ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ФУНКЦИЙ ОРГАНИЗМА

Эндокринная система представляет собой функциональное объединение специализированных для внутренней секреции клеток, тканей и орга­нов. Основной их функцией является синтез и секреция во внутреннюю среду организма молекул гормонов. Гормоны[1] – это биологически активные вещества, вырабатываемые эндокринными железами. Гормоны определяют интенсивность синтеза белка, размеры клеток, их способность делиться, рост всего организма и его отдельных частей, формирование пола и размножение; различные формы адаптации и поддержание гомеостаза. Гормоны делятся на тропные и эффекторные гормоны. Тропные гормоны действуют на другие эндокринные железы, регулирующие их функции, эффекторные гормоны действуют на эффекторные клетки-мишени.

Основные связи между нервной и эндокринной системами регуляции осуществляются посредством взаимодействия гипоталамуса и гипофиза. Нервные импульсы, приходящие в гипоталамус, активируют секрецию рилизинг-факторов (либеринов и статинов). Мишенью для либеринов и статинов являются клетки гипофиза. Либерины взаимодействует с клетками передней доли гипофиза и вызывает в них синтез тропных гормонов: тиреотропина, соматотропина (гормон роста), пролактина, гонадотропины и кортикотропин. Статины оказывают на гипофиз влияние, противоположное действию либеринов, они подавляют синтез тропинов.

Принцип физиологического действия гормонов состоит в том, что они, попадая в кровяное русло, разносятся по всему организму. Гормоны оказывают свое физиологическое действие в минимальных дозах. Например, 1 г адреналина может активировать работу 100 млн. изолированных сердец. На мембранах клеток имеются рецепторы ко многим гормонам. Молекула каждого типа гормона может соединиться только со «своим» рецептором на клеточной мембране (принцип: молекула гормона подходит к рецептору, как «ключ к замку»). Такие клетки называют клетками-мишенями.

Секреция большинства гормонов регулируется по механизму положительной и отрицательной об­ратной связи. Пример обратной связи – механизм действия женских половых гормонов эстрогенов. Эстрогены уменьшают выделение фолликулостимулирующий гормон (отрицательное действие) и повышают выделение лютеинезирующего гормона (положительное действие). Механизм прямых и обратных отрицательных связей можно также рассмотреть на примере действия гормонов глюкагона и инсулина.

Регуляция деятельности гипофиза и гипоталамуса, кроме сигналов, идущих «сверху вниз», осуществляется гормонами «исполнительных» желез. Эти «обратные» сигналы поступают в гипоталамус и затем передаются в гипофиз, что приводит к изменению секреции соответствующих тропинов.

Рисунок 1 – Общая схема регуляции эндокринной системы по принципу «обратной связи»

Между нервной и эндокринной системами имеет место теснейшая функциональная зависимость (рисунок 1). ЦНС оказывает влияние на эндокринную систему двумя путями: с помощью вегетативной иннервации и изменения активности специализированных нейроэндокринных центров. Проиллюстрируем это на примере поддержания уровня глюкозы в крови при резком снижении концентрации глюкозы в кровяной плазме (гипогликемия). Понижение концентрации глюкозы в крови стимулирует активность α-клеток поджелудочной железы и выделение в кровь глюкагона, который обеспечивает расщепление полисахаридов и поступление в кровь глюкозы. Глюкорецепторы гипоталамуса реагируют на гипогликемию, усиливая освобождение глюкозы из печени через активацию симпатической нервной системы. Кроме этого, активируется мозговой слой надпочечников и выбрасывается адреналин, который снижает утилизацию глюкозы тканями организма, а также способствует освобождению глюкозы из печени. Другие нейроны гипоталамуса реагируют на гипогликемию, стимулируя выделение из коры надпочечников гормона кортизола, который усиливает синтез глюкозы в печени, когда это депо истощается. Кортизол также тормозит инсулинактивируемую утилизацию глюкозы всеми тканями, за исключением головного мозга. Результатом совместных реакций нервной и эндокринной систем является возвращение к норме концентрации глюкозы в кровяной плазме в течение 60-90 мин. Повышение содержания глюкозы в плазме крови (гипергликемия) стимулирует β-клетки поджелудочной железы и выделение в кровь инсулина, который снижает уровень глюкозы в плазме.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Внутренняя регуляции биоритмов определяется функцией гормональной регуляции, которая включают сложную трехуровневую систему: эпифиз–гипоталамус–клеточные мембраны. Роль основного водителя ритма в предложенной системе отводится супрахиазмальному ядру гипоталамуса, а роль посредника приносящего информацию о ритмах – гормону мелатонину, продуцируемому пинеальной железой из аминислоты триптофана. Активность эпифиза пинеальной железы зависит от периодичности освещения. На свету синтетические и секреторные процессы в нём ингибируются, а в темноте – усиливаются.

