ТЕМА 10. Регуляція функцій організму
Урок 55. Гомеостаз і регуляція функцій організму
Ми їмо і п’ємо те, що нам подобається, бурхливо реагуємо на раптові явища, чинимо те, що нам здається найкращим, і всі наші дії супроводжуються емоціями. Будь-яка активність людини підтримується здатністю виконати заплановані дії. Але що стимулює людину активізувати свої ресурси на виконання певної дії? Саме це ми розглянемо на сьогоднішньому уроці.
Ключові слова: гомеостаз, гуморальна та нервова регуляції, гормони.
Для того, щоб організм нормально функціонував, потрібною є постійність складу його внутрішнього середовища. Склад внутрішнього середовища організму людини ви розглядали в темі «Транспорт речовин». Згадаємо, що внутрішнє середовище організму — це сукупність рідин — крові, лімфи, тканинної, спинномозкової, що беруть участь у процесах обміну речовин і підтримці відносної сталості організму. Вперше думку про те, що постійність внутрішнього середовища забезпечує оптимальні умови для життя організмів, висловив у 1857 р. французький фізіолог К. Бернар. Пізніше, у 1932 р., американський учений У. Кеннон увів термін гомеостаз для визначення механізмів підтримки сталості внутрішнього середовища. У цій темі ми спробуємо з’ясувати особливості зазначених механізмів.
Отже, гомеостаз — це здатність організму підтримувати постійність складу та фізико-хімічних властивостей внутрішнього середовища. Гомеостатичні реакції мають захисний або пристосувальний характер і мають різний кінцевий результат. Захисні реакції ставлять на меті відновити порушене внутрішнє середовище. Пристосувальні ж спрямовані на відновлення порушених зв’язків між організмом та навколишнім середовищем. Часто буває так, що реакція, яка починається як захисна або пристосувальна, потім переходить у свою протилежність.
Гуморальна регуляція. Центральною ланкою збереження гомеостазу вважають рідини (гумор) організму. Для більшості органів — це кров і лімфа, для мозку — кров і спинномозкова рідина, для клітин — тканинна рідина.
Функції рідин у підтримці гомеостазу різноманітні. По-перше, вони забезпечують обмінні процеси між тканинами. Вони не лише приносять до клітин необхідні для життєдіяльності речовини, а й транспортують від них метаболіти, які інакше можуть накопичуватися в клітинах у високій концентрації.
По-друге буферні системи рідин пом’якшують зміну кислотно-лужного балансу під час надходження в кров кислот або основ.
По-третє, вони беруть участь в організації системи контролю гомеостазу. До підтримання сталості середовища підключаються легені, нирки, через які виводяться продукти обміну. Крім того, метаболіти, що знаходяться у крові, збуджуючи рецептори органів і систем, можуть запускати складні рефлекторні механізми. Наприклад, терморецептори реагують на температуру крові та відповідним чином змінюють активність органів, що беруть участь в утворенні або виділенні тепла.
Рецептори стінок кровоносних судин беруть участь у регуляції хімічного складу крові, її тиску, об’єму. Під час їхнього подразнення виникають рефлекси, кінцевою ланкою яких є органи і системи організму.
Прикладом такої гуморальної регуляції є інтенсивна м’язова діяльність. Під час її виконання з м’язів у кров надходять молочна, піровиноградна, ацетооцтова та інші кислоти. Вони спочатку нейтралізуються лужними резервами крові. Водночас вони активують кровообіг і дихання. Це веде до підвищеного надходження кисню до м’язів, а отже і зменшує кількість недоокиснених продуктів. З іншого боку це сприяє збільшенню виділення легенями вуглекислого газу, а інших продуктів — потовими залозами, нирками.
Але ці процеси не можуть відбуватися без дії нервової системи. Організм людини функціонує як єдине ціле і є саморегулюючою системою. Така єдність забезпечується нервовими і гуморальними механізмами.
У процесі еволюції першими сформувалися гуморальні механізми регуляції. Гуморальна регуляція функцій відбувається за рахунок гормонів, медіаторів, продуктів обміну та інших активних речовин, що знаходяться в рідинах та розносяться по організму.
Цей вид своєрідної хімічної регуляції є найбільш універсальним. Водночас за рахунок гуморальної регуляції неможливо швидко перебудувати діяльність організму, змінити його функції лише тому, що є обмеження швидкості руху крові по судинах (до 0,5 мм/с).
З виникненням нервової системи з’явився нервовий механізм регуляції функцій, який за рахунок швидкого розповсюдження нервових імпульсів (120–140 м/с) по нервових шляхах, забезпечує перебудову функцій органів та організму в цілому.
Нервова регуляція не виключає, а підпорядковує собі гуморальну регуляцію. Тому, в цілісному організмі існує єдина нейрогуморальна регуляція функцій.
Нервову систему та принципи її дії ви розглянули в попередній темі. Зараз спробуємо розглянути біологічно активні речовини, що утворюються у невеликих кількостях, і впливають на функціонування організму.
Гормони беруть участь у процесах росту, розмноження, об міну речовин. Вони мають специфічність, тобто, кожен гормон виконує певну функцію. Для них характерною є дистантність дії. Потрапляючи в кров, вони діють далеко від місця свого синтезу на клітини-мішені, що мають відповідні рецептори (мал. 116).
Активність синтезу або дії будь-якого гормона визначається різними показниками. Наприклад, віком (статеві гормони), фізіологічним станом (адреналін), потребами (глюкагон). Але для виконання багатьох функцій гормони перебувають у складній взаємодії з іншими гормонами.
Для них характерною є висока біологічна активність: 1/125000 г інсуліну змінює вміст цукру у крові, а 1/107 г адреналіну підсилює роботу серця. Розмір молекул гормонів є порівняно невеликим. Це забезпечує їхнє проникнення крізь стінки капілярів із кров’яного русла в тканини. Гормони швидко руйнуються тканинами, тому для забезпечення тривалої дії необхідне їхнє постійне надходження в кров, що підтримує їх постійну концентрацію.
За хімічною будовою гормони поділяють на три основних класи: 1) стероїдні (статеві гормони, кортикостероїди); 2) похідні амінокислот (адреналін, норадреналін, тироксин, трийодтиронін); 3) поліпептидні (білкові) сполуки (інсулін, соматотропін, пролактин, окситоцин, вазопресин та ін.).
Гормони реалізують свій вплив на діяльність організму виконуючи такі функції:
• гомеостатична — полягає в тому, що гормони забезпечують підтримання деяких фізіологічних показників на постійному рівні. Наприклад, осмотичний тиск, рівень глюкози в крові. Найчастіше так діють два гормони протилежної дії, один контролює верхню межу, а другий — нижню;
• адаптаційна — пристосовує організм до змін умов внутрішнього і зовнішнього середовищ;
• розвивальна — забезпечує статевий, фізичний і розумовий розвиток;
• інформаційна — носій відповідної інформації або сигналу.
Гормони діють подібно до нервової системи, але реакції організму у відповідь на дію гормонів розвиваються повільніше й тривають довше, ніж при дії нервової системи.
1. Поясніть явище гомеостазу на прикладі обраного вами фізіологічного процесу.
2. Поясніть процес гуморальної регуляції дихання.
3. Схарактеризуйте значення гормонів для функціонування організму.
4. Яку природу мають гормони?
5. Схарактеризуйте функції гормонів.
Це матеріал з підручника біологія 8 клас - Костильов О.В., Яценко С.П. (narodna-osvita.com.ua)
