гуморальная регуляция
(эндокринная система)
осуществляется с помощью БАВ,
выделяемых клетками
эндокринной системы в жидкие
среды (кровь, лимфу)
нервная регуляция
(нервная система)
осуществляется с помощью
электрических импульсов,
идущих по нервным
клеткам
Гомеостаз - постоянство внутренней средыЭндокринная
системаКлассификация желез эндокринной системы
внутренней
секреции
выделяют гормоны,
не имеют выводных
протоков,
гормоны поступают в
кровь и лимфу
внешней
секреции
смешанной
секреции
выделяют секреты,
имеют выводные
протоки,
секреты поступают на
поверхность тела или в
полые органы
проток
клетки
железы
кровеносный
сосудГормоны
биологически активные вещества,
оказывающие регулирующее
влияние на функции организмаОбщие свойства гормонов
специфичность,
высокая биологическая активность,
дистанционное действие,
генерализованность действия,
пролонгированность действияЖелезы
внутренней секрецииГипофиз
расположен на нижней поверхности головного мозга
овальной формы ≈1смГипофиз
тиреотропин ТТГ
стимулирует работу
щитовидной железы
адренокортикотропин
АКТГ
стимулирует работу
надпочечников
соматотропин СТГ
стимулирует рост
меланотропин МТГ
стимулирует клетки
кожи, влияющие на
её цвет
вазопрессин
(антидиуретический) АДГ
гонадотропин ГТГ
удерживает воду в
почках, регулирует АД
регулирует работу
половых органовЭпифиз
(шишковидное тело)
расположен
в центре мозга
овальной формы ≈1см
После 7 лет железа
частично атрофируетсяЭпифиз
мелатонин
регулирует циклические
процессы в организме
(смена дня и ночи: в светлое время суток
синтез мелатонина подавляется,
а в темное – стимулируется)
тормозит рост и
половое созреваниеЩитовидная железа
Расположена спереди и
по бокам ниже гортани
гортань
щитовидная
железа
трахея
Активность железы повышается
в среднем и старшем школьном
возрасте в связи с половым
созреваниемтироксин (Т4)
повышают
интенсивность обмена
веществ и
теплообразование,
стимулируют рост
скелета,
Щитовидная
железа
трийодтиронин (Т3)
кальцитонин
повышают
возбудимость ЦНС
усиливает отложение
кальция в костной тканиПаращитовидные железы
Расположены по задней поверхности
щитовидной железы
имеют округлую форму ≈0,5 см
щитовидная
железа
паращитовидные
железыПаращитовидные железы
паратгормон
регулирует уровень
кальция и фосфораТимус
(вилочковая железа)
Тимус
Находится за рукояткой грудины
Ребра
Легкие
Грудина
Сердце
Быстро увеличивается в первые 2 года жизни,
наибольшей величины достигает в возрасте 11-15 лет.
С 25-лет начинается постепенное уменьшение
железистой ткани с замещением ее жировой
клетчаткой.Тимус состоит из двух долей
Является центральным органом
иммунитета:
в ней происходит размножение иммунных
клеток - лимфоцитовТимус
тимозин
влияет на:
обмен углеводов,
обмен кальция и фосфора,
регулирует рост скелетаНадпочечники
Находятся в забрюшинном пространстве
над верхнем полюсом соответствующей
почки.
Д ≈ 2-7 см, Ш ≈ 2-4 см,
Т ≈ 0,5-1 см
Правый надпочечник
треугольной формы,
левый - полулуннойМинералокортикоиды:
альдостерон
Корковый слой
Мозговой слой
Глюкокортикоиды:
гидрокортизон
кортизол
влияют на водно-солевой
обмен
регулируют углеводный,
белковый и жировой обмен
Половые стероиды:
андрогены,
эстрогены
аналогичны гормонам
половых желез
адреналин,
норадреналин
повышают ЧСС, ЧДД, АДПоджелудочная железа
Д 15-20 см
Ш 6-9 см
Расположена за желудкомПоджелудочная железа
Внешняя секреция
Сок поджелудочной
железы
Поступает в проток железы
Внутренняя секреция
Глюкагон
Поступают в кровь
в 12-п.кишку
участвует в пищеварении
Инсулин
повышает
содержание
глюкозы в крови
снижает
содержание
глюкозы в
кровиПоловыежелезы
железы
Половые
Мужские
ЖенскиеЯичники
Внешняя секреция
Внутренняя секреция
Гормоны
Выработка яйцеклеток
Эстрогены
Прогестерон
Поступают в кровь
влияние на
развитие
вторичных
половых
признаков
гормон
беременностиЯички
Внешняя секреция
Выработка сперматозоидов
Внутренняя секреция
Гормоны
Андрогены
(тестостерон)
Поступают в кровь
влияние на развитие
вторичных половых признаковНервная системаФункции нервной системы
1. Регуляторная
(обеспечивает согласованную
органов и систем).
работу
2. Осуществляет адаптацию организма
(взаимодействие с окружающей средой).
3. Составляет основу психической
деятельности
(речь, мышление, социальное поведение).