Световые импульсы воспринимаются рецепторами сетчатки и поступают в центры регуляции симпатической нервной системы головного и спинного мозга и далее – в верхние шейные симпатические ганглии, дающие начало иннервации пинеальной железы. В темноте ингибиторные нервные влияния исчезают, и активность пинеальной железы возрастает.

Железа выделяет мелатонин ритмично, под контролем супрахиазматических ядер (СЯХ) гипоталамуса, которые расположены над перекрестием зрительного нерва. Одна из функций СЯХ состоит в том, чтобы получают информацию о свете и темноте от глаз и передавать нервные импульсы на ткань пинеальной железы.

Задание 1.Рассмотрите суточную динамику гормона мелатонина, вырабатываемого клетками пинеальной железы (эпифизом) промежуточного мозга. С помощью таблицы 1 оцените зависимость между содержанием мелатонина в крови и уровнем освещенности светового дня.

Таблица 1 – Динамика мощности среднегодового солнечного потока [2]и уровня мелатонина

Для того чтобы оценить как зависит уровень мелатонина от режима освещенности используйте коэффициент корреляции Пирсона, если его модальная величина будет больше 0,7 это значит между плотностью потока и выработкой мелатонина есть сильная зависимость. Знак коэффициента корреляции Пирсона указывает на характер зависимости: если знак отрицательный – зависимость обратно пропорциональная: «чем меньше плотность светового потока, тем больше выработка мелатонина», иначе, если знак положительный – зависимость прямо пропорциональная, с увеличением плотность светового потока увеличивается и выработка мелатонина. Для оценки коэффициента корреляции заполните таблицу 2 и используйте формулу 1. Сформулируйте вывод.

R = [nSxy – (Sx) · (Sy)] / Ö[nSx² – (Sx)²] · [nSy² – (Sy)²] (1)

где R – коэффициента корреляции, отн.ед.;

n – количество значений;

x – плотность потока, ×100 МДж/час/м²

y – концентрация мелатонина, пг/мл

Таблица 2 – Промежуточные вычисления

Задание 2.В рабочей тетрадисоставьте таблицу 3, где опишите функции гормонов гипофиза, щитовидной и паращитовидной железы, поджелудочной железы, надпочечников и половых гормонов.

Таблица 3 - Физиологическая роль некоторых гормонов

Задание 3.В 1936 г. Ганс Селье ввел новый термин, характеризующий общий адаптационный синдром организма, который назвал стрессом. Стресс – это универсальная форма ответа организма на действие внешнего фактора. Внешний фактор, стрессор, может быть физиологическим и психологическим. Физиологические стрессоры оказывают непосредственное действие на ткани тела. К ним относятся болевые воздействия, холод, высокая температура, чрезмерная физическая нагрузка и др. Психологические стрессоры – это стимулы, которые сигнализируют о социальной значимости событий, это сигналы угрозы, опасности, переживания, обиды, необходимость решения сложной задачи. Стрессоры вызывают повышение активности гипоталамуса, в результате чего усиливается выработка кортиколиберинов, которые стимулируют выработку адренокортикотропина, который действует на кору надпочечников и стимулирует выброс в кровь глюкокортикоидов (кортизола).

