Підручник з Біології і екології (профільний рівень). 11 клас. Задорожний - Нова програма

§ 37. Значення ендокринної та нервової систем для адаптації в людей і тварин

Поміркуйте

  • Чому емоції можуть впливати на фізіологічні функції організму?

Згадайте

  • Гормони
  • Ендокринні залози
  • Роль безумовних рефлексів у підтриманні гомеостазу

Гіпоталамо-гіпофізарний комплекс як центр управління адаптаційними змінами

Як вам уже відомо, усі функції організму хребетних тварин регулюються нервовою та ендокринною системами. Для досягнення корисного для організму пристосувального результату ці системи взаємодіють між собою. Вибіркове об'єднання окремих структур організму в цілісну систему для виконання будь-якого акту поведінки або функції називається функціональною системою.

Злагоджену взаємодію нервової й ендокринної систем забезпечує гіпоталамо-гіпофізарна система. Гіпоталамус є частиною проміжного мозку і пов'язаний майже з усіма відділами ЦНС. Від його основи відходить маленька структура — гіпофіз, до складу якого входять передня і задня частки. Гіпоталамус і передня частка гіпофіза пов'язані спільною системою кровоносних судин.

Клітини гіпоталамуса мають подвійну функцію. По-перше, вони функціонують, як звичайні нервові клітини, посилаючи іншим нейронам нервові імпульси, а по-друге, вони здатні секретувати біологічно активні речовини.

Коли клітини гіпоталамуса сприймають сигнали, що надходять із різних частин нервової системи, вони у відповідь секретують нейропептиди, які надходять у гіпофіз. Нейропептиди, що впливають на клітини передньої долі гіпофіза, називаються рилізинг-факторами, а на клітини задньої долі — нейрогормонами.

Під дією рилізинг-факторів гіпоталамуса передня частка гіпофіза виділяє в кров гормони, які регулюють ендокринну функцію паращитоподібних залоз, наднирників і підшлункової залози. Нейрогормони гіпоталамуса — антидіуретичний гормон (АДГ) та окситоцин — надходять у задню частку гіпофіза, секретуються нею в кров і діють на органи-мішені безпосередньо.

Таким чином, гіпоталамо-гіпофізарна система є прикладом тісної взаємодії нервового і гуморального способів регуляції функцій організму. Нервові імпульси, що надходять із мозку, перетворюються гіпоталамусом на ендокринні стимули (мал. 37.1).

Рилізинг-фактори гіпоталамуса

Гормони, що секретуються гіпофізом

Дія гормонів передньої долі гіпофіза

Соматоліберин і соматостатин

Соматотропін (СТГ)

Гормон росту, сприяє росту тканин

Кортиколіберин

Адренокортикотропін (АКТГ)

Сприяє синтезу і секреції гормонів кори надниркових залоз. Секреція АКТГ стимулюється стресом

Тироліберин

Тиреотропін (ТТГ)

Необхідний для синтезу і секреції гормонів щитоподібної залози

Гонадоліберини: фоліберин і люліберин

Гонадотропіни: фолікулостимулюючий (ФСГ) і лютеїнізуючий (ЛГ) гормони

ФСГ у чоловіків контролює сперматогенез, у жінок він необхідний для росту фолікулів яєчника.

ЛГ у чоловіків сприяє синтезу тестостерону, у жінок — синтезу естрогенів і прогестерону

Пролактоліберин і пролактостатин

Пролактин

Стимулює утворення молока після народження дитини

Меланоліберин і меланостатин

Меланотропіни

Відповідають за пігментацію шкіри

Мал. 37.1. Гіпоталамо-гіпофізарна система зумовлює структурний і функціональний зв'язок нервової й ендокринної систем

Роль гормонів у пристосувальних реакціях

Під час адаптації організму до умов середовища велику роль відіграє гормональна регуляція обміну речовин. Гормони регулюють активність клітин організму, змінюючи перебіг їх метаболічних реакцій.

Як ви вже знаєте, гормональний сигнал сприймається клітиною декількома способами (докладніше див. § 22). Деякі гормони взаємодіють із рецепторами на поверхні клітини, і їхній сигнал далі передається за допомогою вторинних посередників. Деякі гормони дифундують через плазматичну мембрану, взаємодіють із внутрішньоклітинними рецепторами і потім переносяться в ядро. Як результат — у клітині змінюється активність уже синтезованих ферментів або ж регулюється транскрипція їх генів у ядрі (мал. 22.1). Таким чином гормональний сигнал змінює перебіг метаболічних реакцій у клітині.

Наприклад, якщо необхідно посилити фізичну активність організму, гормони посилюють синтез структурних і ферментних білків. Унаслідок цього збільшується кількість клітинних структур, зростає функціональна активність клітини, органа, а значить, і організму в цілому. Крім того, гормони посилюють енергетичний обмін, а саме стимулюють розщеплення жирів, глікогену і мобілізацію глюкози.

Роль умовних рефлексів у пристосувальних процесах

Діяльність нервової системи щодо пристосування тварин і людини до мінливих умов середовища реалізується через рефлекси. У процесі еволюції виникли безумовні рефлекси — спадково закріплені реакції, які здійснюють адаптацію організму у відповідь на конкретні подразники (докладніше див. § 24). Однак набір безумовних рефлексів обмежений і не може забезпечувати правильну реакцію абсолютно на всі подразники, особливо на ті, що діють у нестандартних умовах.

Швидку реакцію на найрізноманітніші умови у вищих тварин і людини забезпечують умовні рефлекси — індивідуальні, вироблені протягом життя реакції на зміни навколишнього середовища. Умовний рефлекс сприймає нейтральний зовнішній подразник (наприклад, світло лампочки) як провісник безумовного подразника (поява їжі) і підлаштовує поведінку організму під конкретну ситуацію (виділення слини).

Умовні рефлекси забезпечують більш удале пристосування організму до мінливих умов життя. Вони сприяють пошуку їжі за запахом, своєчасному униканню небезпеки, орієнтації в часі та просторі. Умовно-рефлекторне відділення слини і шлункового соку на вигляд, запах, час прийому їжі створює кращі умови для перетравлення їжі ще до того, як вона потрапила до організму. Збільшення легеневої вентиляції до початку роботи, що стимулюється виглядом обстановки, у якій відбувається робота, сприяє кращій працездатності під час м'язової діяльності.

Ключова ідея

Усі функції організму хребетних тварин регулюються нервовою та ендокринною системами. Злагоджену взаємодію нервової й ендокринної систем забезпечує гіпоталамо-гіпофізарний комплекс.

Запитання та завдання

1. Як об'єднуються шляхи нервової й ендокринної регуляції функцій організму? 2. Користуючись даними, наведеними в таблиці, складіть схему пристосувальної нервово-гуморальної відповіді організму під час стресу. 3. Поясніть, чому у випадку пухлин проміжного мозку в людини розвивається гігантизм (занадто високій зріст) або акромегалія. 4. Які умовні рефлекси, що допомагають уникнути небезпеки, маєте саме ви?