всехСтроение нервной ткани
Нервная ткань
Нейрон
Нейроглия
нервная клетка
опорные клетки
структурная и
функциональная
единица НС
опора, защита и
питание нейроновФункции нейрона
восприятие (получение),
проведение,
обработка (передача) информацииКлассификация нервной системы (топографическая)
ЦНС
Головной мозг
Периферическая
Нервные волокна
Спинной мозг
Нервные узлы
Нервные окончанияКлассификация нервной системы (функциональная)
Соматическая
регулирует работу
скелетных мышц, языка, гортани,
глотки и кожную чувствительность
Регулируется корой головного мозга
Вегетативная
Симпатическая
Парасимпатическая
регулируют обмен веществ,
работу внутренних органов,
сосуды, железы
Не регулируется корой головного
мозга
поддерживают гомеостазЦентральная НССпинной мозг
спинномозговой канал
позвонок
спинной мозг
спинномозговые
корешки
Находится в
позвоночном канале
в виде тяжа,
в его центре –
спинномозговой канал.
Длина = 43-45 смСпинной мозг
состоит из серого и белого вещества
серое вещество скопление тел
нейронов в центре
спинного мозга
(в виде бабочки)
белое вещество –
образованно
нервными волокнами,
окружает сероеФункции спинного мозга
рефлекторная
-осуществляется за счет наличия
рефлекторных центров
мускулатуры туловища и
конечностей.
С их участием осуществляются
сухожильные рефлексы,
сгибательные рефлексы, рефлексы
мочеиспускания, дефекации,
эрекции, семяизвержения и т.д.
проводниковая
- осуществляется проводящими
путями
По ним нервный импульс идет
в головной мозг и обратно.
Деятельность спинного мозга подчинена головного мозгуГоловной мозг
расположен в черепе
Головной мозг
Средний вес:
взрослого (к 25 г.) - 1360 г,
новорожденного – 400 гСтроение головного мозга
серое вещество
белое вещество
скопление тел нейронов
отростки нейронов
Ядра
Кора
- рефлекторные
- наружный слой
больших
полушарий (4мм)
центры
рефлекторная
функция
являются
восходящими и нисходящими
нервными волокнами
(проводящие пути),
связывающие отделы ГМ и СМ
проводящая функцияОтделы головного мозга
задний
средний
продолговатый
мозг
четверохолмие
промежуточный
таламус
гипоталамус
мозжечок
мост
ствол мозга
конечный
большие
полушарияМозг
современных
млекопитающих –
кора
сознание,
интеллект,
логика
2 млн лет
Мозг
древних
млекопитающих –
подкорка
чувства,
эмоции
(таламус, гипоталамус)
Мозг
рептилий –
ствол мозга
100 млн лет
инстинкты,
выживаниеВозрастные особенности развития головного мозга
Структуры ЦНС созревают неодновременно и асинхронно
Отделы головного мозга
Период завершения развития
Подкорковые структуры
созревают внутриутробно и завершают
свое развитие в течение первого года
жизни
Корковые структуры
12-15 лет
Правое полушарие
5 лет
Левое полушарие
8-12 лет
Регуляторные системы организма человека - Дубынин В.А. - 2003.
В пособии на современном уровне, но в доступной для читателя форме изложены основы знаний по анатомии нервной системы, нейрофизиологии и нейрохимии (с элементами психофармакологии), физиологии высшей нервной деятельности и нейроэндокринологии.
Для студентов ВУЗов, обучающихся по направлению подготовки 510600 Биология, биологическим, а также медицинским, психологическим и другим специальностям.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ - 5с.
ВВЕДЕНИЕ - 6-8с.
1 ОСНОВЫ КЛЕТОЧНОГО СТРОЕНИЯ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ - 9-39с.
1.1 Клеточная теория - 9с.
1.2 Химическая организация клетки -10-16с.
1.3 Строение клетки - 17-26с.
1.4 Синтез белков в клетке - 26-31с.
1.5 Ткани: строение и функции - 31-39с.
2 СТРОЕНИЕ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ - 40-96с.
2.1 Рефлекторный принцип работы мозга - 40-42с.
2.2 Эмбриональное развитие нервной системы - 42-43с.
2.3 Общее представление о строении нервной системы - 43-44с.
2.4 Оболочки и полости центральной нервной системы - 44-46с.
2.5 Спинной мозг - 47-52с.
2.6 Общее строение головного мозга - 52-55с.
2.7 Продолговатый мозг - 56-57с.
2.8 Мост - 57-бОс.
2.9 Мозжечок - 60-62с.
2.10 Средний мозг - 62-64с.
2.11 Промежуточный мозг - 64-68с.
2.12 Конечный мозг - 68-74с.
2.13 Проводящие пути головного и спинного мозга - 74-80с.
2.14 Локализация функций в коре полушарий большого мозга - 80-83с.
2.15 Черепные нервы - 83-88с.
2.16 Спинномозговые нервы - 88-93с.
2.17 Автономная (вегетативная) нервная система - 93-96с.
3 ОБЩАЯ ФИЗИОЛОГИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ - 97-183с.
3.1 Синаптические контакты нервных клеток - 97-101 с.
3.2 Потенциал покоя нервной клетки - 102-107с.
3.3 Потенциал действия нервной клетки -108-115с.
3.4 Постсинаптические потенциалы. Распространение потенциала действия по нейрону- 115-121с.
3.5 Жизненный цикл медиаторов нервной системы -121-130с.
3.6 Ацетилхолин - 131-138с.
3.7 Норадреналин - 138-144с.
3.8 Дофамин-144-153С.
3.9 Серотонин - 153-160с.
3.10 Глутаминовая кислота (глутамат) -160-167с.
3.11 Гамма-аминомасляная кислота-167-174с.
3.12 Другие медиаторы-непептиды: гистамин, аспарагиновая кислота, глицин, пурины - 174-177с.
3.13 Медиаторы-пептиды - 177-183с.
4 ФИЗИОЛОГИЯ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ - 184-313с.
