (vedi tabella 17.2).

Gli ormoni ipotalamici vengono sintetizzati attraverso la presenza di AP sui neuroni nucleari. Le malattie più forti provengono dal mesencefalo e dal sistema limbico, in particolare dall'ippocampo e dall'amigdala attraverso i neuroni noradrenergici, adrenergici e serotoninergici. Ciò consente di integrare le influenze esterne ed interne e lo stato emotivo con la regolazione neuroendocrina.

Conclusione

Resta solo da dire che un sistema così complesso deve funzionare come un orologio. E il minimo fallimento può portare alla distruzione dell'intero corpo. Non per niente si dice: “Tutte le malattie vengono dai nervi”.

Riferimenti

1. Ed. Schmidt, Fisiologia umana, 2° volume, p.389

2. Kositsky, Fisiologia umana, pagina 183

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Meccanismi umorali che regolano le funzioni fisiologiche dell'organismo

Nel processo di evoluzione, i primi meccanismi di regolazione umorale si sono formati. Sono sorti nella fase in cui sono comparsi il sangue e la circolazione. Regolazione umorale (dal latino umorismo- liquido), questo è un meccanismo per coordinare i processi vitali del corpo, effettuato attraverso mezzi liquidi: sangue, linfa, liquido interstiziale e citoplasma cellulare con l'aiuto di sostanze biologicamente attive. Gli ormoni svolgono un ruolo importante nella regolazione umorale. Negli animali e negli esseri umani altamente sviluppati, la regolazione umorale è subordinata alla regolazione nervosa, insieme alla quale formano un sistema unificato di regolazione neuroumorale, garantendo funzionamento normale corpo.

I liquidi corporei sono:

— extravasar (fluido intracellulare e interstiziale);

— intravasar (sangue e linfa)

- specializzato (liquido cerebrospinale - liquido cerebrospinale nei ventricoli del cervello, liquido sinoviale - lubrificazione delle capsule articolari, mezzi liquidi bulbo oculare e orecchio interno).

Tutti i processi vitali fondamentali, tutte le fasi sono sotto il controllo degli ormoni. sviluppo individuale, tutti i tipi di metabolismo cellulare.

Le seguenti sostanze biologicamente attive partecipano alla regolazione umorale:

— vitamine, amminoacidi, elettroliti, ecc. forniti con gli alimenti;

- prodotto ghiandole endocrine ormoni;

— CO2, ammine e mediatori formati nel processo di metabolismo;

- sostanze tissutali - prostaglandine, chinine, peptidi.

Ormoni. I più importanti regolatori chimici specializzati sono gli ormoni. Sono prodotti nelle ghiandole endocrine (ghiandole endocrine, dal greco. endo- dentro, krino- evidenziare).

Esistono due tipi di ghiandole endocrine:

- a funzione mista - secrezione interna ed esterna, questo gruppo comprende le ghiandole sessuali (gonadi) e il pancreas;

- con funzione di organi esclusivamente a secrezione interna, questo gruppo comprende l'ipofisi, la ghiandola pineale, le ghiandole surrenali, la tiroide e le paratiroidi.

La trasmissione delle informazioni e la regolazione delle attività del corpo vengono effettuate dal sistema nervoso centrale con l’aiuto degli ormoni. Il sistema nervoso centrale esercita la sua influenza sulle ghiandole endocrine attraverso l'ipotalamo, in cui si trovano centri regolatori e neuroni speciali che producono intermediari ormonali - rilasciando ormoni, con l'aiuto dei quali l'attività della principale ghiandola endocrina - la ghiandola pituitaria - è regolamentato. Vengono chiamate le concentrazioni ottimali emergenti di ormoni nel sangue stato ormonale .

Gli ormoni sono prodotti nelle cellule secretorie. Sono immagazzinati in granuli all'interno degli organelli cellulari, separati dal citoplasma da una membrana. In base alla loro struttura chimica si distinguono tra ormoni proteici (derivati delle proteine, polipeptidi), ammine (derivati degli aminoacidi) e steroidi (derivati del colesterolo).

Gli ormoni vengono classificati in base alle loro caratteristiche funzionali:

- effettore– agire direttamente sugli organi bersaglio;

- tropico– prodotti nella ghiandola pituitaria e stimolano la sintesi e il rilascio di ormoni effettori;

—rilasciando ormoni (liberine e statine), vengono secreti direttamente dalle cellule dell'ipotalamo e regolano la sintesi e la secrezione degli ormoni trofici. Attraverso il rilascio di ormoni, comunicano tra il sistema endocrino e quello nervoso centrale.

Tutti gli ormoni hanno le seguenti proprietà:

- rigorosa specificità d'azione (è associata alla presenza negli organi bersaglio di recettori altamente specifici, proteine speciali a cui si legano gli ormoni);

— distanza d'azione (gli organi bersaglio si trovano lontano dal luogo di formazione dell'ormone)

Il meccanismo d'azione degli ormoni. Si basa su: stimolazione o inibizione dell'attività catalitica degli enzimi; cambiamenti nella permeabilità delle membrane cellulari. Esistono tre meccanismi: membrana, membrana intracellulare, intracellulare (citosolico).

Membrana– assicura il legame degli ormoni alla membrana cellulare e, nel sito di legame, modifica la sua permeabilità al glucosio, agli amminoacidi e ad alcuni ioni. Ad esempio, l’ormone pancreatico insulina aumenta il trasporto del glucosio attraverso le membrane delle cellule epatiche e muscolari, dove il glucagone viene sintetizzato dal glucosio (Fig **)

Membrana-intracellulare. Gli ormoni non penetrano nella cellula, ma influenzano il metabolismo attraverso intermediari chimici intracellulari. Gli ormoni proteico-peptidici e i derivati degli aminoacidi hanno questo effetto. I nucleotidi ciclici agiscono come messaggeri chimici intracellulari: 3′,5′-adenosina monofosfato ciclico (cAMP) e 3′,5′-guanosina monofosfato ciclico (cGMP), nonché prostaglandine e ioni calcio (Figura **).

Gli ormoni influenzano la formazione di nucleotidi ciclici attraverso gli enzimi adenilato ciclasi (per cAMP) e guanilato ciclasi (per cGMP). L'adeilato ciclasi è integrato nella membrana cellulare ed è composto da 3 parti: recettore (R), coniugante (N), catalitico (C).

La parte recettore comprende una serie di recettori di membrana che si trovano sulla superficie esterna della membrana. La parte catalitica è una proteina enzimatica, cioè l'adenilato ciclasi stessa, che converte l'ATP in cAMP. Il meccanismo d'azione dell'adenilato ciclasi è il seguente. Dopo che l'ormone si lega al recettore, si forma un complesso ormone-recettore, quindi si forma il complesso N-proteina-GTP (guanosina trifosfato), che attiva la parte catalitica dell'adenilato ciclasi. La parte di accoppiamento è rappresentata da una speciale proteina N situata nello strato lipidico della membrana. L'attivazione dell'adenilato ciclasi porta alla formazione di cAMP all'interno della cellula dall'ATP.

Sotto l'influenza di cAMP e cGMP, vengono attivate le proteine chinasi, che si trovano nello stato inattivo nel citoplasma della cellula (Figura **)

A loro volta, le proteine chinasi attivate attivano gli enzimi intracellulari che, agendo sul DNA, partecipano ai processi di trascrizione genica e alla sintesi degli enzimi necessari.

Meccanismo intracellulare (citosolico). l'azione è tipica degli ormoni steroidei, che hanno molecole più piccole degli ormoni proteici. A loro volta, si riferiscono a sostanze lipofile secondo proprietà fisiche e chimiche, che consente loro di penetrare facilmente nello strato lipidico della membrana plasmatica.

Penetrato nella cellula, l'ormone steroideo interagisce con una specifica proteina recettore (R) situata nel citoplasma, formando un complesso ormone-recettore (GRa). Questo complesso nel citoplasma della cellula subisce attivazione e penetra attraverso la membrana nucleare fino ai cromosomi del nucleo, interagendo con essi. In questo caso si verifica l'attivazione del gene, accompagnata dalla formazione di RNA, che porta ad una maggiore sintesi degli enzimi corrispondenti. In questo caso, la proteina recettore funge da intermediario nell'azione dell'ormone, ma acquisisce queste proprietà solo dopo essersi combinata con l'ormone.

Insieme all'influenza diretta sui sistemi enzimatici dei tessuti, l'effetto degli ormoni sulla struttura e sulle funzioni del corpo può essere effettuato in modi più complessi con la partecipazione del sistema nervoso.

Regolazione umorale e processi vitali

In questo caso, gli ormoni agiscono sugli interorecettori (chemocettori) situati nelle pareti dei vasi sanguigni. L'irritazione dei chemocettori funge da inizio di una reazione riflessa, che modifica lo stato funzionale dei centri nervosi.

Gli effetti fisiologici degli ormoni sono molto diversi. Hanno un effetto pronunciato sul metabolismo, sulla differenziazione dei tessuti e degli organi, sulla crescita e sullo sviluppo. Gli ormoni sono coinvolti nella regolazione e nell'integrazione di molte funzioni del corpo, adattandolo alle mutevoli condizioni dell'ambiente interno ed esterno e mantenendo l'omeostasi.

Biologia umana

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Regolazione umorale

Vari processi di supporto vitale si verificano costantemente nel corpo umano. Pertanto, durante il periodo di veglia, tutti i sistemi di organi funzionano contemporaneamente: una persona si muove, respira, il sangue scorre attraverso i suoi vasi, i processi di digestione avvengono nello stomaco e nell'intestino, avviene la termoregolazione, ecc. Una persona percepisce tutti i cambiamenti che si verificano nell'ambiente e reagisce ad essi. Tutti questi processi sono regolati e controllati dal sistema nervoso e dalle ghiandole dell'apparato endocrino.

