Module 4 - Біологія людини "Тема 2. Регуляція функцій в організмі людини"

"Тема 2. Регуляція функцій в організмі людини"

Ключові слова: нервова система; ендокринна система; гуморальна регуляція, сіра та біла речовина, залоза, гормон, орган-мішень.

Головне в темі: Викладено основні принципи нервової та гуморальної регуляції функцій в організмі людини, показано їхній взаємозв’язок у виконанні регуляторних функцій. Докладно розглянуто будову спинного і головного мозку, вегетативної нервової системи, залоз внутрішньої секреції.

1. Кюнцель Д. Организм человека. Пер. с нем. – Берлин, VEB Verlag und Gesundheit, 1988.

2. Физиология человека. В 3-х томах. Пер. с англ./Под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. - М.: Мир, 1996.

3. Эккерт Р., Рэнделл Д., Огастин Дж. Физиология животных: Механизмы и адаптация: в 2-х т. Пер. с англ. – М.: Мир, 1992.

4. Сергеев Б.Ф. Занимательная физиология. – М.: Мол. гвардия, 1977.

5. Кветной И.М. Вездесущие гормоны. – М.: Мол. гвардия, 1988.

6. Мак-Мюррой У. Обмен веществ у человека. – М.: Мир, 1980.

7. Блум Ф., Лейзерсон Н., Хофстедер Л. Мозг, разум и поведение: Пер. с англ. – М.: Мир, 1988.

8. Беркинблит М.Б., Жердев А.В., Тарасова О.С. Задачи по физиологии человека и животных: Экспериментальное учебное пособие. – М.: МИРОС, 1995.

Структурними елементами нервової системи є нервові клітини - нейрони, а також клітини глії (нейроглії); варто зазначити, що функціональною одиницею нервової системи є об’єднання кількох нейронів за функцією – рефлекс (див. Мал. 4.2.6).

Мал. 4.2.5. Будова нервової клітини, нерва, нервового волокна

Будова нервової клітини (І), нерва (ІІ), нервового волокна (ІІІ):

4 - загальний стовбур нерва, 5 - розгалуження нервового стовбура, 6 - пучки нервових волокон,

7 - перехват Ранв’є, 8 - аксонема, 9 - мієлінова оболонка

Мал. 4.2.6. Схеми рефлекторних дуг і приклади рефлекторних дуг різних рефлексів

I та ІІ: 1 – рецептор у м’язах і сухожилках; 1а - рецептор у шкірі; 2 – доцентрове чутливе волокно; 2а – нейрон спинномозкового вузла; 3 – вставний нейрон; 4 – руховий нейрон; 5 – відцентрове рухове волокно; 6 – м’яз;

ІІІ: 1 – рухова зона кори ; 2 – згір’я; 3 – червоне ядро середнього мозку; 4 –мозочок; 5 – спинний мозок; 6 – м’яз; 7 – нервові шляхи від спинного мозку до головного; 8 – нервові шляхи від головного мозку до спинного.

Основні функції нервової системи – контроль діяльності всіх органів і систем організму, інтеграція (об'єднання в єдине ціле) і здійснення координації їхньої роботи. Діяльність нервової системи можна розглядати і як виконання інформаційно-керуючих функцій в організмі. З цього погляду нервова система отримує інформацію, зберігає і переробляє, а також відіграє вирішальну роль у подальшій її реалізації, що відбивається в керуванні діяльністю органів і систем органів.

1 - головний мозок, 2 - мозочок, 3 - шийне сплетіння, 4 - спинний мозок, 5 - серединний нерв, 6 - ліктьовій нерв,

7 - променевий нерв, 8 - стегновий нерв, 9 - плечове сплетіння, 10 - міжреберні нерви, 11 - поперекове сплетіння,

12 - крижово-куприкове сплетіння, 13 - сідничний нерв

Функціонально нервову систему поділяють на соматичну і вегетативну (автономну). Соматична НС пов'язана з координацією діяльності довільної (поперечносмугастої скелетної) мускулатури, вегетативна регулює активність внутрішніх органів, залоз, іннервує гладеньку мускулатуру. Варто мати на увазі, що контроль над діяльності ефекторів вегетативної нервової системи (органів, які підконтрольні) здійснюється також вище розташованими відділами центральної нервової системи. Вегетативна нервова система складається з двох відділів – симпатичної і парасимпатичної нервової системи.

