Иерархия регуляторных систем

Системы регуляции обмена веществ и функций организма образуют три иерархических уровня.

Первый уровень – центральная нервная система (ЦНС). Нервные клетки получают сигналы, поступающие из внешней и внутренней среды, преобразуют их в форму нервного импульса и предают через синапсы, используя химические сигналы – медиаторы. Медиаторы вызывают изменение метаболизма в эффекторных клетках.

Второй уровень – эндокринная система. Включает железы внутренней секреции: гипоталамус, гипофиз, периферические эндокринные железы (а также отдельные клетки), синтезирующие гормоны и высвобождающие их в кровь при действии соответствующего стимула.

Третий уровень – внутриклеточный. Его составляют изменения метаболизма в приделах клетки или отдельного метаболического пути в результате:

- изменения активности ферментов путём активации или ингибирования;

- изменения количества ферментов по механизму индукции или репрессии синтеза белков или изменения скорости их разрушения;

- изменения скорости транспорта веществ через мембраны клеток.

Интегрирующими регуляторами, связующими различные регуляторные механизмы и метаболизм в разных клетках и органах являются гормоны.

Гормоны – это биологически активные вещества, синтезируемые клетками желез внутренней секреции и регулирующие обмен веществ и развитие организма в целом.

Установлено, что гормоны оказывают специфическое действие тремя способами:

1) воздействуют на скорость биосинтеза ферментов или других белков;

2) изменяют скорость ферментативных реакций;

3) влияют на проницаемость клеточных мембран по отношению к различным соединениям.

Гормоны синтезируются и секретируются клетками желез внутренней секреции (эндокринными железами), которые имеются у всех позвоночных животных, а также у высокоразвитых беспозвоночных – головоногих моллюсков, ракообразных, насекомых.

Клетки эндокринных желез окружены сетью кровеносных и лимфатических капилляров. Поэтому секретируемые клетками эндокринных желез гормоны поступают в кровь (или гемолимфу) и быстро оказывают свое высокоспецифичное действие на определенные органы и ткани. Это отличает эндокринные железы от экзокринных желез, выделяющих свои секреты через выводные протоки.

Каждый из гормонов влияет на метаболические процессы в сложном взаимодействии с другими гормонами; в целом гормональная система совместно с нервной системой обеспечивает жизнедеятельность организма как единого целого в условиях окружающей среды.