4.1 Общие представления о принципах организации поведения. Компьютерная аналогия работы центральной нервной системы - 184-191с.
4.2 Возникновение учения о высшей нервной деятельности. Основные понятия физиологии высшей нервной деятельности -191-200с.
4.3 Разнообразие безусловных рефлексов - 201-212с.
4.4 Разнообразие условных рефлексов - 213-223с.
4.5 Неассоциативное обучение. Механизмы кратковременной и долговременной памяти - 223-241с.
4.6 Безусловное и условное торможение - 241-251с.
4.7 Система сна и бодрствования - 251-259с.
4.8 Типы высшей нервной деятельности (темпераменты) - 259-268с.
4.9 Сложные типы ассоциативного обучения животных - 268-279с.
4.10 Особенности высшей нервной деятельности человека. Вторая сигнальная система - 279-290с.
4.11 Онтогенез высшей нервной деятельности человека - 290-296с.
4.12 Система потребностей, мотиваций, эмоций - 296-313с.
5 ЭНДОКРИННАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ -314-365с.
5.1 Общая характеристика эндокринной системы - 314-325с.
5.2 Гипоталамо-гипофизарная система - 325-337с.
5.3 Щитовидная железа - 337-341с.
5.4 Паращитовидные железы - 341-342с.
5.5 Надпочечники - 342-347с.
5.6 Поджелудочная железа - 347-350с.
5.7 Эндокринология размножения - 350-359с.
5.8 Эпифиз, или шишковидная железа - 359-361с.
5.9 Тимус - 361-362с.
5.10 Простагландины - 362-363с.
5.11 Регуляторные пептиды - 363-365с.
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ - 366-367с.
Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Регуляторные системы организма человека - Дубынин В.А. - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.
Скачать djvu
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.
ВВЕДЕНИЕ
I. ЖЕЛЕЗЫ ВНУТРЕННЕЙ И СМЕШАННОЙ СЕКРЕЦИИ
II. ЭНДОКРИННАЯ СИСТЕМА
Функции эндокринной системы
Гландулярная эндокринная система
Диффузная эндокринная система
Состав диффузной эндокринной системы
Желудочно-кишечный тракт
Предсердия сердца
Нервная система
Вилочковая железа (тимус)
Другие гормонопродуцирующие ткани и рассеянные эндокринные клетки
Регуляция эндокринной системы
III. ГОРМОНЫ
Важные гормоны человека
IV. РОЛЬ ГОРМОНОВ В ОБМЕНЕ ВЕЩЕСТВ, РОСТЕ И РАЗВИТИИИ ОРГАНИЗМА
Щитовидная железа
Паращитовидные железы
Поджелудочная железа
Заболевания поджелудочной железы
Гормон поджелудочной железы инсулин и заболевание сахарным диабетом
Надпочечники
Яи́чники
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА И ИНТЕРНЕТ-ИСТОЧНИКИ
ВВЕДЕНИЕ
В организме человека различают железы внешней секреции, выделяющие свои продукты в протоки или наружу, железы внутренней секреции, выделяющие гормоны непосредственно в кровь, и железы смешанной секреции: часть их клеток выделяет секреты в протоки или наружу, другая часть выделяет гормоны непосредственно в кровь. К эндокринной системе относятся железы внутренней и смешанной секреции, выделяющие гормоны - биологические регуляторы. Они действуют в ничтожно малых дозах на клетки, ткани и органы, чувствительные к ним. По окончании своего действия гормоны разрушаются, давая возможность действовать другим гормонам. Железы внутренней секреции в разные возрастные периоды действуют с разной интенсивностью. Рост и развитие организма как раз и обеспечивает работа ряда желез внутренней секреции. Т.е. совокупность этих желез является своего рода регуляторной системой организма человека.
В своей работе я собираюсь рассмотреть следующие вопросы:
· Какие конкретно железы внутренней и смешанной секреции регулируют жизнедеятельность организма?
· Какие гормоны вырабатывают эти железы?
· Какое регуляторное воздействие и каким образом оказывает та или иная железа, тот или иной гормон?
I. ЖЕЛЕЗЫ ВНУТРЕННЕЙ И СМЕШАННОЙ СЕКРЕЦИИ
Мы знаем, что в организме человека имеются такие (потовые и слюнные) железы, которые выводят свои продукты - секреты в полость какого-либо органа или наружу. Их относят к железам внешней секреции. К железам внешней секреции кроме слюнных относят желудочные, печень, потовые, сальные и другие железы.
Железы внутренней секреции (см. рис.1), в отличие от желез внешней секреции, не имеют протоков. Их секреты поступают прямо в кровь. Они содержат вещества-регуляторы - гормоны, обладающие большой биологической активностью. Даже при ничтожной их концентрации в крови могут быть включены или выключены из работы определенные органы-мишени, деятельность этих органов может быть усилена или ослаблена. Выполнив свою задачу, гормон разрушается, и почки выводят его из организма. Орган, лишенный гормональной регуляции, не может работать нормально. Железы внутренней секреции функционируют всю жизнь человека, но их активность в разные возрастные периоды неодинакова.
К железам внутренней секреции относятся гипофиз, эпифиз, щитовидная железа, надпочечники.
Бывают и железы смешанной секреции. Часть их клеток выделяет непосредственно в кровь гормоны, другая часть - в протоки или наружу вещества, характерные для желёз внешней секреции.
Железы внутренней и смешанной секреции относятся к эндокринной системе.
II. ЭНДОКРИННАЯ СИСТЕМА
Эндокри́нная систе́ма - система регуляции деятельности внутренних органов посредством гормонов, выделяемых эндокринными клетками непосредственно в кровь, либо диффундирующих через межклеточное пространство в соседние клетки.