Нервові клітини вегетативної нервової системи, які здійснюють регуляцію діяльності залоз і мускулатури внутрішніх органів, винесені на периферію і лежать за межами ЦНС. Їхні тіла розташовуються в гангліях вегетативної нервової системи. Волокна, що з'єднують спинний мозок з вегетативними гангліями, називаються прегангліонарними волокнами, а ті, що йдуть від нейронів, розташованих у гангліях, до підконтрольних органів - постгангліонарними волокнами. Більшість органів мають як симпатичну, так і парасимпатичну іннервацію. Однак деякі, наприклад, судини шкіри, органи чуття, одержують сигнали тільки від симпатичної нервової системи. Симпатична система впливає на роботу серця, збільшує частоту і глибину подиху, викликає інтенсифікацію обмінних процесів, сповільнюючи при цьому моторику шлунково-кишкового тракту і пригнічуючи діяльність травних залоз, а також розширює периферичні кровоносні судини м'язів і шкіри. В цілому організм приводиться в стан готовності до активних дій - боротьби, втечі. Ганглії симпатичної нервової системи розташовуються на деякому віддаленні від органів-мішеней. Частина з них лежить з боків від хребта, утворити правий і лівий симпатичні стовбури. Дія парасимпатичної нервової системи в більшості випадків спричиняє протилежний ефект: знижується сила і частота серцевих скорочень, подих стає рідше, кров доливає до внутрішніх органів, активується діяльність травної системи . Таким чином, дія цього відділу вегетативної нервової системи сприяє протіканню відбудовних процесів в організмі. Парасимпатичні ганглії розташовуються поблизу чи всередині іннервованих органів. Існує ряд інших відмінностей симпатичного і парасимпатичного відділів вегетативної нервової системи (див. табл.1 ).

Табл. 1 Порівняння дії симпатичної і парасимпатичної систем

	Симпатична НС	Парасимпатична НС
Загальна дія	Готує органи тіла до активних дій у стресових ситуаціях (англ. fight, fright, flight – переляк, боротьба, втеча)	Перелаштовує діяльність внутрішніх органі до стану спокою
Вплив на певні органи та системи:
Серце	Підсилює частоту та силу серцевих скорочень	Зменшує частоту та силу серцевих скорочень
Дихальна система	Підсилює частоту та глибину вдихів	Зменшує частоту та глибину вдихів
Приток крові до органів:
Мозок, скелетні м’язи	Збільшується	Зменшується
Органи дихання	Збільшується	Зменшується
Шкіра	Збільшується (шкіра „червоніє”)	Зменшується
Органи травлення, виділення	Зменшується	Збільшується
Шлунково-кишковий тракт	Пригальмовує моторику та секрецію	Активізує секрецію травних соків, моторику
Зіниці	Розширюються (скорочення радіальних м’язів радужки)	Звужуються (скорочення кільцевих м’язів радужки)
Нирки	Пригальмовує виділення сечі	Активізує виділення сечі
Сечовий міхур	Спорожняється (інколи рефлекторно)	Наповнюється
Розташування нервових вузлів	Поблизу від спинного мозку	Поблизу від органів
Медіатор	Норадреналін	Ацетилхолін
Інтеграція з гуморальною системою	Гормон адреналін, який виділяється наднирковими залозами	–

Спинний мозок – тяж нервової тканини, що лежить у каналі хребта. Таким чином, він з усіх боків захищений хребтом.

Мал. 4.2.8. Будова нервової системи. Спинний мозок

Верхня частина спинного мозку на рівні першого шийного хребця переходить у довгастий мозок. Спинний мозок складається з 31-33 сегментів, тобто меметамерну будову. На поперечному зрізі можна побачити, що по периферії спинного мозку розташовується біла речовина, а в центрі сіра. Остання в більшості сегментів за формою нагадує метелика, в ньому розрізняють передні і задні роги. Сіра речовина складається з тіл нейронів. У передніх рогах розташовані мотонейрони (рухові нейрони, їх ще називають еферентними, чи відцентровими). Це клітини, що направляють свої аксони до м'язових волокон, тобто надсилають сигнал до ефектора, виконавчого органа. Задні роги містять нервові клітини, на яких закінчуються відростки чутливих нейронів (аферентних, чи доцентрових), що приносять інформацію від різних частин тіла. Тіла самих аферентних нейронів розташовуються в спинномозкових гангліях. Біла речовина утворена волокнами нервових клітин.