La regolazione umorale (dal latino "humor" - liquido) è una forma di regolazione dell'attività del corpo, insita in tutti gli esseri viventi, effettuata con l'aiuto di sostanze biologicamente attive - ormoni (dal greco "hormao" - eccito) , che sono prodotti da ghiandole speciali. Si chiamano ghiandole endocrine o endocrine (dal greco “endon” - interno, “crineo” - secernere). Gli ormoni che secernono entrano direttamente nel fluido tissutale e nel sangue. Il sangue trasporta queste sostanze in tutto il corpo. Una volta negli organi e nei tessuti, gli ormoni hanno un certo effetto su di essi, ad esempio influenzano la crescita dei tessuti, il ritmo di contrazione del muscolo cardiaco, causano un restringimento del lume dei vasi sanguigni, ecc.

Gli ormoni influenzano cellule, tessuti o organi strettamente specifici. Sono molto attivi e agiscono anche in quantità trascurabili. Tuttavia, gli ormoni vengono rapidamente distrutti, quindi devono essere rilasciati nel sangue o nei fluidi tissutali secondo necessità.

Di solito, le ghiandole endocrine sono piccole: da frazioni di grammo a diversi grammi.

La ghiandola endocrina più importante è la ghiandola pituitaria, situata sotto la base del cervello in uno speciale recesso del cranio - la sella turcica e collegata al cervello da un sottile gambo. La ghiandola pituitaria è divisa in tre lobi: anteriore, medio e posteriore. Nei lobi anteriore e medio vengono prodotti ormoni che, entrando nel sangue, raggiungono altre ghiandole endocrine e ne controllano il lavoro. Due ormoni prodotti nei neuroni del diencefalo entrano nel lobo posteriore della ghiandola pituitaria lungo il peduncolo. Uno di questi ormoni regola il volume dell'urina prodotta e il secondo migliora la contrazione muscoli lisci e gioca un ruolo molto importante nel processo di nascita.

La ghiandola tiroidea si trova nel collo davanti alla laringe. Produce una serie di ormoni coinvolti nella regolazione dei processi di crescita e nello sviluppo dei tessuti. Aumentano il tasso metabolico e il livello di consumo di ossigeno da parte di organi e tessuti.

Le ghiandole paratiroidi si trovano su superficie posteriore ghiandola tiroidea. Ci sono quattro di queste ghiandole, sono molto piccole, la loro massa totale è di soli 0,1-0,13 g. L'ormone di queste ghiandole regola il contenuto di sali di calcio e fosforo nel sangue; con la mancanza di questo ormone, la crescita delle ossa e i denti sono danneggiati e l'eccitabilità del sistema nervoso aumenta.

Le ghiandole surrenali pari si trovano, come suggerisce il nome, sopra i reni. Secernono diversi ormoni che regolano il metabolismo dei carboidrati e dei grassi, influenzano il contenuto di sodio e potassio nel corpo e regolano l'attività del sistema cardiovascolare.

Il rilascio di ormoni surrenali è particolarmente importante nei casi in cui l'organismo è costretto a lavorare in condizioni di stress fisico e mentale, cioè sotto stress: questi ormoni migliorano il lavoro muscolare, aumentano la glicemia (per garantire un maggiore dispendio energetico del cervello) e aumentare il flusso sanguigno nel cervello e in altri organi vitali, aumentare il livello della pressione sanguigna sistemica e migliorare l'attività cardiaca.

Alcune ghiandole del nostro corpo svolgono una doppia funzione, cioè agiscono contemporaneamente come ghiandole a secrezione interna ed esterna, mista. Questi sono, ad esempio, le gonadi e il pancreas. Il pancreas secerne succo digestivo, entrando nel duodeno; Allo stesso tempo, le sue singole cellule funzionano come ghiandole endocrine, producendo l’ormone insulina, che regola il metabolismo dei carboidrati nel corpo. Durante la digestione, i carboidrati vengono scomposti in glucosio, che viene assorbito dall'intestino nei vasi sanguigni. Porta a una diminuzione della produzione di insulina la maggior parte il glucosio non può penetrare ulteriormente dai vasi sanguigni nei tessuti degli organi. Di conseguenza, le cellule di vari tessuti rimangono senza la fonte di energia più importante: il glucosio, che alla fine viene escreto dal corpo nelle urine. Questa malattia si chiama diabete. Cosa succede quando il pancreas produce troppa insulina? Il glucosio viene consumato molto rapidamente da vari tessuti, principalmente dai muscoli, e il livello di zucchero nel sangue scende a livelli pericolosi. basso livello. Di conseguenza, il cervello non ha abbastanza "carburante", la persona cade nel cosiddetto shock insulinico e perde conoscenza. In questo caso è necessario introdurre rapidamente il glucosio nel sangue.

Le gonadi formano cellule germinali e producono ormoni che regolano la crescita e la maturazione del corpo e la formazione dei caratteri sessuali secondari. Negli uomini, questa è la crescita di baffi e barba, un approfondimento della voce, un cambiamento nel fisico; nelle donne, una voce acuta, rotondità della forma del corpo. Gli ormoni sessuali determinano lo sviluppo degli organi genitali, la maturazione delle cellule germinali; nella donna controllano le fasi del ciclo sessuale e l'andamento della gravidanza.

Struttura della ghiandola tiroidea

La ghiandola tiroidea è uno dei più importanti organi di secrezione interna. Una descrizione della ghiandola tiroidea fu data nel 1543 da A. Vesalius, e ricevette il suo nome più di un secolo dopo, nel 1656.

Le moderne idee scientifiche sulla ghiandola tiroidea iniziarono a prendere forma verso la fine del 19° secolo, quando il chirurgo svizzero T. Kocher nel 1883 descrisse segni di ritardo mentale (cretinismo) in un bambino che si era sviluppato dopo la rimozione di questo organo.

Nel 1896 fondò A. Bauman alto contenuto iodio nel ferro e ha attirato l'attenzione dei ricercatori sul fatto che anche gli antichi cinesi trattavano con successo il cretinismo con le ceneri delle spugne di mare, che contengono una grande quantità di iodio. La ghiandola tiroidea fu sottoposta per la prima volta a studi sperimentali nel 1927. Nove anni dopo fu formulato il concetto della sua funzione intrasecretoria.

È ormai noto che la ghiandola tiroidea è costituita da due lobi collegati da uno stretto istmo. È la più grande ghiandola endocrina. Nell'adulto la sua massa è di 25-60 g; si trova davanti e ai lati della laringe. Il tessuto ghiandolare è costituito principalmente da molte cellule: i tirociti, riuniti in follicoli (vescicole). La cavità di ciascuna di queste vescicole è riempita con il prodotto dell'attività dei tireociti: il colloide. I vasi sanguigni sono adiacenti all'esterno dei follicoli, da dove entrano nelle cellule i materiali di partenza per la sintesi degli ormoni. È il colloide che consente al corpo di fare a meno dello iodio per un certo periodo, che di solito viene fornito con acqua, cibo e aria inalata. Tuttavia, in caso di carenza di iodio a lungo termine, la produzione di ormoni è compromessa.

Principale prodotto ormonale ghiandola tiroidea - tiroxina. Un altro ormone, il triiodotiranio, è prodotto solo in piccole quantità dalla ghiandola tiroidea. È formato principalmente da tiroxina dopo l'eliminazione da essa di un atomo di iodio. Questo processo avviene in molti tessuti (soprattutto nel fegato) e svolge un ruolo importante nel mantenimento dell'equilibrio ormonale del corpo, poiché la triiodotironina è molto più attiva della tiroxina.

Le malattie associate alla disfunzione della ghiandola tiroidea possono verificarsi non solo a causa di cambiamenti nella ghiandola stessa, ma anche a causa della mancanza di iodio nel corpo, nonché di malattie della ghiandola pituitaria anteriore, ecc.

Con una diminuzione delle funzioni (ipofunzione) della ghiandola tiroidea nell'infanzia, si sviluppa il cretinismo, caratterizzato da inibizione nello sviluppo di tutti i sistemi corporei, bassa statura e demenza. In un adulto, con una carenza di ormoni tiroidei, si verifica un mixedema che causa gonfiore, demenza, diminuzione dell'immunità e debolezza. Questa malattia risponde bene al trattamento con farmaci a base di ormoni tiroidei. Con l’aumento della produzione di ormoni tiroidei, Morbo di Graves, in cui l'eccitabilità, il tasso metabolico e la frequenza cardiaca aumentano bruscamente, si sviluppano occhi sporgenti (esoftalmo) e si verifica una perdita di peso. In quelle aree geografiche Dove l'acqua contiene poco iodio (di solito si trova in montagna), la popolazione spesso soffre di gozzo, una malattia in cui il tessuto secernente della tiroide cresce, ma non è in grado di sintetizzare ormoni completi in assenza della quantità necessaria di iodio. iodio. In tali aree dovrebbe essere aumentato il consumo di iodio da parte della popolazione, cosa che può essere ottenuta, ad esempio, utilizzando sale da tavola con le obbligatorie piccole aggiunte di ioduro di sodio.

Un ormone della crescita

La prima ipotesi sulla secrezione di uno specifico ormone della crescita da parte della ghiandola pituitaria fu avanzata nel 1921 da un gruppo di scienziati americani. Nell'esperimento, sono stati in grado di stimolare la crescita dei ratti fino a raddoppiare le loro dimensioni normali mediante la somministrazione quotidiana di estratto di ghiandola pituitaria. Nella sua forma pura, l'ormone della crescita è stato isolato solo negli anni '70, prima dalla ghiandola pituitaria di un toro, e poi dai cavalli e dagli esseri umani. Questo ormone colpisce non solo una ghiandola, ma l'intero corpo.

L'altezza umana non è un valore costante: aumenta fino ai 18-23 anni, rimane invariata fino ai 50 anni circa, per poi diminuire di 1-2 cm ogni 10 anni.