Эндокринная система делится на гландулярную эндокринную систему (или гландулярный аппарат), в котором эндокринные клетки собраны вместе и формируют железу внутренней секреции, и диффузную эндокринную систему. Железа внутренней секреции производит гландулярные гормоны, к которым относятся все стероидные гормоны, гормоны щитовидной железы и многие пептидные гормоны. Диффузная эндокринная система представлена рассеянными по всему организму эндокринными клетками, продуцирующими гормоны, называемые агландулярными - (за исключением кальцитриола) пептиды. Практически в любой ткани организма имеются эндокринные клетки.
Функции эндокринной системы
- Принимает участие в гуморальной (химической) регуляции функций организма и координирует деятельность всех органов и систем.
- Обеспечивает сохранение гомеостаза организма при меняющихся условиях внешней среды.
- Совместно с нервной и иммунной системами регулирует
- рост,
- развитие организма,
- его половую дифференцировку и репродуктивную функцию;
- принимает участие в процессах образования, использования и сохранения энергии.
- В совокупности с нервной системой гормоны принимают участие в обеспечении
- эмоциональных реакций
- психической деятельности человека
Гландулярная эндокринная система
Гландулярная эндокринная система представлена отдельными железами со сконцентрированными эндокринными клетками. К железам внутренней секреции относятся:
- Щитовидная железа
- Паращитовидные железы
- Тимус, или вилочковая железа
- Поджелудочная железа
- Надпочечники
- Половые железы:
- Яичник
- Яичко
(подробнее о строении и функциях этих желез см. ниже "РОЛЬ ГОРМОНОВ В ОБМЕНЕ ВЕЩЕСТВ, РОСТЕ И РАЗВИТИИИ ОРГАНИЗМА")
Диффузная эндокринная система - отдел эндокринной системы, представленный рассеянными в различных органах эндокринными клетками, продуцирующими агландулярные гормоны (пептиды, за исключением кальцитриола).
В диффузной эндокринной системе эндокринные клетки не сконцентрированы, а рассеяны. Гипоталамус и гипофиз имеют секреторные клетки, при этом гипоталамус считается элементом важной «гипоталамо-гипофизарной системы». К диффузной эндокринной системе относится и эпифиз. Некоторые эндокринные функции выполняют печень (секреция соматомедина, инсулиноподобных факторов роста и др.), почки (секреция эритропоэтина, медуллинов и др.), желудок (секреция гастрина), кишечник (секреция вазоактивного интестинального пептида и др.), селезёнка (секреция спленинов) и др. Эндокринные клетки содержатся во всём организме человека.
В результате изучения данной главы студенты должны:
знать
- виды межклеточных коммуникаций;
- свойства гормонов и гормоноподобных веществ;
- строение гормональных рецепторов;
- механизмы реализации гормональных аффектов;
уметь
- давать характеристику основным группам гормонов и основным типам метаботропных рецепторов;
- разобраться в местах локализации гормональных рецепторов и в механизмах экскреции гормонов;
владеть
Методами прогноза возможных физиологических эффектов на основе химической структуры гормона и типа рецептора.
Регуляторные системы организма. Виды гуморальной регуляции и место эндокринной системы
Организм человека состоит приблизительно из 10 13 клеток, и все эти клетки должны работать согласованно, обеспечивая его выживание и, более того, оптимальное существование в постоянно меняющихся условиях. Для того чтобы из миллиардов клеток создать целостный, интегрированный организм, способный к самовосстановлению, самовоспроизведению и адаптации, необходима постоянно действующая система межклеточных коммуникаций, без которых невозможна надежная система управления функциями.
Уровни управления в организме можно разделить на внутриклеточные (обеспечивающие управление на уровне клетки) и межклеточные (обеспечивающие согласованную работу различных тканей, органов и систем органов целостного организма). В каждом случае системы управления могут быть неспециализированными и специализированными. Для соединений, используемых в неспециализированных системах управления, функция передачи информации не является главной, а акцент сдвинут в сторону их использования в качестве источников пластического или энергетического материала. Таким веществом может быть, например, глюкоза. В специализированном управлении участвуют соединения, главной функцией которых является передача информации, поэтому их называют сигнальными.
В ходе эволюционного процесса сформировались три системы , так или иначе отвечающие названию «сигнальные»: нервная , эндокринная и иммунная. Они очень сильно связаны между собой, что дает основание говорить о единой нейро-иммунно-эндокринной системе, хотя их описание на первых порах приходится производить раздельно. Все эти системы способны к дистантному управлению процессами жизнедеятельности, но достигают этого разными способами.
В зависимости от расстояния действия сигнального соединения различают местное и системное управление.
К местному {региональному) управлению относятся внутриклеточная (интракринная), аутокринная, юкстакринная и паракринная системы контроля (рис. 1.1).
Рис. 1.1.
При внутриклеточном контроле вещество-регулятор вырабатывается в клетке и действует на ее работу через внутриклеточные рецепторы. При аутокринном, ткстакринном и паракринном контроле вещество-регулятор покидает клетку и воздействует на нее же или на соседние клетки.
Системное управление отличается большой дистантностыо воздействия и подразделяется на эндокринное, нейроэндокринное и нейрокрин- ное (рис. 1.2).
Рис. 1.2.
а - эндокринный; б - нсйрокринный; в - нейроэндокринный
При эндокринной форме регуляции клетки железы или какой-то иной клетки выделяют гормон (от греч. оррасо - возбуждаю), который попадает в системный кровоток и способен воздействовать на все структуры организма, в которых есть рецепторы к этому гормону. Форма гормонального ответа зависит от типа ткани и разновидностей рецептора, реагирующих на этот гормон.