Від кожного сегмента відходять по двох пари корінців спинного мозку - передніх і задніх. Передні несуть відростки мотонейронів, задні - відростки чутливих нейронів, в задніх корінцях розташовано ганглії, яких находяться тіла чутливих нейронів. На виході зі спинного мозку корінці з'єднуються й утворюють пари спинномозкових нервів (правий і лівий).

На рівні спинного мозку замикається ряд рефлексів, наприклад, колінний рефлекс.

У білій речовині спинного мозку розташовуються довгі висхідні і низхідні нервові шляхи. Перші являють собою аксони нейронів спинного мозку, що направляються в головний мозок, а другі - відростки нейронів головного мозку, що йдуть у спинний. Таким чином, спинний мозок є зв'язаним із головним, котрий здійснює контроль і координацію діяльності всіх органів і систем; дві основні його функції – рефлекторна і провідникова.

Як і в інший хребетних, мозок людини складається з п'яти відділів. У процесі ембріогенезу він утворюється з трьох мозкових пихурів - переднього, середнього і заднього. Передній дає початок кінцевому і проміжному мозку, середній - середньому мозку, а задній - задньому і довгастому мозку. З порожнини пухирів утворюються шлуночки мозку. В ньому, як і спинному мозку, є біла та сіра речовина, але їхнє взаємне розташування може відрізнятися в різних ділянках мозку.

Мал. 4.2.9 Поздовжній розріз головного мозку (видно праву півкулю)

1 - довгастий мозок, 2 - вароліїв міст, 3 - шлуночок мозку, 4 - середній мозок,

Стовбур мозку, що є продовженням спинного мозку, починається з довгастого мозку і варолієва моста. Довгастий мозок є безпосереднім продовженням спинного мозку і зберігає риси сегментарної будови. Від заднього мозку відходять 5-12-ті пари черепно-мозкових нервів (їх всього 12), що іннервують м'язи шиї, обличчя, ротової порожнини, гортані, глотки, трахеї, а також шлунково-кишковий тракт, серце, судини, слинні залози. По аферентних волокнах (волокнах, що передають інформацію від периферії до центра) у задній мозок надходять сигнали від чутливих закінчень, розташованих у слизовій оболонці рота, носа, глотки, гортані, стравоходу, а також ряду інших внутрішніх органів. Крім того, цей відділ мозку отримує інформацію від органа слуху і вестибулярного апарата. Рефлекторні реакції заднього мозку, пов’язані переважно з центрами довгастого мозку, є життєво важливими для організму. Назвемо деякі з них: рефлекси, пов'язані з підтримкою пози; харчові рухові рефлекси (жування, ковтання); контроль діяльності травних залоз; регуляція роботи серця, захисні рефлекси (кашлевий). Тут знаходяться дихальний центр , що здійснює регуляцію дихання, і судинноруховий центр, робота якого пов'язана зі зміною отвору судин і регуляцією артеріального тиску.

Мозочок (який ще інколи називають "малий мозок") складається з двох півкуль і т. зв. черва, який зв’язує півкулі мозочка. Як і великі півкулі кінцевого мозку, мозочок має кору, утворену сірою речовиною, а його поверхня розділена борознами на частки. Є також ядра сірої речовини всередині мозочка, серед білої речовини.

Середній мозок. У цьому відділі мозку знаходяться підкіркові зорові і слухові центри, які контролюють зорові (рухи голови та очей, що дозволяють фіксувати поглядом об'єкти) та слухові (обертання голови до джерела звуку) рефлекси. Крім того, середній мозок бере участь у регуляції рухів і підтримці м'язового тонусу. Нейрони середнього мозку відповідальні за здійснення орієнтових, сторожових і оборонних рефлексів у відповідь на несподіваний світловий чи звуковий подразник. Помітимо, що в онтогенетичному плані сітківка являє собою ділянку середнього мозку, винесену на периферію, тому що формується з випинань середнього мозкового пухиря.

Ця структура грає винятково важливу роль у регуляції рухової активності. Інформація про положення тіла в просторі і відносное розташуванні його частин, що сюди надходить, піддається ретельному аналізу і на його основі здійснюється корекція існуючої програми рухового акта. Мозочок бере участь у підтримці пози, регулює тонус скелетної мускулатури, а також у реалізації швидких послідовних рухів.