Inoltre, i tassi di crescita variano da individuo a individuo. Per " persona condizionale"(questo termine è stato adottato dall'Organizzazione Mondiale della Sanità nella definizione vari parametri attività vitale) l'altezza media è di 160 cm per le donne e 170 cm per gli uomini. Ma una persona sotto i 140 cm o sopra i 195 cm è considerata molto bassa o molto alta.

Con una mancanza di ormone della crescita, i bambini sviluppano il nanismo ipofisario e, con un eccesso, il gigantismo ipofisario. Il gigante pituitario più alto, la cui altezza è stata misurata con precisione, è stato l'americano R. Wadlow (272 cm).

Se si osserva un eccesso di questo ormone in un adulto, quando la crescita normale è già cessata, si verifica l'acromegalia della malattia, in cui crescono il naso, le labbra, le dita delle mani e dei piedi e alcune altre parti del corpo.

Prova la tua conoscenza

Qual è l'essenza della regolazione umorale dei processi che si verificano nel corpo?
Quali ghiandole sono classificate come ghiandole endocrine?
Quali sono le funzioni delle ghiandole surrenali?
Nomina le principali proprietà degli ormoni.
Qual è la funzione della ghiandola tiroidea?
Quali ghiandole conosci? secrezione mista?
Dove vanno gli ormoni secreti dalle ghiandole endocrine?
Qual è la funzione del pancreas?
Elencare le funzioni delle ghiandole paratiroidi.

Pensare

A cosa può portare la mancanza di ormoni secreti dall'organismo?

Direzione del processo nella regolazione umorale

Le ghiandole endocrine secernono gli ormoni direttamente nel sangue: biolo! sostanze icamente attive. Gli ormoni regolano il metabolismo, la crescita, lo sviluppo del corpo e il funzionamento dei suoi organi.

Regolazione nervosa e umorale

Regolazione nervosa effettuato utilizzando impulsi elettrici, viaggiando lungo le cellule nervose. Rispetto a quello umorale

avviene più velocemente
più accurato
richiede molta energia
evolutivamente più giovane.

Regolazione umorale i processi vitali (dalla parola latina umorismo - "liquido") vengono eseguiti a causa di sostanze rilasciate nell'ambiente interno del corpo (linfa, sangue, fluido tissutale).

La regolazione umorale può essere effettuata con l'aiuto di:

ormoni- sostanze biologicamente attive (che agiscono in una concentrazione molto piccola) rilasciate nel sangue dalle ghiandole endocrine;
altre sostanze. Ad esempio, l'anidride carbonica

provoca l'espansione locale dei capillari, più sangue scorre in questo luogo;
stimola il centro respiratorio del midollo allungato, la respirazione si intensifica.

Tutte le ghiandole del corpo sono divise in 3 gruppi

1) Ghiandole endocrine ( endocrino) non hanno dotti escretori e secernono le loro secrezioni direttamente nel sangue. Vengono chiamate le secrezioni delle ghiandole endocrine ormoni, hanno attività biologica (agiscono in concentrazione microscopica). Ad esempio: ghiandola tiroidea, ghiandola pituitaria, ghiandole surrenali.

2) Le ghiandole esocrine hanno dotti escretori e secernono le loro secrezioni NON nel sangue, ma in qualche cavità o sulla superficie del corpo. Per esempio, fegato, lacrimoso, salivare, sudato.

3) Le ghiandole a secrezione mista effettuano sia la secrezione interna che quella esterna. Per esempio

il pancreas secerne insulina e glucagone nel sangue e non nel sangue (nel duodeno) - succo pancreatico;
sessuale Le ghiandole secernono ormoni sessuali nel sangue, ma non nel sangue: le cellule sessuali.

MAGGIORI INFORMAZIONI: Regolazione umorale, Tipi di ghiandole, Tipi di ormoni, tempi e meccanismi della loro azione, Mantenimento delle concentrazioni di glucosio nel sangue
COMPITI PARTE 2: Regolazione nervosa e umorale

Test e compiti

Stabilire una corrispondenza tra l'organo (reparto organi) coinvolto nella regolazione delle funzioni vitali del corpo umano e il sistema a cui appartiene: 1) nervoso, 2) endocrino.
A) ponte
B) ghiandola pituitaria
B) pancreas
D) midollo spinale
D) cervelletto

Stabilire la sequenza in cui avviene la regolazione umorale della respirazione durante il lavoro muscolare nel corpo umano
1) accumulo di anidride carbonica nei tessuti e nel sangue
2) stimolazione del centro respiratorio nel midollo allungato
3) trasmissione dell'impulso ai muscoli intercostali e al diaframma
4) aumento dei processi ossidativi durante il lavoro muscolare attivo
5) inalazione e ingresso di aria nei polmoni

Stabilire una corrispondenza tra il processo che avviene durante la respirazione umana e il metodo della sua regolazione: 1) umorale, 2) nervoso
A) stimolazione dei recettori nasofaringei da parte di particelle di polvere
B) rallentamento della respirazione quando immersi in acqua fredda
C) cambiamento del ritmo respiratorio con eccesso di anidride carbonica nella stanza
D) difficoltà a respirare quando si tossisce
D) un cambiamento nel ritmo respiratorio quando diminuisce il contenuto di anidride carbonica nel sangue

1. Stabilire una corrispondenza tra le caratteristiche della ghiandola e il tipo a cui è classificata: 1) secrezione interna, 2) secrezione esterna. Scrivi i numeri 1 e 2 nell'ordine corretto.
A) hanno dotti escretori
B) produrre ormoni
C) fornire la regolazione di tutte le funzioni vitali del corpo
D) secernono enzimi nella cavità dello stomaco
D) i dotti escretori escono sulla superficie del corpo
E) le sostanze prodotte vengono rilasciate nel sangue

2. Stabilire una corrispondenza tra le caratteristiche delle ghiandole e il loro tipo: 1) secrezione esterna, 2) secrezione interna.

Regolazione umorale del corpo

Scrivi i numeri 1 e 2 nell'ordine corretto.
A) formano enzimi digestivi
B) secernono secrezioni nella cavità corporea
C) rilasciare sostanze chimicamente attive - ormoni
D) partecipare alla regolazione dei processi vitali del corpo
D) hanno dotti escretori

Stabilire una corrispondenza tra le ghiandole e i loro tipi: 1) secrezione esterna, 2) secrezione interna. Scrivi i numeri 1 e 2 nell'ordine corretto.
A) ghiandola pineale
B) ghiandola pituitaria
B) ghiandola surrenale
D) salivare
D) fegato
E) cellule pancreatiche che producono tripsina

Stabilire una corrispondenza tra l'esempio di regolazione del cuore e il tipo di regolazione: 1) umorale, 2) nervosa
A) aumento della frequenza cardiaca sotto l'influenza dell'adrenalina
B) cambiamenti nella funzione cardiaca sotto l'influenza degli ioni di potassio
B) variazione della frequenza cardiaca sotto l'influenza del sistema autonomo
D) indebolimento dell'attività cardiaca sotto l'influenza del sistema parasimpatico

Stabilire una corrispondenza tra la ghiandola nel corpo umano e il suo tipo: 1) secrezione interna, 2) secrezione esterna
A) latticini
B) tiroide
B) fegato
D) sudore
D) ghiandola pituitaria
E) ghiandole surrenali

1. Stabilire una corrispondenza tra il segno di regolazione delle funzioni nel corpo umano e il suo tipo: 1) nervoso, 2) umorale. Scrivi i numeri 1 e 2 nell'ordine corretto.
A) consegnato agli organi tramite sangue
B) elevata velocità di risposta
B) è più antico
D) viene effettuato con l'aiuto di ormoni
D) è associato all'attività del sistema endocrino

2. Stabilire una corrispondenza tra le caratteristiche e i tipi di regolazione delle funzioni corporee: 1) nervosa, 2) umorale. Scrivi i numeri 1 e 2 nell'ordine corrispondente alle lettere.
A) si accende lentamente e dura a lungo
B) il segnale si propaga attraverso le strutture dell'arco riflesso
B) è effettuato dall'azione di un ormone
D) il segnale viaggia attraverso il flusso sanguigno
D) si accende velocemente ed ha una breve durata
E) regolazione evolutivamente più antica

Scegline uno, l'opzione più corretta. Quali delle seguenti ghiandole secernono i loro prodotti attraverso speciali condotti nelle cavità degli organi del corpo e direttamente nel sangue?
1) grasso
2) sudore
3) ghiandole surrenali
4) sessuale

Stabilire una corrispondenza tra la ghiandola del corpo umano e il tipo a cui appartiene: 1) secrezione interna, 2) secrezione mista, 3) secrezione esterna
A) pancreas
B) tiroide
B) lacrimale
D) grasso
D) sessuale
E) ghiandola surrenale

Scegli tre opzioni. In quali casi viene effettuata la regolazione umorale?
1) eccesso di anidride carbonica nel sangue
2) la reazione del corpo al semaforo verde
3) eccesso di glucosio nel sangue
4) la reazione del corpo ai cambiamenti nella posizione del corpo nello spazio
5) rilascio di adrenalina durante lo stress

Stabilire una corrispondenza tra esempi e tipi di regolazione della respirazione nell'uomo: 1) riflessa, 2) umorale. Scrivi i numeri 1 e 2 nell'ordine corrispondente alle lettere.
A) smettere di respirare durante l'inspirazione quando si entra in acqua fredda
B) un aumento della profondità della respirazione dovuto ad un aumento della concentrazione di anidride carbonica nel sangue
C) tosse quando il cibo entra nella laringe
D) lieve trattenimento del respiro dovuto ad una diminuzione della concentrazione di anidride carbonica nel sangue
D) cambiamento dell'intensità della respirazione a seconda dello stato emotivo
E) spasmo vascolare cerebrale dovuto a un forte aumento della concentrazione di ossigeno nel sangue

Seleziona tre ghiandole endocrine.
1) ghiandola pituitaria
2) sessuale
3) ghiandole surrenali
4) tiroide
5) stomaco
6) latticini

Scegli tre opzioni. Effetti umorali sui processi fisiologici nel corpo umano
1) effettuato utilizzando sostanze chimicamente attive
2) associato all'attività delle ghiandole esocrine
3) si diffondono più lentamente di quelli nervosi
4) avvengono con l'aiuto degli impulsi nervosi
5) controllato dal midollo allungato
6) effettuato attraverso il sistema circolatorio

Di solito, le ghiandole endocrine sono piccole: da frazioni di grammo a diversi grammi.