При нейроэндокринной форме регуляции нейрогормон сегрегируется терминалями аксонов в специализированную капиллярную сеть и из нее поступает в системный кровоток. Далее происходят те же явления, что и в случае эндокринного способа системной регуляции.
При нейрокринной форме регуляции нейроны вырабатывают нейромедиаторы, воздействующие на близлежащие клеточные структуры через специализированные рецепторы. Следовательно, имеет место разновидность паракринной регуляции, при которой дистантность действия достигается длиной аксонов и количеством синаптических переключений.
Вещества, выполняющие специфические функции передачи информации от одной клетки к другой, называются информонами. Информоны обычно не выполняют энергетических или пластических функций, а действуют на клетки через специальные распознающие молекулы - рецепторы. Содержание информонов в крови очень мало (10 6 -10“ 12 моль), а время их жизни обычно очень коротко, хотя они могут запускать длительные регуляторные каскады как в отдельных клетках, так и организме в целом.
Среди информонов с некоторой долей условности выделяют группу тканевых гормонов (гистогормонов), участвующих главным образом в процессах местной регуляции. Однако гистогормоны могут включаться и в общую регуляторную систему организма. Обычно гистогормоны секре- тируются из отдельных клеток различных систем органов, не образуя специализированных желез. Примером могут служить простагландины и тромбоксаны. Гистогормоны обычно действуют короткое время и вблизи от места секреции.
Вторая группа информонов - гормоны. Гормоны обычно образуются в особых секреторных клетках, которые или образуют компактные органы - железы, или расположены по одной или группами внутри органов. Секреторным клеткам свойственны некоторые морфологические особенности. Обычно синтез и «упаковка» гормонов происходят в одной части клеток, а их выброс в кровь - в другой. Чаще всего синтезируемые гормоны накапливаются к комплексе Гольджи - основном «складском помещении» клетки. Там, по мере надобности, гормоны упаковываются в маленькие секреторные пузырьки - гранулы, которые отпочковываются от комплекса Гольджи и передвигаются по цитоплазме к наружной мембране клетки, через которую гормон выбрасывается в кровь. Некоторые гормоны, например половые, не упаковываются в гранулы и выходят из секретирующей клетки в виде отдельных молекул. Выброс гормона в кровь происходит не постоянно, но только в том случае, когда к секретирующей клетке приходит специальный сигнал, под действием которого пузырьки высвобождают гормон во внеклеточную среду.
Однако в последние годы стало очевидно, что гормоны смогут выделяться не только из клеток специализированных эндокринных желез, но и из клеток многих других органов и тканей. Так, нейроны гипоталамуса способны вырабатывать целый набор гормональных факторов, таких как либерины, статины и другие гормоны, клетки сердечной мышцы выделяют в кровь натрийуретический пептид, лимфоциты выделяют ряд гормонов - стимуляторов иммунитета, наконец, множество пептидных гормонов синтезируются в слизистой кишечника.
Дубинин, Вячеслав Альбертович Регуляторные системы организма человека: Учебное пособие для
студентов вузов обучающихся по направлению подготовки 510600 Биология и биологич/ Владислав Иванович Сивоглазов, Василий Васильевич Каменский, Михаил Романович Сапин. - М.: Дрофа, 2003.- 368 с. : ил.
ISBN 5-7107-6073 -0, 7000 экз.
В пособии на современном уровне, но в доступной для читателя форме изложены основы знаний по анатомии нервной системы, нейрофизиологии и нейрохимии (с элементами психофармакологии), физиологии высшей нервной деятельности и нейроэндокринологии. Для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки 510600 Биология, биологическим, а также медицинским, психологическим и другим специальностям
Анатомия и гистология человека ББК 28 .706я73
Предисловие.................................................................................................. | |
Введение........................................................................................................ | |
1. Основы клеточного строения живых организмов................................. | |
1.1. Клеточная теория............................................................................... | |
1.2. Химическая организация клетки...................................................... | |
1.3. Строение клетки............................................................................... | |
1.4. Синтез белков в клетке.................................................................... | |
1.5. Ткани: строение и функции............................................................ | |
2. Строение нервной системы.................................................................... | |
2.1. Рефлекторный принцип работы мозга........................................... | |
2.2. Эмбриональное развитие нервной системы.................................. | |
2.3. Общее представление о cтроении нервной системы.................... | |
2.4. Оболочки и полости центральной нервной cистемы................... | |
2.5. Спинной мозг................................................................................... | |
2.6. Общее строение головного мозга................................................... | |
2.7. Продолговатый мозг........................................................................ | |
2.8. Мост.................................................................................................. | |
2.9. Мозжечок.......................................................................................... | |
2.10. Средний мозг.................................................................................. | |
2.11. Промежуточный мозг.................................................................... | |
2.12. Конечный мозг............................................................................... | |
2.13. Проводящие пути головного и спинного мозга.......................... | |
2.14. Локализация функций в коре полушарий большого мозга....... | |
2.15. Черепные нервы............................................................................. |
2.16. Спинномозговые нервы................................................................. | |||||
2.17. Автономная (вегетативная) нервная система.............................. | |||||
3. Общая физиология нервной системы................................................... | |||||
3.1. Синаптические контакты нервных клеток.................................... | |||||
3.2. Потенциал покоя нервной клетки.................................................. | |||||
3.3. Потенциал действия нервной клетки............................................. | |||||