Таламус є структурою, через яку інформація від розташованих нижче відділів мозку надходить у кору великих півкуль. Він складається з ядер, що у функціональному відношенні можна розділити на специфічні, неспецифічні й асоціативні. Специфічні ядра виконують функцію реле, переключаючи інформацію, що надходить від рецепторів сенсорних систем (за винятком нюхового аналізатора), на нейрони відповідних відділів кори, а також здійснюють первинний аналіз інформації, що надходить, беручи участь у визначенні фізичних параметрів стимулу. Неспецифічні ядра таламуса тісним образом зв'язані з нейронами ретикулярної формації (дифузно розташовані скупчення нервових клітин у задньому і середньому мозку), що впливають на більшість структур мозку. На відміну від специфічних, неспецифічні ядра мають проекції в усі області кори, беручи участь у регуляції тонусу коркових нейронів, тобто регуляції активності мозку в цілому і окремих відділів, наприклад, сну. На рівні асоціативних ядер таламуса відбувається міжсенсорний синтез інформації, що надходить від периферичних рецепторів, і її передача в асоціативні області кори.

Гіпоталамус є вищим вегетативним центром, місцем інтеграції роботи нервової, ендокринної та імунної систем. Ця структура відіграє ключову роль у підтримці гомеостазу. Термін "гомеостаз" був введений у 1929 році американським вченим У. Кенноном і позначає динамічну сталість внутрішнього середовища організму, підтримувану в умовах зміни навколишнього середовища. Найбільш істотною є підтримка у визначених межах таких параметрів як температура тіла, концентрація речовин у тканинах, осмотичний тиск і рН рідин організму (водневий показник, що вказує на кислотність або лужність середовища), необхідні для дотримання умов протікання обмінних процесів. Найбільш тверді границі гомеостазу мають параметри, які визначають функціональну активність ферментів, що є обов'язковою умовою здійснення реакцій метаболізму в клітинах і тканинах. З гіпоталамусом пов'язане функціонування центральних механізмів терморегуляції. В його передній частині локалізуються центри, що регулюють тепловіддачу, а також термочутливі нейрони, а в області заднього гіпоталамуса знаходяться центри, що контролюють процеси продукції і збереження тепла. Гіпоталамус бере участь в організації різних форм поведінки, зв'язаних із задоволенням основних життєвих потреб: угамування спраги, голоду, реалізація статевого інстинкту. Крім того, гіпоталамус має тісні зв'язки з гіпофізом, будучи сполучною ланкою між нервовою і гуморальною системою регуляції, і виділяє гормони, що регулюють виділення гіпофізом відповідних типів власних гормонів (т.зв. ліберіни та статіни), а аткож тут синтезуються окситоцин і вазопресин – гормони задньої долі гіпофізу.

Мал. 4.2.10. Зовнішня поверхня кори головного мозку

1 - слухова зона (назовні), 2 - чутливо-рухова, 3 - зорова, 4 - нюхова зона (всередині), 5 - руховий, 6 - слуховий, 7 - мовний центри

1 - лобова, 2 - тім’яна, 3 - скронева, - 4 - потилична долі

Кінцевий мозок складається з ядер сірої речовини в товщі мозку (базальних гангліїв), кори великих півкуль і білої речовини. Базальні ганглії входять до кількох функціональних систем мозку (наприклад, лімбічної системи). Вони беруть участь у координації і регуляції рухової активності, з ними пов’язане виконання стереотипних дій, формування навичок, т.зв. комплексів фіксованих дій тощо.