La ghiandola endocrina più importante è la ghiandola pituitaria, situata sotto la base del cervello in uno speciale recesso del cranio - la sella turcica e collegata al cervello da un sottile gambo. La ghiandola pituitaria è divisa in tre lobi: anteriore, medio e posteriore. Nei lobi anteriore e medio vengono prodotti ormoni che, entrando nel sangue, raggiungono altre ghiandole endocrine e ne controllano il lavoro. Due ormoni prodotti nei neuroni del diencefalo entrano nel lobo posteriore della ghiandola pituitaria lungo il peduncolo. Uno di questi ormoni regola il volume dell'urina prodotta, mentre il secondo migliora la contrazione della muscolatura liscia e svolge un ruolo molto importante nel processo del parto.

Le ghiandole paratiroidi si trovano sulla superficie posteriore della ghiandola tiroidea. Ci sono quattro di queste ghiandole, sono molto piccole, la loro massa totale è di soli 0,1-0,13 g. L'ormone di queste ghiandole regola il contenuto di sali di calcio e fosforo nel sangue; con la mancanza di questo ormone, la crescita delle ossa e i denti sono danneggiati e l'eccitabilità del sistema nervoso aumenta.

Alcune ghiandole del nostro corpo svolgono una doppia funzione, cioè agiscono contemporaneamente come ghiandole a secrezione interna ed esterna, mista. Questi sono, ad esempio, le gonadi e il pancreas. Il pancreas secerne il succo digestivo che entra nel duodeno; Allo stesso tempo, le sue singole cellule funzionano come ghiandole endocrine, producendo l’ormone insulina, che regola il metabolismo dei carboidrati nel corpo. Durante la digestione, i carboidrati vengono scomposti in glucosio, che viene assorbito dall'intestino nei vasi sanguigni. Una ridotta produzione di insulina significa che la maggior parte del glucosio non può penetrare ulteriormente dai vasi sanguigni nei tessuti degli organi. Di conseguenza, le cellule di vari tessuti rimangono senza la fonte di energia più importante: il glucosio, che alla fine viene escreto dal corpo nelle urine. Questa malattia si chiama diabete. Cosa succede quando il pancreas produce troppa insulina? Il glucosio viene consumato molto rapidamente da vari tessuti, principalmente dai muscoli, e i livelli di zucchero nel sangue scendono a livelli pericolosamente bassi. Di conseguenza, il cervello non ha abbastanza “carburante”, la persona entra nel cosiddetto shock insulinico e perde conoscenza. In questo caso è necessario introdurre rapidamente il glucosio nel sangue.

Struttura della ghiandola tiroidea

Nel 1896, A. Bauman stabilì un alto contenuto di iodio nel ferro e attirò l'attenzione dei ricercatori sul fatto che anche gli antichi cinesi trattavano con successo il cretinismo con le ceneri delle spugne di mare, che contenevano una grande quantità di iodio. La ghiandola tiroidea fu sottoposta per la prima volta a studi sperimentali nel 1927. Nove anni dopo fu formulato il concetto della sua funzione intrasecretoria.

Il principale prodotto ormonale della ghiandola tiroidea è la tiroxina. Un altro ormone, il triiodotiranio, è prodotto solo in piccole quantità dalla ghiandola tiroidea. È formato principalmente da tiroxina dopo l'eliminazione da essa di un atomo di iodio. Questo processo avviene in molti tessuti (soprattutto nel fegato) e svolge un ruolo importante nel mantenimento dell'equilibrio ormonale del corpo, poiché la triiodotironina è molto più attiva della tiroxina.

Con una diminuzione delle funzioni (ipofunzione) della ghiandola tiroidea nell'infanzia, si sviluppa il cretinismo, caratterizzato da inibizione nello sviluppo di tutti i sistemi corporei, bassa statura e demenza. In un adulto, con una carenza di ormoni tiroidei, si verifica un mixedema che causa gonfiore, demenza, diminuzione dell'immunità e debolezza. Questa malattia risponde bene al trattamento con farmaci a base di ormoni tiroidei. Con l'aumento della produzione di ormoni tiroidei, si verifica la malattia di Graves, in cui l'eccitabilità, il tasso metabolico e la frequenza cardiaca aumentano bruscamente, si sviluppano occhi sporgenti (esoftalmo) e si verifica una perdita di peso. In quelle aree geografiche dove l'acqua contiene poco iodio (di solito presente in montagna), la popolazione spesso sperimenta il gozzo, una malattia in cui il tessuto secernente della tiroide cresce, ma non è in grado di sintetizzare ormoni a pieno titolo in assenza del necessario quantità di iodio. In tali zone si dovrebbe aumentare il consumo di iodio da parte della popolazione, cosa che si può ottenere, ad esempio, utilizzando sale da cucina con piccole aggiunte obbligatorie di ioduro di sodio.

Un ormone della crescita

L'altezza umana non è un valore costante: aumenta fino ai 18-23 anni, rimane invariata fino ai 50 anni circa, per poi diminuire di 1-2 cm ogni 10 anni.

Inoltre, i tassi di crescita variano da individuo a individuo. Per una “persona convenzionale” (termine adottato dall'Organizzazione Mondiale della Sanità per definire diversi parametri vitali) l'altezza media è di 160 cm per le donne e di 170 cm per gli uomini. Ma una persona sotto i 140 cm o sopra i 195 cm è considerata molto bassa o molto alta.

Prova la tua conoscenza

Qual è l'essenza della regolazione umorale dei processi che si verificano nel corpo?
Quali ghiandole sono classificate come ghiandole endocrine?
Quali sono le funzioni delle ghiandole surrenali?
Nomina le principali proprietà degli ormoni.
Qual è la funzione della ghiandola tiroidea?
Quali ghiandole a secrezione mista conosci?
Dove vanno gli ormoni secreti dalle ghiandole endocrine?
Qual è la funzione del pancreas?
Elencare le funzioni delle ghiandole paratiroidi.

Pensare

A cosa può portare la mancanza di ormoni secreti dall'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 chimica, 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 degradazione e sintesi. Differiscono in Composizione chimica, secondo l'azione fisiologica. Alcune di queste sostanze hanno una grande attività fisiologica, ad es. in concentrazioni molto piccole possono causare cambiamenti significativi nel funzionamento dell'organismo (ad esempio gli ormoni).

Le sostanze chimiche vengono trasportate dal sangue in tutto il corpo, per cui possono colpire cellule e tessuti distanti da quelli in cui si sono formate. Le sostanze circolanti nel sangue sono dirette a tutte le cellule. Ma alcune cellule sono più sensibili ad alcune sostanze, altre ad altre, ad es. La regolazione umorale si basa sulla sensibilità selettiva di cellule e tessuti. Una carenza o un eccesso di sostanze di una certa natura chimica possono deprimere e inibire l'attività di alcuni organi e attivare l'attività di altri.

Caratteristiche della regolazione umorale:

1. non ha un destinatario esatto: con il flusso di fluidi biologici, le sostanze possono essere consegnate a qualsiasi cellula del corpo;
2. la velocità di consegna delle informazioni è bassa - determinata dalla velocità del flusso dei fluidi biologici - 0,5-5 m/s;
3. durata dell'azione.

Il secondo meccanismo di regolazione, apparso in una fase successiva nello sviluppo degli esseri viventi, è il meccanismo nervoso. Unisce, coordina, regola le attività varie cellule, tessuti, organi, adattandoli alle condizioni esterne di vita del corpo e mantiene l'equilibrio dell'ambiente interno - l'omeostasi.

Il meccanismo nervoso, come mezzo di controllo e trasmissione delle informazioni, utilizza potenziali di eccitazione (AP, impulsi), che sono combinati in determinati schemi ("modelli" di eccitazione) per frequenza, disposti in "pacchetti", caratteristiche degli intervalli interpulsali e codificano le informazioni necessarie. 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 trasmissione 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 vengono utilizzati contemporaneamente meccanismi umorali e nervosi; entrambi sono interconnessi e interdipendenti. Pertanto, il trasferimento delle influenze di controllo dal nervo alle strutture innervate viene effettuato con l'aiuto di intermediari chimici - mediatori che agiscono su recettori specifici. Una connessione ancora più stretta e complessa è stata riscontrata in alcuni nuclei dell'ipotalamo. Le cellule nervose di questi nuclei si attivano quando cambiano i parametri chimici e fisico-chimici del sangue. L'attività di queste cellule provoca la formazione e il rilascio di fattori chimici che stimolano il ripristino delle caratteristiche originarie del sangue. Pertanto, speciali cellule nervose del nucleo sopraottico dell'ipotalamo reagiscono ad un aumento della pressione osmotica del plasma sanguigno, la cui attività porta al rilascio di un 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 in grado di garantire un adeguato cambiamento delle funzioni da cellulare a livelli organici quando l’ambiente esterno ed interno cambia.

Al centro meccanismo nervoso il controllo risiede nel riflesso: la risposta del corpo ai cambiamenti nell'ambiente interno ed esterno, effettuata con la partecipazione del sistema nervoso centrale. Il controllo attraverso i riflessi prevede l'uso di due forme.

I riflessi locali vengono effettuati attraverso i gangli del sistema nervoso autonomo, considerati centri nervosi situati alla periferia. A causa dei riflessi locali, si verifica, ad esempio, il controllo delle funzioni motorie e secretorie dell'intestino tenue e crasso.

