Уровни регуляции гомеостаза

Внутриклеточный механизм регуляции, обеспечивающий гомеостаз в организме, является первым уровнем регуляции. Сигналами для изменения состояния клетки служат вещества, образующиеся в самой клетке или поступающие в нее извне. Эти вещества могут действовать тремя способами:

- изменять активность ферментов путем ингибирования или активации;

- изменять количество ферментов и других белков путем индукции или репрессии их синтеза, или меняя скорость их распада;

- изменять скорость трансмембранного переноса веществ, взаимодействуя с мембраной.

У сложно устроенных многоклеточных организмов с дифференцированными органами, выполняющими специальные функции, возникает необходимость межорганной координации обмена веществ. Например, интенсивная работа мышц требует включения процессов мобилизации гликогена в печени или мобилизации липидов в жировой ткани. Межорганная координация обеспечивается передачей сигналов двумя путями: через кровь с помощью гормонов (эндокринная система) и через нервную систему.

Эндокринная система – второй уровень регуляции. Она представлена железами (иногда отдельными клетками), синтезирующими гормоны - химические сигналы. Гормоны освобождаются в кровь в ответ на специфический стимул. Этим стимулом может быть нервный импульс или изменение концентрации определенного вещества в крови, протекающей через эндокринную железу (например, снижение концентрации глюкозы). Гормон транспортируется с кровью и, достигая клеток-мишеней, модифицирует в них обмен веществ через внутриклеточные механизмы, т.е. путем изменения активности или количества ферментов, либо скорости трансмембранного переноса веществ. В результате изменения обмена веществ устраняется стимул, вызвавший освобождение гормона (например, повышается концентрация глюкозы в крови). Выполнивший свою функцию гормон разрушается специальными ферментами.

Третий уровень регуляции – нервная система с рецепторами сигналов, как внешней среды, так и внутренней. Сигналы трансформируются в волну деполяризации нервного волокна (нервный импульс), который в синапсе с клеткой-эффектором вызывает освобождение медиатора – химического сигнала. Медиатор через внутриклеточные механизмы регуляции вызывает изменение обмена веществ. Клетками-эффекторами могут быть и некоторые эндокринные клетки, отвечающие на нервный импульс синтезом и выделением гормона.

Три уровня регуляции обмена веществ теснейшим образом взаимосвязаны и функционируют как единая система.