3.4. Постсинаптические | потенциалы. | Распространение | потенциала |
||
действия по нейрону..................................................................................... | |||||
3.5. Жизненный цикл медиаторов нервной системы......................... | |||||
3.6. Ацетилхолин.................................................................................. | |||||
3.7. Норадреналин................................................................................. | |||||
3.8. Дофамин......................................................................................... | |||||
3.9. Серотонин....................................................................................... | |||||
3.10. Глутаминовая кислота (глутамат) .............................................. | |||||
3.11. Гамма-аминомасляная кислота................................................... | |||||
3.12. Другие медиаторы-непептиды: гистамин, аспарагиновая кислота, |
|||||
глицин, пурины........................................................................................... | |||||
3.13. Медиаторы-пептиды.................................................................... | |||||
4. Физиология высшей нервной деятельности....................................... | |||||
4.1. Общие представления | принципах организации | поведения. |
|||
Компьютерная аналогия работы центральной нервной системы.......... | |||||
4.2. Возникновение учения о высшей нервной деятельности. Основные |
|||||
понятия физиологии высшей нервной деятельности.............................. | |||||
4.3. Разнообразие безусловных рефлексов......................................... | |||||
4.4. Разнообразие условных рефлексов.............................................. | |||||
4.5. Неассоциативное | обучение. | Механизмы кратковременной и |
|||
долговременной памяти............................................................................. | |||||
4.6. Безусловное и условное торможение........................................... | |||||
4.7. Система сна и бодрствования....................................................... | |||||
4.8. Типы высшей нервной деятельности (темпераменты)............... | |||||
4.9. Сложные типы ассоциативного обучения животных................. | |||||
4.10. Особенности высшей | деятельности человека. Вторая |
||||
сигнальная система..................................................................................... | |||||
4.11. Онтогенез высшей нервной деятельности человека................ | |||||
4.12. Система потребностей, мотиваций, эмоций.............................. | |||||
5. Эндокринная регуляция физиологических функций........................ | |||||
5.1. Общая характеристика эндокринной системы........................... | |||||
5.2. Гипоталамо-гипофизарная система............................................. | |||||
5.3. Щитовидная железа | ....................................................................... | ||||
5.4. Паращитовидные железы.............................................................. | |||||
5.5. Надпочечники................................................................................ | |||||
5.6. Поджелудочная железа................................................................. | |||||
5.7. Эндокринология размножения..................................................... | |||||
Предисловие
Для последних лет характерно значительное повышение интереса к психологии и смежным с ней наукам. Результатом этого является организация большого числа вузов и факультетов, осуществляющих подготовку профессиональных психологов, в том числе в таких специфических областях, как психотерапия, педагогическая психология, клиническая психология и др. Все это создает предпосылки для разработки учебников и учебных пособий нового поколения, учитывающих современные научные достижения и концепции.
В предлагаемом учебном пособии рассматриваются естественнонаучные (прежде всего анатомические и физиологические) факты, актуальные для психологических дисциплин. Оно представляет собой целостный курс, в котором данные о высших функциях мозга излагаются на базе нейроморфологических, нейроцитологических, биохимических и молекулярно-биологических представлений. Большое внимание уделяется информации о механизмах действия психотропных препаратов, а также о происхождении основных нарушений деятельности нервной системы.
Авторы надеются, что данное пособие поможет студентам получить надежные базовые знания по целому ряду учебных курсов, посвященных анатомии и физиологии нервной системы, физиологии высшей нервной деятельности (поведения), физиологии эндокринной системы.
Введение
Почему человек всегда пытался узнать, как работают системы, управляющие его организмом? Видимо, потому, что понимание принципов функционирования и взаимодействия нервной и эндокринной систем - самых сложных из всех известных биологических объектов - представляет несомненный интерес. Кроме того, все психические явления выступают производными физических и химических процессов, происходящих в человеческом теле и прежде всего в нервной и эндокринной системах. Раскрыв их суть, можно более осознанно относиться к использованию ресурсов мозга, лечить болезни, корректировать психические функции и т. п.
Подавляющее большинство современных психологов (не говоря уже о
биологах и медиках) исходят из того, что центральная нервная система (ЦНС) в той или иной степени является материальным субстратом психической деятельности. К сожалению, сегодня нейронауки еще далеки от видения полной картины не только принципов, но и частных проявлений работы ЦНС. Недаром один из величайших биологов XX столетия Нобелевский лауреат Ф. Крик пишет, что такие функции мозга человека, как восприятие, сознание, воображение, эмоции, «недоступны пониманию на современном уровне наших знаний. Для того чтобы постичь эти высшие уровни нервной деятельности, очевидно, хорошо было бы как можно больше узнать о более низких уровнях, особенно доступных прямому эксперименту. Необходимо рассмотреть теории, которые касаются переработки информации в больших и сложных системах, будь то информация, поступающая от органов чувств, или инструкции, посылаемые мышцам и железам, или же поток сигналов, заключающийся в обширной нервной и эндокринной активности между этими двумя крайними членами».
Авторы этой книги не ставят целью решение вопроса об отношении психического к физическому. Они лишь исходят из того очевидного факта, что современный психолог, особенно работающий в прикладных сферах, должен владеть базовыми знаниями в таких областях, как анатомия мозга, нейрофизиология, нейрохимия, физиология поведения, нейроэндокринология.