I riflessi centrali si verificano con coinvolgimento obbligatorio diversi livelli sistema nervoso centrale (da midollo spinale alla corteccia grande cervello). Un esempio di tali riflessi è il rilascio della 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 il meccanismo neuroumorale, sono implementati in varie combinazioni che garantiscono nel modo più completo un adeguato equilibrio dell'organismo con il suo ambiente. Ad esempio, le sostanze fisiologicamente attive che entrano nel sangue trasportano 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 anomalie che si sono verificate. Il meccanismo neuroumorale crea connessioni ad anello multi-link nei processi di controllo, dove varie forme Il meccanismo umorale è sostituito e integrato da quello nervoso, e quest'ultimo garantisce l'inserimento dei meccanismi umorali.

La base della regolazione nervosa e umorale è il principio della connessione ad anello, che nei sistemi biologici è stato dimostrato principalmente dal fisiologo sovietico P.K. Anokhin. A sua volta, questo principio costituisce la base dell’autoregolazione del corpo.

I concetti più importanti della teoria della regolazione fisiologica.

Prima di considerare i meccanismi di regolazione neuroumorale, soffermiamoci sui concetti più importanti di questa sezione della fisiologia. Alcuni di essi sono sviluppati dalla cibernetica. La conoscenza di tali concetti facilita la comprensione della regolazione delle funzioni fisiologiche e la risoluzione di numerosi problemi in medicina.

Funzione fisiologica- 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 attuare 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 - strutturale e unità funzionale sistemi.

Segnale - vari tipi di materia ed energia che trasmettono informazioni.

Informazione informazioni, messaggi trasmessi attraverso i canali comunicativi e percepiti dal corpo.

Stimolo- un fattore dell'ambiente esterno o interno, il cui impatto sulle formazioni recettoriali del corpo provoca cambiamenti nei processi vitali. Gli stimoli si dividono in adeguati ed inadeguati. Verso la percezione stimoli adeguati I recettori del corpo vengono adattati e attivati con un'energia molto bassa del fattore d'influenza. Ad esempio, per attivare i recettori retinici (coni e bastoncelli) sono sufficienti 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 non sono adatti a percepire le influenze meccaniche e non forniscono sensazioni anche con una forza significativa su di essi. Solo con una forza d'impatto molto forte (impatto) possono essere attivati e apparire la sensazione di luce.

Gli stimoli vengono inoltre divisi in base alla loro intensità in sottosoglia, soglia e soprasoglia. Forza stimoli sottosoglia non è sufficiente a provocare una risposta registrata del corpo o delle sue strutture. Stimolo soglia chiamato uno la cui forza minima è sufficiente per produrre una risposta pronunciata. Stimoli soprasoglia hanno una potenza maggiore rispetto agli stimoli soglia.

Stimolo e segnale sono concetti simili, ma non univoci. Lo stesso stimolo può avere significati di segnale diversi. Ad esempio, lo squittio di una lepre può essere un segnale di pericolo per i parenti, ma per una volpe lo stesso suono è un segnale della possibilità di procurarsi del cibo.

Irritazione - l'impatto di fattori ambientali o ambientali interni sulle strutture del corpo. Va notato che in medicina il termine "irritazione" è talvolta usato in un altro senso - per denotare la risposta del corpo o delle sue strutture all'azione di una sostanza irritante.

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: biologico molecolare e morfofunzionale. In quest'ultimo caso si parla di recettori sensoriali.

CON biologico molecolare dal punto di vista dei recettori, i recettori sono molecole proteiche specializzate incorporate nella membrana cellulare o situate nel citosol e nel nucleo. Ciascun tipo di tale recettore è in grado di interagire solo con molecole di segnalazione rigorosamente definite - ligandi. Per i cosiddetti adrenorecettori, ad esempio, i ligandi sono le molecole degli ormoni adrenalina e norepinefrina. Tali recettori sono integrati 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 mentre sono presenti nei fluidi biologici in concentrazioni molto basse. Ad esempio, il contenuto di ormoni nel sangue è compreso tra 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 percepire l'azione degli stimoli e garantire il verificarsi dell'eccitazione nelle fibre nervose. In questa comprensione, il termine "recettore" è spesso usato in fisiologia quando stiamo parlando sulle regolazioni fornite dal sistema nervoso.

Vengono chiamati l'insieme dei recettori sensoriali dello stesso tipo e la zona del corpo in cui sono concentrati campo recettoriale.

La funzione dei recettori sensoriali nel corpo è eseguita da:

terminazioni nervose specializzate. Possono essere liberi, sguainati (ad esempio, i recettori del dolore nella pelle) o rivestiti (ad esempio, i recettori tattili nella pelle);

cellule nervose specializzate (cellule neurosensoriali). Nell'uomo tali cellule sensoriali sono presenti nello strato epiteliale 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) le cellule epiteliali specializzate sono cellule che si sviluppano dal tessuto epiteliale 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 sono presenti nell'orecchio interno, nelle papille gustative della lingua e nell'apparato vestibolare, fornendo la capacità di percepire le onde sonore, rispettivamente, sensazioni gustative, posizione e movimenti 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 relativa costanza o il cambiamento nella direzione desiderata degli indicatori di omeostasi e delle funzioni vitali del corpo e delle sue strutture.

La regolazione fisiologica delle funzioni vitali del corpo è caratterizzata dalle seguenti caratteristiche.

Disponibilità di anelli di controllo chiusi. Il circuito di regolazione più semplice (Fig. 2.1) comprende i seguenti blocchi: parametro regolabile(ad esempio, livelli di glucosio nel sangue, valori di pressione arteriosa), dispositivo di controllo- in un intero organismo è un centro nervoso, in una cellula separata è un genoma, effettori- organi e sistemi che, sotto l'influenza dei segnali provenienti dal dispositivo di controllo, modificano il loro funzionamento e influenzano direttamente il valore del parametro controllato.

L'interazione dei singoli blocchi funzionali di tale sistema normativo viene effettuata attraverso diretto e feedback. Attraverso canali di comunicazione diretta, le informazioni vengono trasmesse dal dispositivo di controllo agli effettori e attraverso canali di feedback - dai recettori (sensori) che controllano

Riso. 2.1. Circuito di controllo ad anello chiuso

determinare il valore del parametro controllato - al dispositivo di controllo (ad esempio, dai recettori dei muscoli scheletrici - al midollo spinale e al cervello).

Pertanto, il feedback (in fisiologia è anche chiamato afferentazione inversa) garantisce 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 al risultato dell'azione. Ad esempio, se lo scopo del movimento della mano di una persona fosse quello di aprire un libro di testo di fisiologia, il feedback viene effettuato conducendo impulsi lungo le fibre nervose afferenti da recettori oculari, pelle e muscoli al cervello. Tali impulsi forniscono la capacità di monitorare i movimenti della mano. Grazie a ciò, il sistema nervoso può correggere il movimento per ottenere il risultato desiderato dell'azione.

Con l'aiuto del feedback (afferenza inversa), il circuito regolatore viene 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 si divide in negativo e positivo. Nel corpo, la stragrande maggioranza dei feedback è negativa. Ciò significa che, sotto l'influenza delle informazioni che arrivano attraverso i loro canali, il sistema di regolamentazione 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 ad un nuovo livello. Pertanto, all'inizio di un'intensa attività muscolare, gli impulsi provenienti dai recettori del muscolo scheletrico contribuiscono allo sviluppo di un aumento della pressione arteriosa.

Neuro funzionante meccanismi umorali la regolazione dell'organismo non è sempre finalizzata solo a mantenere le costanti omeostatiche a un livello invariato e rigorosamente stabile. In alcuni casi, è vitale per l'organismo che i sistemi regolatori riorganizzino il loro lavoro e modifichino il valore della costante omeostatica, modifichino il cosiddetto “set point” del parametro regolato.

Punto fisso(Inglese) punto fisso). Questo è il livello del parametro regolamentato al quale il sistema di regolamentazione cerca di mantenere il valore di questo parametro.

Comprendere la presenza e la direzione dei cambiamenti nel set point delle regolazioni omeostatiche aiuta a determinare la causa dei processi patologici nel corpo, prevederne lo sviluppo e trovare il modo giusto trattamento e prevenzione.

Consideriamolo usando l'esempio della valutazione delle reazioni alla temperatura del corpo. Anche quando una persona è sana, la temperatura interna del corpo durante il giorno oscilla tra 36°C e 37°C, e nelle ore serali è più vicina a 37°C, di notte e al mattino presto - a 36°C. Ciò indica la presenza di un ritmo circadiano nelle variazioni del valore del set point di termoregolazione. Ma la presenza di cambiamenti nel punto di riferimento della temperatura corporea interna in una serie di malattie umane è particolarmente evidente. 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 riorganizzano il loro lavoro in modo da aumentare il livello della temperatura corporea. Questa reazione del corpo all'introduzione dell'infezione si sviluppa filogeneticamente. È utile perché quando temperatura elevata Il sistema immunitario funziona più attivamente e le condizioni per lo sviluppo dell'infezione peggiorano. Questo è il motivo per cui gli antipiretici non dovrebbero sempre essere prescritti quando si sviluppa la febbre. Ma poiché una temperatura corporea interna molto elevata (oltre 39 °C, soprattutto nei bambini) può essere pericolosa per l'organismo (soprattutto in termini di danni al sistema nervoso), il medico deve prendere una decisione individuale per ogni singolo caso. Se a una temperatura corporea di 38,5 - 39 ° C si avvertono segni come tremori muscolari, brividi, quando una persona si avvolge in una coperta e cerca di riscaldarsi, allora è chiaro che i meccanismi di termoregolazione continuano a mobilitare tutte le fonti della produzione di calore e metodi per mantenere il calore nel corpo. Ciò significa che il set point non è stato ancora raggiunto e nel prossimo futuro la temperatura corporea aumenterà, raggiungendo limiti pericolosi. Ma se alla stessa temperatura il paziente si sviluppa sudorazione profusa, i tremori muscolari sono scomparsi e si sta aprendo, allora è chiaro che il set point è già stato raggiunto e i meccanismi di termoregolazione impediranno un ulteriore aumento della temperatura. In una situazione del genere, il medico può, in alcuni casi, astenersi dal prescrivere antipiretici per un certo periodo.