Кора великих півкуль підрозділяється на давню, стару і нову кору. Структурам старої і давньої кори належить важлива роль у процесах формування емоцій, мотивацій і реалізації відповідних форм поведінки. Крім цього, з функціонуванням ряду елементів старої і давньої кори пов'язані процеси запам'ятовування і відтворення інформації. Нова кора - найбільш молода в еволюційному плані ділянка мозку, яка в людини займає близько 96 % поверхні кори великих півкуль. Підвищення рівня організації тварин супроводжується збільшенням поверхні кори за рахунок утворення великої кількості звивин і складок. Корі належить виняткова роль у зв'язку зі здійсненням психічної діяльності. Багато сучасних учених дотримують точки зору, що свідомість виникає в результаті спільних дій безлічі клітин мозку так само, як травлення є результат спільних дій клітин травного тракту. Це зауваження передає суть підходу до проблем вивчення вищої нервової діяльності нейробіологами. В корі знаходяться вищі інтегративні центри мозку, що здійснюють свідому регуляцію діяльності організму. Сенсорні зони отримують від рецепторів "дані" тієї чи іншої модальності. Інформація, що до них потрапила, передається в асоціативні зони кори, в яких відбуваються процеси синтезу й аналізу отриманих даних, їхнє зіставлення з наявними. На підставі цього складається програма дій, що передається на рухові області кори, а також прогнозування можливих варіантів розвитку ситуації. Рухова, або моторна кора посилає сигнали, що спрямовуються до рухових нейронів спинного мозку.

Топографія деяких зон кори представлена на мал. 4.2.10. В людини асоціативні відділи кори займають велику площу, аніж проекційні (сенсорні) і мають більш складну будову. Кінцевий мозок розділений на дві півкулі, що зв'язані між собою так називаними комісурами. Найбільш помітної з них є мозолисте тіло. У функціональному (а також і в анатомічному) відношенні півкулі не рівнозначні. Ліва - відповідальна за мовні функції, воно вербалізує (передає в словах) інформацію. У своїй роботі воно використовує принцип розбивки на частині. Це "аналітична" півкуля, яка відповідальна за логічне мислення, операції з символами (математичними знаками, літерами тощо), вона має мовні центри і відповідає за мовлення. Права півкуля, навпаки, "синтетична", для неї характерним є цілісне сприйняття дійсності. Ця півкуля "мислить" образами, так би мовити, „має графічний інтерфейс”; що відрізняє від лівої з її „текстовим інтерфейсом”.

Органи, в яких ендокринними є окремі групи клітин:

Ендокринна система здійснює координацію і регуляцію діяльності органів і систем організму за допомогою виділення в кров ряду біологічно активних речовин (гормонів) і транспорту їх до місць призначення зі струмом крові. Гормони виробляються ендокринними залозами або спеціалізованими групами клітин різних органів. На відміну від екзокринних (залоз зовнішньої секреції), ендокринні залози не мають вивідних проток і виділяють свої секрети безпосередньо в циркулюючі рідини організму. За своїм хімічним складом гормони досить різноманітні. Це можуть бути білки, пептиди, похідні амінокислот, стероїди, жирні кислоти. Переносячись зі струмом крові, гормони досягають більш-менш віддалених органів і мають на них специфічні впливи, як правило, не відтворювані іншими речовинами. Той орган, функціональна активність якого змінюється під дією того чи іншого гормону, називається "органом-мішенню". Для здійснення біологічної дії досить дуже невеликої кількості гормону. Таким чином, можна виділити наступні характерні риси гормонів:

Механізм дії гормонів різний. Він може бути заснований на стимуляції чи пригніченні каталітичної функції ферментів клітин органів-мішеней, зміні проникності плазмалеми, впливі на процеси біосинтезу шляхом регуляції активності різних генів. Відмінною рисою гормонів є те, що вони мають дію лише на складні клітинні структури (такі як: мембранні комплекси, ферментні системи). Специфічність впливу гормону на клітини органа-мішені забезпечується існуванням на мембранах останніх рецепторів, здатних впізнавати певні ділянки молекули гормону і зв'язуватися з ними.

Гуморальна регуляція здійснюється значно повільніше, ніж нервова, але при цьому її ефекти більш тривалі. Слід зазначити, що відповідь на гуморальний сигнал звичайно носить генералізований (тобто такий, що охоплює значні ділянки тканин і органів, навіть організму в цілому) характер, у той час як реакції при нервовій регуляції чітко локалізовані. Більшість механізмів гормональної регуляції пов’язані з наявністю пар гормонів протилежної дії (гормонів-антагоністів), один з яких підсилює, а другий – пригнічує певну функцію; можуть виділятися як однією, так різними залозами. Для виконання своїх регуляторних функцій гормональні речовини не повинні накопичуватися в організмі. Тому важливе значення має швидкість їхньої інактивації, що може полягати як у хімічних перетвореннях активних молекул, так і в їхній деградації з наступним виведенням з організму.