В настоящее время интерес к психологии как профессии чрезвычайно высок. Кроме различных форм подготовки специалистов-психологов, все более развивается система поствузовского обучения, позволяющая осваивать различные области психологии (например, психотерапию) теми, кто уже имеет высшее образование. Студентам читаются курсы анатомии и физиологии нервной системы, физиологии высшей нервной деятельности, физиологии сенсорных систем, иногда - общей биологии и др. Однако специализированных пособий, в которых учитывалась бы специфика преподавания перечисленных дисциплин будущим психологам, явно недостаточно.
В предлагаемом пособии авторы попытались изложить современные представления о принципах устройства и функционирования двух основных интегрирующих и регулирующих систем организма - нервной и эндокринной. Значительное внимание уделено как отдельным молекулярным регуляторам, так и деятельности клеток и клеточных структур, а также системному уровню, обеспечивающему регуляцию внутренних органов, обучение, изменение эмоционального состояния и т. д.
Задача авторов несколько осложнялась тем, что в учебных заведениях психологического профиля не преподают химию и физику. Поэтому сведения, относящиеся к этим разделам знаний, представлены в доступной форме и лишь тогда, когда они необходимы для понимания основ функционирования нервной и эндокринной систем. Химические формулы медиаторов, гормонов и т. п. будут понятны читателям, обладающим соответствующей подготовкой.
Те же, для кого восприятие формул затруднительно, вполне могут овладеть материалом, пользуясь лишь текстом учебника. Авторы старались привести как можно больше примеров, позволяющих наглядно представить, в каких областях могут быть использованы специалистом-психологом излагаемые сведения.
Книга состоит из пяти глав.
В первой главе, посвященной строению клетки - функциональной единицы любого живого организма, изложены основы клеточной теории, данные о химическом составе клеток и важнейших протекающих в них процессах, характеристики основных тканей человеческого организма, в том числе нервной.
Во второй главе дано описание анатомического строения различных составляющих нервной системы: головного и спинного мозга, периферических нервов, вегетативной нервной системы; приведена функциональная характеристика описываемых структур (ядер, трактов и др.).
В третьей главе изложены электрофизиологические и химические основы работы нервных клеток, способы передачи информации от нейрона к нейрону
и от нейронов к исполнительным органам; перечислены основные группы психотропных препаратов, употребляемых в клинике; указаны механизмы действия ряда наркотиков.
В четвертой главе рассмотрены принципы, особенности и типология высшей нервной деятельности (ВНД), разнообразие рефлекторных поведенческих проявлений, механизмы обучения и памяти, системы условного торможения, сна и бодрствования, системы потребностей, мотиваций и эмоций.
В пятой главе, посвященной современным представлениям о деятельности эндокринной системы, ее взаимосвязях с нервной системой и участии гормонов в обеспечении психической деятельности, особое внимание уделено роли эндокринной системы в развитии ряда видов психопатологии.
Пособие может быть использовано при изучении курсов анатомии и физиологии нервной системы, физиологии ВНД, а также родственных учебных дисциплин (например, общей биологии, зоопсихологии, психофизиологии), которые читаются будущим психологам и студентам некоторых других специальностей (педагоги, биологи, медики и т. п.).
1. Основы клеточного строения живых организмов
1.1. Клеточная теория
Все живые организмы на Земле, за небольшим исключением, состоят из клеток. Впервые клетки были описаны в 1665 г. Р. Гуком, увидевшим их в коре пробкового дерева. Но только к 1839 г. усилиями многих ученых была
создана клеточная теория, имеющая в своей основе следующие положения.
1. Все живые существа, от одноклеточных до крупнейших растительных и животных организмов, состоят из клеток.
2. Все клетки сходны по строению, химическому составу, жизненным функциям.
3. Несмотря на то что в многоклеточных организмах отдельные клетки специализируются на выполнении какой-то определенной функции, они способны и к самостоятельной жизнедеятельности, т. е. могут питаться, расти, размножаться.
4. Каждая клетка возникает из клетки.
Таким образом, клетка - элементарная единица живого, лежащая в основе строения, развития и размножения всех живых организмов. Так как многоклеточные организмы представляют собой сложные клеточные структуры, образующие целостные системы, то без понимания основ строения и регуляции процессов жизнедеятельности в одной клетке невозможно понять принципов регуляции всего организма.
1.2. Химическая организация клетки
Организм человека включает множество химических элементов: обнаружено присутствие 86 элементов из таблицы Д. И. Менделеева. Однако 98% массы нашего организма образовано всего четырьмя элементами: кислородом (около 70%), углеродом (15-18%), водородом (около 10%) и азотом (около 2%). Все остальные элементы подразделяются на
макроэлементы (около 2% массы) имикроэлементы (около 0,1% массы). К
макроэлементам относят фосфор, калий, натрий, железо, магний, кальций, хлор и серу, а к микроэлементам - цинк, медь, иод, фтор, марганец и другие элементы. Несмотря на очень малые количества, микроэлементы необходимы как каждой клетке, так и всему организму в целом.
В клетках атомы и группы атомов различных элементов способны терять или приобретать электроны. Так как электрон имеет отрицательный заряд, то потеря электрона приводит к тому, что атом или группа атомов становятся положительно заряженными, а приобретение электрона делает атом или группу атомов отрицательно заряженными. Такие электрически заряженные атомы и группы атомов называются ионами. Противоположно заряженные ионы притягивают друг друга. Связь, обусловленная таким притяжением, называетсяионной. Ионные соединения состоят из отрицательных и положительных ионов, противоположные заряды которых равны по величине,
и поэтому в целом молекула электронейтральна. Примером ионного
соединения может служить поваренная соль, или хлорид натрия NaCl. Это вещество образуют ионы натрия Na+ с зарядом +1 и хлорид-ионы Cl− с зарядом
В состав клетки входят неорганические и органические вещества. Среди неорганических преобладает вода, содержание которой колеблется от 90% в
организме эмбриона до 65% в организме пожилого человека. Вода - универсальный растворитель, и почти все реакции в нашем организме проходят в водных растворах. Внутреннее пространство клеток и органоидов клеток представляет собой водный раствор различных веществ. Растворимые в воде вещества (соли, кислоты, белки, углеводы, спирты и др.) называют гидрофильными, а нерастворимые (например, жиры) -гидрофобными.