Livelli dei sistemi normativi. Si distinguono i seguenti livelli:

subcellulare (ad esempio, autoregolazione di catene di reazioni biochimiche combinate in cicli biochimici);

cellulare - regolazione interna processi cellulari con l'aiuto di sostanze biologicamente attive (autocrine) e metaboliti;

tessuto (paracrini, connessioni creative, regolazione dell'interazione cellulare: adesione, associazione al tessuto, sincronizzazione della divisione e dell'attività funzionale);

organo - autoregolamentazione singoli organi, il loro funzionamento come un tutto unico. Tali regolazioni vengono effettuate sia grazie a meccanismi umorali (paracrini, connessioni creative) sia a cellule nervose, i cui corpi si trovano nei gangli autonomi intraorgano. Questi neuroni interagiscono per formare archi riflessi intraorgano. Allo stesso tempo attraverso di essi si realizzano anche gli influssi regolatori del sistema nervoso centrale sugli organi interni;

regolazione organica dell'omeostasi, integrità del corpo, formazione di sistemi funzionali regolatori che forniscono reazioni comportamentali appropriate, adattamento del corpo ai cambiamenti delle condizioni ambientali.

Pertanto, ci sono molti livelli di sistemi di regolamentazione nel corpo. I sistemi più semplici del corpo vengono combinati in sistemi più complessi in grado di svolgere nuove funzioni. In questo caso, i sistemi semplici, di regola, obbediscono ai segnali di controllo di sistemi più complessi. Questa subordinazione è chiamata gerarchia dei sistemi normativi.

I meccanismi di attuazione di tali norme verranno discussi più dettagliatamente di seguito.

Unità e caratteristiche distintive regolazione nervosa e umorale. I meccanismi di regolazione delle funzioni fisiologiche sono tradizionalmente suddivisi in nervosi e umorali

sono diversi, anche se in realtà formano un unico sistema regolatore che garantisce il mantenimento dell'omeostasi e dell'attività adattativa dell'organismo. Questi meccanismi hanno numerose connessioni sia a livello di funzionamento dei centri nervosi che nella trasmissione delle informazioni del segnale alle strutture effettrici. Basti dire che quando il riflesso più semplice viene implementato come meccanismo elementare di regolazione nervosa, la trasmissione della segnalazione da una cellula all'altra viene effettuata attraverso fattori umorali: neurotrasmettitori. La sensibilità dei recettori sensoriali all'azione degli stimoli e lo stato funzionale dei neuroni cambia sotto l'influenza di ormoni, neurotrasmettitori, una serie di altre sostanze biologicamente attive, nonché i metaboliti più semplici e gli ioni minerali (K + Na + CaCI -) . A sua volta, il sistema nervoso può avviare o correggere le regolazioni umorali. 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 acquisiscono grande diversità negli animali multicellulari e soprattutto nell'uomo.

I meccanismi di regolazione nervosa si sono formati filogeneticamente più tardi e si formano gradualmente nell'ontogenesi umana. Tali regolazioni sono possibili solo nelle strutture multicellulari che hanno cellule nervose unite in catene nervose e formano archi riflessi.

La regolazione umorale viene effettuata mediante la distribuzione di molecole segnale nei fluidi corporei secondo il principio di “tutti, tutti, tutti” o il principio della “comunicazione radio”

La regolazione nervosa avviene secondo il principio della “lettera con indirizzo” o della “comunicazione telegrafica” La segnalazione viene trasmessa dai centri nervosi a strutture rigorosamente definite, ad esempio a fibre muscolari esattamente definite o ai loro gruppi in un muscolo specifico. Solo in questo caso sono possibili movimenti umani mirati e coordinati.

il flusso sanguigno nelle arterie è circa 200 volte inferiore e nei capillari migliaia di volte inferiori.

L'arrivo di un impulso nervoso all'organo effettore provoca quasi istantaneamente un effetto fisiologico (ad esempio la contrazione del muscolo scheletrico). La risposta a molti segnali ormonali è più lenta. Ad esempio, la manifestazione di una risposta all'azione degli ormoni della tiroide e della corteccia surrenale avviene dopo decine di minuti e persino ore.

I meccanismi umorali sono di primaria importanza nella regolazione dei processi metabolici, nel tasso di divisione cellulare, nella crescita e nella specializzazione dei tessuti, nella pubertà e nell'adattamento alle mutevoli condizioni ambientali.

Il sistema nervoso in un corpo sano influenza tutte le regolazioni umorali e le corregge. Allo stesso tempo, il sistema nervoso ha le sue funzioni specifiche. Regola i processi vitali che richiedono reazioni rapide, garantisce la percezione dei segnali provenienti dai recettori sensoriali dei sensi, della pelle e degli organi interni. Regola il tono e le contrazioni dei muscoli scheletrici, che assicurano il mantenimento della postura e del movimento del corpo nello spazio. Il sistema nervoso assicura la manifestazione di funzioni mentali come sensazioni, emozioni, motivazione, memoria, pensiero, coscienza e regola le reazioni comportamentali volte a ottenere un risultato adattivo utile.

Nonostante l'unità funzionale e le numerose interrelazioni delle regolazioni nervose e umorali nel corpo, per comodità nello studio dei meccanismi di attuazione di queste regolazioni, le considereremo separatamente.

Caratteristiche dei meccanismi di regolazione umorale nell'organismo. La regolazione umorale viene effettuata attraverso la trasmissione di segnali utilizzando sostanze biologicamente attive attraverso i mezzi liquidi del corpo. Le sostanze biologicamente attive nel corpo includono: ormoni, neurotrasmettitori, prostaglandine, citochine, Fattori di crescita, endotelio, ossido di azoto 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 si divide in endocrina e locale.

Regolazione endocrina vengono svolte grazie al funzionamento delle ghiandole endocrine, che sono organi specializzati che secernono ormoni. Ormoni- sostanze biologicamente attive prodotte dalle ghiandole endocrine, trasportate dal sangue ed esercitanti specifici effetti regolatori sull'attività vitale di cellule e 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 di un ormone può avvenire solo da parte di quelle cellule (bersagli) le cui membrane, citosol o nucleo contengono 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 producendole e sul suo ambiente immediato, diffondendosi per diffusione attraverso il fluido intercellulare. Tali regolazioni sono suddivise in regolazione del metabolismo nella cellula dovuto a metaboliti, autocrina, paracrina, iuxtacrina e interazioni attraverso contatti intercellulari.

Regolazione del metabolismo nella cellula dovuta ai metaboliti. I metaboliti sono i prodotti finali e intermedi dei processi metabolici in una cellula. La partecipazione dei metaboliti nella 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 siano presenti i principali segni di regolazione biologica, la presenza di un circuito normativo chiuso e un feedback negativo che garantisce la chiusura di questo ciclo. Ad esempio, catene di tali reazioni vengono utilizzate nella sintesi di enzimi e sostanze coinvolte nella formazione dell'acido adenosina trifosforico (ATP). L'ATP è una sostanza che accumula energia che viene facilmente utilizzata dalle cellule per la maggior parte processi diversi funzioni vitali: movimento, sintesi di sostanze organiche, crescita, trasporto di sostanze attraverso le membrane cellulari.

Meccanismo autocrino. Con questo tipo di regolazione esce la molecola segnale sintetizzata nella cellula

Recettore r t Endocrino

Oh? M ooh

Augocrinia Paracrinia Juxtacrinia t

Riso. 2.2. Tipi di regolazione umorale nel corpo

membrana cellulare nel fluido intercellulare e si lega a un recettore sulla superficie esterna della membrana (Fig. 2.2). In questo modo, la cellula reagisce alla molecola segnale sintetizzata in essa: un 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 assicurano un cambiamento nella sua attività vitale. La regolazione autocrina è spesso utilizzata dalle cellule del sistema immunitario e nervoso. Questo percorso di autoregolazione è necessario per mantenere livelli stabili di secrezione di alcuni ormoni. Ad esempio, per prevenire un'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 cellula che secerne molecole di segnalazione che entrano nel fluido intercellulare e influenzano l'attività vitale delle cellule vicine (Fig. 2.2). Una caratteristica distintiva di 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 alle 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 influiscono sulla divisione cellulare, le prostaglandine sul tono della muscolatura liscia, sulla mobilizzazione del Ca 2+. Questo tipo di trasmissione del segnale è importante nella regolazione della crescita dei tessuti durante lo sviluppo embrionale, nella guarigione delle ferite e per la crescita dei tessuti danneggiati fibre nervose e durante la trasmissione dell'eccitazione nelle sinapsi.

Ricerca anni recentiÈ stato dimostrato che alcune cellule (soprattutto quelle nervose) devono ricevere costantemente segnali specifici per mantenere la loro attività vitale.

L1 dalle celle vicine. Tra questi segnali specifici, le sostanze chiamate fattori di crescita (NGF) sono particolarmente importanti. Con una prolungata assenza di esposizione a queste molecole di segnalazione, le cellule nervose avviano un programma di autodistruzione. Questo meccanismo di morte cellulare si chiama apoptosi.

La regolazione paracrina viene spesso utilizzata contemporaneamente alla regolazione autocrina. Ad esempio, quando si trasmette l'eccitazione alle 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 cellula. terminazione nervosa(cioè membrana presinaptica).