Регуляція функцій більшості ендокринних залоз здійснюється за принципом зворотного зв'язку, наприклад, якщо сигналом для виділення гормону є зниження концентрації певної речовини в крові, то підвищення концентрації цієї речовини внаслідок дії гормону (або інших гормонів) вливає на виділення гормону як гальмівний сигнал. Ці впливи можуть бути прямими і непрямими (за участю інших залоз внутрішньої секреції). Нервові волокна, що іннервують залозу, як правило, не мають безпосереднього впливу на її секреторні клітини, а лише змінюють рівень її кровообігу (виключення складають епіфіз і мозкова речовина надниркових залоз). Сполучною ланкою між ЦНС і ендокринною системою є гіпоталамус. Він з'єднаний з гіпофізом локальною мережею кровоносних судин, по яких гормони, секретовані нейронами гіпоталамуса, досягають гіпофіза і впливають на виділення ним тропних гормонів.

Ендокринна система представлена наступними органами.

Гіпофіз розташовується в основі черепа, складається з трьох часток: передньої, середньої і задньої. Відмінною рисою цієї залози є те, що органами-мішенями деяких її гормонів (так званих "тропних" гормонів) є інші ендокринні залози. До продуктів передньої частки гіпофіза відносяться:

лютеінізуючий гормон, що має вплив на гонади (статеві залози), і викликає вироблення ними статевих гормонів (тестостерону в чоловіків, естрогенів і прогестерону в жінок), а також регулює статеві цикли;

фолікулостимулюючий гормон, що стимулює дозрівання статевих клітин (гамет);

тиреотропін, що підвищує секрецію щитовидної залози;

пролактин, що викликає ріст молочних залоз і секрецію молока, регулює батьківську поведінку тощо;

соматотропний гормон (гормон росту), що стимулює ростові процеси в організмі, особливо ріст кісток і синтез білка.

Середня частка гіпофіза продукує меланоцитстимулюючий гормон, що впливає на пігментацію шкіри та волосся, регулює функцію сальних залоз.

Задня частка секретує гормони окситоцин і вазопресин (антидіуретичний гормон), які утворюються в гіпоталамусі і транспортуються по аксонах у гіпофіз. Органами-мішенями вазопресину є ниркові канальці (у яких він підсилює процеси зворотного всмоктування води) і артеріоли (скорочення гладеньких м’язів їхніх стінок викликає підвищення артеріального тиску). Окситоцин стимулює скорочення гладенької мускулатури матки.

Щитовидна залоза - непарне утворення, що складається з двох часток, розташована в середній області шиї під гортанню. Секретує гормони тироксин і трийодтиронін, що відіграють важливу роль у регуляції основного обміну - регуляція енергетичного обміну на рівні клітин, а також таких процесів, як ріст і розвиток організму, диференціація тканин. Під їхнім впливом відбувається активація синтезу білків, інтенсивніше йдуть процеси всмоктування вуглеводів у кишечнику. Падіння концентрації цих гормонів у крові різко знижує рівень метаболізму. Наслідком цього є збільшення жирових відкладень. Крім того, у щитоподібній залозі виробляється гормон, що регулює обмін кальцію і фосфору, - кальцитонін , що знижує рівень кальцію і збільшує - фосфатів у плазмі крові. До складу гормонів щитоподібної залози входить йод, тому його недостача в їжі позначається на виробленні тироксину і трийодтироніну.

Недостатня секреція гормонів компенсується за рахунок розростання тканини залози. Це є причиною захворювання із назвою "зоб". Знижена активність щитоподібної залози (гіпотиреоз) у дорослих приводить до мікседеми, симптомами якої є зменшення інтенсивності обміну речовин, частоти серцевих скорочень, температури, розвиток набряків у тканинах, відбувається зниження розумової активності. У дитячому віці гіпофункція щитоподібної залози викликає порушення нормального інтелектуального і фізичного розвитку. Недостатня кількість тиреоїдних гормонів з моменту народження приводить до кретинізму. Гіперфункція залози викликає розвиток базедової хвороби. При цьому різко підвищується інтенсивність основного обміну, з'являється надмірна пітливість, різко зростає споживання кисню і теплопродукція, частота серцевих скорочень. Сама щитоподібна залоза збільшується в розмірах, розвивається витрішкуватість, хворий сильно худне, стає нервовим і дратівливим.