При длительном действие стрессора наступает истощение и кора надпочечников не в состояние вырабатывать достаточные порции гормонов. На этом фоне развивается состояние дистресса, которое сопровождается такими симптомами как: гипертония, боль в спине, боли в сердце, раздражительность, потеря аппетита, депрессия. С помощью тест-опросника выполните перцептивную оценку типа стрессоустойчивости[3]. На каждый вопрос теста возможны три варианта ответа: «да», «нет», «иногда».

Текст опросника:

1. Очень ли трудна и напряженна ваша работа?

2. Часто ли вы думаете о работе по вечерам и выходным дням?

3. Часто ли вам приходится задерживаться на работе или дома

заниматься делами, связанными с работой?

4. Чувствуете ли вы, что вам постоянно не хватает времени?

5. Часто ли вам приходится торопиться, чтобы справиться со своими делами?

6. Испытываете ли вы нетерпение, когда видите, что кто-то выполняет работу медленнее, чем вы сами могли бы сделать?

7. Часто ли вы заканчиваете мысль собеседника до того, как он кончит говорить?

8. Если вам приходится ждать кого-нибудь, испытываете ли вы нетерпение?

9. Если вы испытываете напряжение или раздражение, трудно ли вам скрыть это?

10. Часто ли вас выводит из терпения ожидание в очередях?

11. Часто ли у вас возникает чувство, что время течет слишком быстро?

12. Предпочитаете ли вы поехать как можно быстрее, чтобы заняться более важным делами?

13. Вы почти всегда ходите и делаете все быстро?

14. Стараетесь ли вы быть во всем первым и лучшим?

15. Считаете ли вы себя человеком очень энергичным, напористым?

16. Считают ли вас энергичным и напористым ваша жена или близкие?

17. Считают ли ваши знакомые, хорошо знающие вас люди, что вы относитесь к своей работе слишком серьезно?

18. Часто ли бывает, что, читая или слушая собеседника, вы продолжаете думать о своих делах?

19. Часто ли ваша жена или близкие просят вас меньше заниматься делами и больше времени уделять семье?

20. Прилагаете ли вы усилия, чтобы победить в играх?

Обработка и интерпретация результатов:

На каждый вопрос ответу «да» приписывается 2 балла, ответу «нет» – 0 баллов; ответу «иногда» – 1 балл. Подсчитайте общее количество баллов, набранных вами в тесте.

Характеристика:

- от 0 до 10 баллов – высокая устойчивость к стрессу: люди такого типа четко определяют цели своей деятельности и выбирают оптимальные пути их достижения, стремятся справиться с трудностями сами, трудности и их возникновение подвергают анализу, делают правильные выводы. Могут долгое время работать с большим напряжением сил. Умеют и стремятся рационально распределять время;

- от 10 до 30 баллов– умеренная устойчивость к стрессу, промежуточный тип, в редких ситуациях люди такого типа склонны к потере контроля, могут проявлять нетерпение, принимать неверные решения или долго не решаться сделать выбор;

- от 30 до 40 баллов – не устойчивы к стрессу, типа характеризуются стремлением к конкуренции, достижению цели, обычно бывают не удовлетворены собой и обстоятельствами и начинают рваться к новой цели, проявляет агрессивность, нетерпеливость, гиперактивность, у них быстрая речь, постоянное напряжение лицевой мускулатуры.

[1] - впервые понятие гормон было предложено в 1849 г. в работах немецкого физиолога А. Бертольда и английских физиологов У. Бейлисса и Э. Старлинга

[2] Оценочные значения TMY (типичного метеорологического года)

[3] 30 Фетискин, Н.П. Социально-психологическая диагностика развития личности и малых групп/ Н.П.Фетискин, В.В.Козлов, Г.М.Мануйлов. – М.: Институт Психотерапии, 2005. – 490с.