Meccanismo iuxtacrino. Viene effettuato trasmettendo molecole di segnalazione direttamente dalla superficie esterna della membrana di una cellula alla membrana di un'altra. Ciò avviene nella condizione di contatto diretto (attacco, accoppiamento adesivo) delle membrane di due cellule. Tale attacco si verifica, ad esempio, durante l'interazione dei leucociti e delle piastrine con l'endotelio dei capillari sanguigni nel luogo in cui è presente processo infiammatorio. Sulle membrane che rivestono i capillari delle cellule, nel sito dell'infiammazione, compaiono molecole di segnalazione che si legano ai recettori alcuni tipi leucociti. Questa connessione porta all'attivazione dell'attaccamento dei leucociti alla superficie del vaso sanguigno. Questo potrebbe essere seguito da un intero complesso reazioni biologiche, garantendo la transizione dei leucociti dal capillare al tessuto e la loro soppressione della reazione infiammatoria.

Interazioni attraverso contatti intercellulari. Vengono effettuati tramite connessioni intermembrane (dischi di inserimento, nessi). In particolare, la trasmissione di molecole segnale e di alcuni metaboliti attraverso giunzioni comunicanti (nexus) è molto comune. Quando si formano i nessi, speciali molecole proteiche (connessioni) della membrana cellulare vengono combinate in gruppi di 6 in modo da formare un anello con un poro all'interno. Sulla membrana della 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+, che sono potenti regolatori dei processi intracellulari, passano liberamente attraverso i nessi.

A causa della loro elevata conduttività elettrica, i nessi contribuiscono alla diffusione delle correnti locali tra le cellule vicine e alla formazione dell'unità funzionale del tessuto. Tali interazioni sono particolarmente pronunciate nelle cellule del muscolo cardiaco e della muscolatura liscia. La violazione dello stato dei contatti intercellulari porta alla patologia cardiaca,

diminuzione del tono muscolare vascolare, debolezza della contrazione uterina e cambiamenti in una serie di altre regolazioni.

I contatti intercellulari che servono a rafforzare la connessione fisica tra le membrane sono chiamati giunzioni strette e cinture di adesione. Tali contatti possono assumere la forma di una cintura circolare passante tra le superfici laterali della cella. La compattazione e l'aumento della resistenza di queste articolazioni è assicurata dall'adesione alla superficie della membrana delle proteine miosina, actinina, tropomiosina, vinculina, ecc.. Le giunzioni strette contribuiscono all'unificazione delle cellule nel tessuto, alla loro adesione e alla resistenza del tessuto 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 alle sostanze circolanti nel sangue.

In tutte le regolazioni umorali effettuate con la partecipazione di specifiche molecole di segnalazione, le membrane cellulari e intracellulari svolgono un ruolo importante. Pertanto, per comprendere il meccanismo di regolazione umorale è necessario conoscere gli elementi della fisiologia delle membrane cellulari.

Riso. 2.3. Schema della struttura di una membrana cellulare

Trasporto delle proteine

(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 strutturale (Fig. 2.3). Sono basati su due strati di lipidi (molecole di grasso, la maggior parte delle quali sono fosfolipidi, ma sono presenti anche colesterolo e glicolipidi). Le molecole lipidiche di membrana sono dotate di una testa (una regione che attira l'acqua e tende ad interagire con essa, detta guida

rofilo) e una coda, che è idrofoba (respinge le molecole d'acqua ed 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 contro testa, coda contro coda e formano un doppio strato in cui le teste idrofile sono rivolte verso l'acqua, e le code idrofobe una di fronte all'altra. Le code si trovano all'interno di questo doppio strato. La presenza di uno strato lipidico forma uno spazio chiuso, isola il citoplasma dall'ambiente acquoso 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.

Le membrane contengono anche proteine. Le loro molecole sono 40-50 volte più grandi in volume e massa rispetto alle 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 decine di volte inferiore a quello delle molecole lipidiche. Tipicamente, le molecole proteiche si trovano separatamente. Sembrano disciolti nella membrana, possono muoversi e cambiare posizione al suo interno. Questo era il motivo per cui venne 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 e può essere ripristinata dopo un danno grazie alla capacità delle molecole lipidiche di allinearsi in un doppio strato lipidico.

Le molecole proteiche possono penetrare nell'intera membrana in modo che le loro sezioni terminali sporga oltre i suoi limiti trasversali. Tali proteine sono chiamate transmembrana O integrante. Esistono anche proteine che sono immerse solo parzialmente nella membrana o situate sulla sua superficie.

Le proteine della membrana cellulare svolgono numerose funzioni. Per svolgere ciascuna funzione, il genoma cellulare assicura l'avvio della sintesi di una proteina specifica. Anche nella membrana relativamente semplice di un globulo rosso ci sono circa 100 proteine diverse. Tra le funzioni più importanti delle proteine di membrana ci sono: 1) recettore - interazione con molecole di segnalazione e trasmissione del segnale nella cellula; 2) trasporto - trasferimento di sostanze attraverso le membrane e garanzia dello scambio tra il citosol e ambiente. Esistono diversi tipi di molecole proteiche (traslocasi) che forniscono il trasporto transmembrana. Tra questi ci sono proteine che formano canali che penetrano nella membrana e attraverso di essi avviene la diffusione di alcune sostanze tra il citosol e lo spazio extracellulare. Tali canali sono molto spesso iono-selettivi, cioè consentono il passaggio degli ioni di una sola sostanza. Ci sono anche canali la cui selettività è minore, ad esempio lasciano passare gli ioni Na+ e K+, gli ioni K+ e C1~. Esistono anche proteine trasportatrici che assicurano il trasporto di una sostanza attraverso una membrana modificandone la posizione in questa membrana; 3) adesivo: le proteine insieme ai carboidrati sono coinvolte nell'adesione (adesione, incollaggio delle cellule durante reazioni immunitarie, associazione di cellule in strati e tessuti); 4) enzimatico: alcune proteine integrate nella membrana fungono da catalizzatori per reazioni biochimiche, il cui verificarsi è possibile solo a contatto con le membrane cellulari; 5) meccanico: le proteine forniscono la forza e l'elasticità delle membrane, la loro connessione con il citoscheletro. Ad esempio, negli eritrociti questo ruolo è svolto dalla proteina spettrina, che sotto forma di struttura a rete è attaccata alla superficie interna della membrana eritrocitaria e ha connessioni con le proteine intracellulari che compongono il citoscheletro. Ciò conferisce elasticità ai globuli rossi, la capacità di cambiare e ripristinare la forma quando passano attraverso i capillari sanguigni.

I carboidrati costituiscono solo il 2-10% della massa della membrana, la loro quantità varia nelle diverse cellule. Grazie ai carboidrati si verificano alcuni tipi di interazioni intercellulari; essi prendono parte al riconoscimento da parte della cellula di antigeni estranei e, insieme alle proteine, creano una struttura antigenica unica della membrana superficiale della propria cellula. Grazie a tali antigeni, le cellule si riconoscono, si uniscono nel tessuto e si uniscono per un breve periodo per trasmettere molecole segnale. I composti di proteine con zuccheri sono chiamati glicoproteine. Se i carboidrati sono combinati con i lipidi, tali molecole vengono chiamate glicolipidi.

Grazie all'interazione delle sostanze comprese nella membrana e al relativo ordine della loro disposizione, la membrana cellulare acquisisce una serie di proprietà e funzioni che non possono essere ridotte ad una semplice somma delle proprietà delle sostanze che la compongono.

Funzioni delle membrane cellulari e meccanismi per la loro implementazione

Al principalefunzioni delle membrane cellulari riguarda la creazione di un guscio (barriera) che separa il citosol da

^reprimere ambiente, E definendo i confini E forma cellulare; sulla fornitura di contatti intercellulari, accompagnato da panico membrane (adesione). L'adesione intercellulare è importante ° Unisco cellule dello stesso tipo nel tessuto, formo ematico barriere, implementazione di reazioni immunitarie, rilevamento di molecole segnale E interazione con loro, nonché trasmissione di segnali nella cellula; 4) fornitura di proteine-enzimi di membrana per la catalisi di processi biochimici reazioni, andando nello strato vicino alla membrana. Alcune di queste proteine fungono anche da recettori. Il legame del ligando al recettore stakim ne attiva le proprietà enzimatiche; 5) garantire la polarizzazione della membrana, generazione di differenza elettrico potenziali tra esterni E interno lato membrane; 6) creazione di 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 da molecole di carboidrati associate. La specificità immunitaria è importante quando si combinano le cellule nel tessuto e si interagisce con le cellule che svolgono la 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 delle funzioni delle membrane cellulari indica che esse svolgono un ruolo multiforme nei meccanismi di regolazione neuroumorale nel corpo. Senza la conoscenza di numerosi fenomeni e processi forniti dalle strutture della membrana, è impossibile comprendere ed eseguire consapevolmente alcune procedure diagnostiche e misure terapeutiche. Ad esempio, per il corretto utilizzo di molte sostanze medicinali è necessario conoscere in che misura ciascuna di esse penetra dal sangue nel fluido tessutale e nel citosol.

Diffondere e io e trasporto di sostanze attraverso il cellulare Membrane. La transizione delle sostanze attraverso le membrane cellulari viene effettuata a causa di tipi diversi diffusione o attivo

trasporto.

Diffusione semplice effettuato a causa dei gradienti nella concentrazione di una determinata sostanza, della carica elettrica o della pressione osmotica tra i lati della membrana cellulare. Ad esempio, il contenuto medio di ioni sodio nel plasma sanguigno è di 140 mmol/l, mentre negli eritrociti è circa 12 volte inferiore. Questa differenza di concentrazione (gradiente) crea una forza trainante che consente al sodio di spostarsi dal plasma ai globuli rossi. Tuttavia, la velocità di tale transizione è bassa, poiché la membrana ha una permeabilità molto bassa per gli ioni Na+, mentre la permeabilità di questa membrana per il potassio è molto più elevata. I processi di diffusione semplice non consumano l'energia del metabolismo cellulare. L'aumento della velocità di diffusione semplice è direttamente proporzionale al gradiente di concentrazione della sostanza tra i lati della membrana.