Паращитоподібні залози розташовані на поверхні чи в тканині щитоподібної залози, по дві з кожної сторони. Вони виробляють паратгормон, що бере участь, як і кальцитонін, у регуляції концентрації кальцію і фосфору в плазмі крові, і є його антагоністом. При недостатній кількості паратгормону вміст Са в крові знижується в результаті більш активного виведення його із сечею, кількість же фосфатів збільшується. Зниження рівня Са в плазмі викликає підвищення збудливості ЦНС і призводить до судом. У випадку надлишкової секреції гормону, зміни у вмісті Са і Р мають протилежну спрямованість. Паратгормон активує функцію остеокластів - клітин, що викликають деструкцію кісток. Внаслідок цього концентрація іонів кальцію в крові зростає. У хворих з надлишковою функцією паращитоподібних залоз розвивається остеопороз (руйнування кісткової тканини).

Крім продукції Т-лімфоцитів, що забезпечують клітинний імунітет, цей орган виробляє гормони тимозини і тимопоетини, які стимулюють імунні реакції організму і ростові процеси (стимулюють дозрівання різних Т-лімфоцитів).

Епіфіз розввивається в ембріогенезі з випинання проміжного мозку та розташовується над третім мозковим шлуночком. Містить високі концентрації серотоніну, норадреноліну і мелатоніну та впливає на роботу статевих залоз. Ураження епіфіза в дітей викликає раннє статеве дозрівання. Зміна світлового режиму впливає на функціональну активність шишкоподібної залози, тому що на неї впливають структури головного мозку, які одержують інформацію від фоторецепторів сітківки. Епіфіз разом з ретикулярною формацією бере участь в організації біологічних ритмів.

Наднирники - парний орган, що прилягає до верхівок нирок. Складається з кори і мозкової речовини, що функціонують як відносно самостійні ендокринні залози.

Кора наднирників секретує три групи гормонів:

1. Мінералокортикоїди, що здійснюють регуляцію мінерального обміну. Головним чином це стосується вісту іонів Н⁺, натрію і калію в організмі. Найбільш активним з них є альдостерон.

2. Глюкокортикоїди, що мають вплив на обмін вуглеводів, білків і жирів (кортизон). Вони підвищують рівень цукру в крові за рахунок синтезу глюкози з амінокислот. Цей процес супроводжується катаболізмом білків і екскрецією азотистих продуктів обміну речовин із сечею. Крім того, глюкокортикоїди активують процеси мобілізації жиру з жирових депо і включення його в енергетичний обмін. Гормони цієї групи мають протизапальну й антиалергічну дію.

3. Статеві гормони (в основному андрогени). У зрілому віці ці гормони наднирників відіграють незначну роль через активне функціонування статевих залоз. Однак на ранніх етапах розвитку під їхнім впливом відбуваються процеси розвитку скелета, м'язової системи, диференціація зовнішніх статевих органів. У жінок синтезується завжди як анаболічний гормон.У старості кора наднирників знову стає єдиним місцем утворення статевих гормонів.

В мозковій речовині надниркових залоз утворюються адреналін і норадреналін, секреція яких викликає формування реакції готовності до боротьби чи втечі. Це приводить до мобілізації ресурсів організму і підвищення працездатності в надзвичайних умовах. Дія адреналіну викликає збільшення сили і частоти серцевих скорочень, підвищення рівня глюкози в крові, розширення зіниць, пригнічення діяльності кишечнику, звуження капілярів шкіри і внутрішніх органів і розширення при цьому кровоносних судин, що постачають мозок, м'язи і серце.

Підшлункова залоза є залозою змішаної секреції, розташована в черевній порожнині ліворуч, під шлунком. Її ендокринна частина представлена альфа- і бета-клітинами острівців Лангерганса, секретуючими відповідно глюкагон і інсулін (а також інші гормони). Глюкагон бере участь у регуляції вуглеводного і жирового обміну, підвищуючи рівень цукру в крові. Цей ефект досягається в результаті посилення процесів розщеплення глікогену в печінці з утворенням глюкози і стимуляції її синтезу з амінокислот. Інсулін, на противагу глюкагону, знижує рівень глюкози в крові завдяки збільшенню проникності для глюкози мембран клітин жирової тканини, міокарда і кісткових м'язів і посилення її внутрішньоклітинного обміну; стимуляції утворення глікогену з глюкози в печінці; зниженню синтезу глюкози з амінокислот. Ефекти інсуліну більш значні, чим дія глюкагона, тому при ушкодженні підшлункової залози в основному позначається відсутність інсуліну. Недостатня кількість цього гормону (внаслідок зниження кількості кліток чи їх недостатньої секреторної активності) призводить до захворювання, відомого за назвою "цукровий діабет". Виникає парадоксальна ситуація, коли, незважаючи на надлишок цукру в крові, він не засвоюється тканинами організму. Більш того, глюкоза починає виводитися з організму із сечею, тому що її рівень у крові стає вищим максимальної межі, при якій вона ще може реабсорбуватися в нирках. У дорослих хвороба часто супроводжується ожирінням. Інсулін-залежний цукровий діабет - аутоімунне захворювання. Гіперглікемія (підвищений зміст глюкози в крові) може бути викликана також нечутливістю організму до інсуліну внаслідок недостатності рецепторів цього гормону в системах-мішенях.

Це парні органи, що виконують функцію змішаної секреції (як продукти зовнішньої секреції виступають статеві клітини - сперматозоїди і яйцеклітини, внутрішньої – статеві гормони). Яєчка - чоловічі статеві залози. У них утворюються андрогени (чоловічі статеві гормони, найбільш активним з який є тестостерон). Андрогени регулюють репродуктивні функції в організмі чоловіка. Під їхнім впливом відбувається розвиток статевих органів і статеве дозрівання, в організмі розвиваються вторинні статеві ознаки, формується статева поведінка. Яєчники - жіночі статеві залози. Під впливом виділюваних ними естрогенів розвиваються жіночі статеві органи, формуються вторинні статеві ознаки, а також характерна статура з особливостями відкладення жиру в жінок. Прогестерон, секретований цими органами, відіграє важливу роль у підготовці і підтримці вагітності. Гормони жіночих статевих залоз регулюють менструальний цикл. У яєчниках виробляється також деяка кількість андрогенів.

Ці органи містять клітини, що синтезують гормони, тож їх можна віднести до ендокринних залоз. Під дією реніну, виділюваного нирками, відбувається перетворення білка-попередника ангіотензиногена в гормон ангіотензин, що регулює тонус судин і секрецію альдостерону наднирниками. У печінці під впливом соматотропного гормону, що синтезується в гіпофізі, утворюються гормони соматомедини, що беруть участь у регуляції процесів росту, а в нирках - еритропоетин, що стимулює еритропоез (утворення еритроцитів шляхом стимулювання поділу клітин у червоному кістковому мозку).

В ендокринних клітинах шлунка утворюється гастрин, що стимулює секрецію шлункового соку та регулює поведінку, спрямовану на пошуки їжі. Дванадцятипала кишка виділяє такі гормони, як

холєцистокінін, зумовлює скорочення жовчного міхура і секрецію панкреатичного соку.

Крім вищеназваних, відомо ще багато різних гормонів.

Імунна регуляція. Взаємодія систем регуляції

Головна функція імунної системи — захисна. Імунна система розпізнає й усуває чужорідний («не свій») матеріал: патогенні мікроорганізми, чужорідні речовини, пересаджені органи. Саме через це хворим із пересадженими органами доводиться приймати препарати, які пригнічують роботу імунної системи. Крім того, імунна система постійно відшукує і знищує клітини свого організму, які чомусь змінили свої властивості.

Механізми регуляції, які розглянуто в цьому параграфі поодинці, діють одночасно і взаємозалежно. У складному організмі не може бути єдиного центру, що переробляв би всю необхідну для узгодженої дії його частин інформацію. Замість того розвиваються кілька управляючих систем, кожна з яких розв’язує певні завдання. Взаємодія цих систем і забезпечує злагоджену роботу організму. Наприклад, у людини гіпоталамус управляє роботою гіпофіза. Гіпофіз, у свою чергу, регулює активність усіх ендокринних залоз, а через тимус (вилочкову залозу) управляє ще й імунною системою. Гормони, продуковані ендокринною системою, і регулятори, які виробляються імунною системою, впливають на гіпоталамус. Внаслідок таких взаємодій нервова, ендокринна та імунна системи працюють як єдине ціле.

Отже, характерною властивістю організмів є наявність регуляторних систем. Біосистема стає організмом тільки в тому разі, якщо внаслідок злагодженої взаємодії усіх її частин вона реагує на зовнішні умови як єдине ціле.