Diffusione facilitata, come il semplice, segue un gradiente di concentrazione, ma differisce dal semplice in quanto specifiche molecole trasportatrici sono necessariamente coinvolte nella transizione di una sostanza attraverso la membrana. Queste molecole penetrano nella membrana (possono formare canali) o, secondo almeno, sono ad esso associati. La sostanza trasportata deve entrare in contatto con il trasportatore. 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 transizione transmembrana di una sostanza richiede la partecipazione di un trasportatore, al posto del termine "diffusione" viene spesso usato il termine trasporto di una sostanza attraverso una membrana.

Con la diffusione facilitata (al contrario della diffusione semplice), se il gradiente di concentrazione transmembrana di una sostanza aumenta, la velocità del suo passaggio attraverso la membrana aumenta solo fino a quando non sono coinvolti tutti i trasportatori di membrana. Aumentando ulteriormente questo gradiente, la velocità dei trasporti resterà invariata; lo chiamano il fenomeno della saturazione. Esempi di trasporto di sostanze per diffusione facilitata comprendono: il trasferimento del glucosio dal sangue al cervello, il riassorbimento degli aminoacidi e del glucosio dall'urina primaria nel sangue nei tubuli renali.

Diffusione dello scambio - trasporto di sostanze, in cui molecole della stessa sostanza possono essere scambiate su lati diversi della membrana. La concentrazione della sostanza su ciascun lato della membrana rimane invariata.

Un tipo di 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. Si crea un movimento interdipendente di sodio e calcio attraverso la membrana in direzioni opposte (questo tipo di trasporto è chiamato antiporto). In questo modo 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 degli ioni attraverso le membrane e dei modi per influenzare questo trasporto è una condizione indispensabile non solo per comprendere i meccanismi di regolazione funzioni vitali, ma anche la scelta giusta farmaci per il trattamento elevato numero malattie ( ipertensione, asma bronchiale, aritmie cardiache, disturbi del metabolismo del sale marino, ecc.).

Trasporto attivo si differenzia dal passivo in quanto va contro i gradienti di concentrazione della sostanza, utilizzando l'energia ATP generata grazie al metabolismo cellulare. Grazie al trasporto attivo è possibile superare le forze non solo dei gradienti di concentrazione, ma anche dei gradienti elettrici. Ad esempio, durante il trasporto attivo di Na+ dalla cellula verso l'esterno, non solo viene superato il gradiente di concentrazione (il contenuto di Na+ all'esterno è 10-15 volte superiore), ma anche la resistenza di carica elettrica (all'esterno la la membrana cellulare della stragrande maggioranza delle cellule è caricata positivamente e questo crea resistenza al rilascio di Na+ caricato positivamente dalla cellula).

Il trasporto attivo di Na+ è fornito dalla proteina Na+, ATPasi K+ 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 scompone l'acido adenosina trifosforico solo con la presenza obbligatoria di interazione con gli ioni Na + e K +. L'energia rilasciata a seguito della scomposizione di L'ATP viene trasportato fuori dalla cellula da tre ioni sodio e trasportato da due ioni potassio nella 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 (cisterne, tubuli longitudinali) che accumulano Ca 2+. La pompa del calcio, grazie all'energia di scissione dell'ATP, trasferisce gli ioni Ca 2+ dal sarcoplasma alle cisterne del reticolo e può creare in esse una concentrazione di Ca + prossima 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 avviene a causa del 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, cioè Na + attraversa la membrana verso la sua concentrazione inferiore e trascina con sé un'altra sostanza. In questo caso viene solitamente utilizzata una specifica proteina trasportatrice incorporata nella membrana.

Ad esempio, il trasporto degli aminoacidi e del glucosio dall'urina primaria al sangue, effettuato nella sezione iniziale dei tubuli renali, avviene 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 aminoacidi e sodio nel citoplasma. Perché tale trasporto avvenga è necessario che la concentrazione di sodio all'esterno della cellula sia molto maggiore 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 a varie sostanze, ma anche la struttura e la permeabilità delle formazioni più complesse situate tra il sangue e i tessuti di vari organi.

Fisiologia delle barriere istoematiche (HBB). Le barriere istoematiche sono un insieme di meccanismi morfologici, fisiologici e fisico-chimici che funzionano nel loro insieme e regolano le interazioni del sangue e degli organi. Le barriere istoematiche sono coinvolte nella creazione dell'omeostasi del corpo e dei singoli organi. Grazie alla presenza dell'HGB, ogni organo vive nel proprio ambiente speciale, che può differire significativamente dal plasma sanguigno nella 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'umore camerale dell'occhio. Il contatto diretto con il sangue ha uno strato barriera formato dall'endotelio dei capillari sanguigni, seguito dalla membrana basale degli spericiti (strato intermedio) e quindi dalle cellule avventizie di organi e tessuti (strato esterno). Le barriere istoematiche, modificando la loro permeabilità a varie sostanze, possono limitarne o facilitarne il passaggio all'organo. Sono impermeabili a numerose sostanze tossiche. Ciò dimostra la loro funzione protettiva.

Barriera ematoencefalica (BBB) - è un insieme di strutture morfologiche, meccanismi fisiologici e fisico-chimici che funzionano come un unico insieme e regolano l'interazione del sangue e del tessuto cerebrale. La base morfologica della BBB è l'endotelio e la membrana basale dei capillari cerebrali, gli elementi interstiziali e il glicocalice, la neuroglia, le cui cellule peculiari (astrociti) coprono con le loro gambe l'intera superficie del capillare. I meccanismi di barriera includono anche 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 arrivo, nonché proteine che funzionano come trasportatori. Nella struttura delle membrane dell'endotelio dei capillari cerebrali, così come in numerosi altri organi, si trovano proteine dell'acquaporina, che creano canali che consentono selettivamente il passaggio delle 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 fondono formando le cosiddette giunzioni strette.

Le funzioni della BBB includono protezione e regolamentazione. 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 ematoencefalica 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, la ghiandola pineale e alcune aree dell'ipotalamo, dove la permeabilità della BEE per tutte le sostanze è elevata. In queste aree si trovano fessure o canali che penetrano nell'endotelio, attraverso i quali le sostanze penetrano dal sangue nel fluido extracellulare del tessuto cerebrale o nei neuroni stessi.

L'elevata permeabilità della BBB in queste aree consente alle sostanze biologicamente attive di raggiungere quei neuroni dell'ipotalamo e delle cellule ghiandolari su cui è chiuso il circuito regolatore dei sistemi neuroendocrini del corpo.

Una caratteristica del funzionamento del BBB è la regolazione della permeabilità alle sostanze adeguate alle condizioni prevalenti. La regolazione avviene a causa di: 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, pinocitosi ed esocitosi .

Si ritiene che la BBB, pur creando un ostacolo significativo alla penetrazione delle sostanze dal sangue nel cervello, allo stesso tempo consenta a queste sostanze di passare bene nel cervello. direzione inversa dal cervello al sangue.

La permeabilità della BBB alle diverse sostanze varia notevolmente. Le sostanze liposolubili, di norma, penetrano nella BBB più facilmente delle sostanze idrosolubili. Ossigeno, anidride carbonica, nicotina e etanolo, eroina, antibiotici liposolubili (cloramfenicolo, ecc.).

Il glucosio insolubile nei lipidi e alcuni aminoacidi essenziali non possono passare nel cervello per semplice diffusione. Vengono riconosciuti e trasportati da vettori speciali. Il sistema di trasporto è così specifico che distingue tra stereoisomeri del D- e L-glucosio. Il D-glucosio viene trasportato, ma l'L-glucosio no. Questo trasporto è fornito dalle proteine trasportatrici integrate nella membrana. Il trasporto è insensibile all’insulina ma è inibito dalla citocolasina B.

I grandi amminoacidi neutri (ad esempio, la fenilalanina) vengono trasportati in modo simile.

C'è anche il trasporto attivo. Ad esempio, a causa del trasporto attivo, gli ioni Na + K + e l'amminoacido glicina, che agisce come mediatore inibitorio, vengono trasportati contro gradienti di concentrazione.

I materiali indicati caratterizzano i metodi di penetrazione di sostanze biologicamente importanti attraverso le barriere biologiche. Sono necessari per comprendere la regolazione umorale lazioni nell'organismo.

Prova domande e compiti

Quali sono le condizioni fondamentali per il mantenimento delle funzioni vitali del corpo?

Qual è l'interazione dell'organismo con l'ambiente esterno? Definire il concetto di adattamento all’ambiente.

Qual è l'ambiente interno del corpo e dei suoi componenti?

Che cosa sono l'omeostasi e le costanti omeostatiche?

Nominare i confini delle fluttuazioni delle costanti omeostatiche rigide e plastiche. Definire il concetto dei loro ritmi circadiani.

Elencare i concetti più importanti della teoria della regolazione omeostatica.

7 Definire irritazione e sostanze irritanti. Come vengono classificati gli irritanti?

Qual è la differenza tra il concetto di “recettore” dal punto di vista biologico molecolare e morfofunzionale?

Definire il concetto di ligandi.

Che è successo regolazioni fisiologiche e circuito di controllo chiuso? Quali sono i suoi componenti?

Nomina i tipi e il ruolo del feedback.

Definire il concetto di set point della regolazione omeostatica.

Quali livelli di sistemi normativi esistono?

Qual è l'unità e le caratteristiche distintive della regolazione nervosa e umorale nel corpo?

Quali tipi di regolazioni umorali esistono? Indica le loro caratteristiche.

Qual è la struttura e le proprietà delle membrane cellulari?

17 Quali sono le funzioni delle membrane cellulari?

Quali sono i processi di diffusione e trasporto delle sostanze attraverso le membrane cellulari?

Descrivere e fornire esempi di trasporto attivo di membrana.

Definire il concetto di barriere istoematiche.

Cos’è la barriera ematoencefalica e qual è il suo ruolo? T;