Важнейшими органическими веществами, входящими в состав клеток, являются белки. Содержание белков в различных клетках колеблется от 10 до 20%. Белковые молекулы очень велики и представляют собой длинные цепочки (полимеры), собранные из повторяющихся единиц (мономеров). Мономерами белков являютсяаминокислоты. Длина, а следовательно, и масса белковой молекулы могут сильно варьировать: от двух аминокислот до многих тысяч. Короткие белковые молекулы принято называтьпептидами. В состав белков входит около 20 видов аминокислот, соединенных между собойпептидными связями. Последовательность аминокислот в молекуле каждого белка строго определена и называетсяпервичной структурой белка. Эта цепочка аминокислот свертывается в спираль, называемуювторичной структурой белка. У каждого белка эта спираль по-своему располагается в пространстве, скручиваясь в более или менее сложнуютретичную структуру, или глобулу, определяющую биологическую активность молекулы белка. Молекулы некоторых белков образованы несколькими удерживающимися вместе глобулами. Принято говорить, что такие белки имеют, кроме того, и
четвертичную структуру.
Белки выполняют целый ряд важнейших функций, без которых невозможно существование ни отдельно взятой клетки, ни целого организма.
Структурно-строительная функцияоснована на том, что белки - важнейшие составляющие части всех мембран: в большинстве клеток есть цитоскелет, образованный определенными видами белков. В качестве примеров белков, выполняющих структурно-строительную функцию, можно привести коллаген и эластин, которые обеспечивают упругость и прочность кожи и являются основой связок, соединяющих мышцы с суставами и суставы между собой.
Каталитическая функция белков заключается в том, что особые виды белков -ферменты - способны ускорять течение химических реакций, причем иногда во много миллионов раз. Все движения клеток осуществляются с помощью специальных белков (актин, миозин и др.). Таким образом, белки выполняютдвигательную функцию. Другая функция белков,транспортная,
проявляется в том, что они способны переносить кислород (гемоглобин) и целый ряд других веществ: железо, медь, витамины. Основой иммунитета также являются особые белки - антитела, способные связывать бактерии и другие чужеродные агенты, делая их безопасными для организма. Эта функция белков получила названиезащитной. Многие гормоны и другие вещества, регулирующие функции клеток и всего организма, являются
короткими белками, или пептидами. Таким образом, белки выполняют регуляторные функции. (Подробно о регуляторных белках и пептидах см. в разделе, посвященном эндокринной системе.) При окислении белков выделяется энергия, которую организм может использовать. Однако белки слишком важны для организма, да и энергетическая ценность белков ниже, чем у жиров, поэтому обычно белки расходуются на энергетические нужды только в крайнем случае, при истощении запасов углеводов и жиров.
Другой класс химических веществ, необходимый для жизни, - углеводы,
или сахара.Углеводы подразделяются на моносахаридыи полисахариды,
построенные из моносахаридов. Среди моносахаридов важнейшими являются глюкоза, фруктоза, рибоза. Из полисахаридов в животных клетках чаще всего встречается гликоген, а в растительных - крахмал и целлюлоза.
Углеводы выполняют две важнейшие функции: энергетическую и структурно-строительную. Так, для клеток нашего мозга глюкоза является практически единственным источником энергии, и уменьшение ее содержания в крови опасно для жизни. В печени человека хранится небольшой запас полимера глюкозы - гликогена, его достаточно, чтобы покрывать потребность в глюкозе в течение приблизительно двух суток.
Суть структурно-строительной функции углеводов заключается в следующем: сложные углеводы, соединенные с белками (гликопротеины) или жирами (гликолипиды), входят в состав клеточных мембран, обеспечивая взаимодействие клеток между собой.
В состав клеток входят также жиры, илилипиды. Их молекулы построены из глицерина и жирных кислот. К жироподобным веществам относятся холестерин, стероиды, фосфолипиды и др. Липиды входят в состав всех клеточных мембран, являясь их основой. Липиды гидрофобны и вследствие этого непроницаемы для воды. Таким образом, липидные слои мембраны защищают содержимое клетки от растворения. Это их структурностроительная функция. Однако липиды - важный источник энергии: при окислении жиров выделяется в два с лишним раза больше энергии, чем при окислении такого же количества белков или углеводов.
Нуклеиновые кислоты представляют собой полимеры, построенные из мономеров -нуклеотидов. Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, сахара и остатка фосфорной кислоты. Существуют два вида нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК), отличающиеся по составу азотистых оснований и сахаров.
Азотистых оснований четыре: аденин, гуанин, цитозин итимин. Они и определяют названия соответствующих нуклеотидов: адениловый (А), гуаниловый (Г), цитидиловый (Ц) и тимидиловый (Т) (рис. 1.1).
Каждая цепь ДНК представляет полинуклеотид, состоящий из нескольких десятков тысяч нуклеотидов.
Молекула ДНК имеет сложное строение. Она состоит из двух спирально закрученных цепей, которые по всей длине соединены друг с другом
водородными связями. Такую структуру, свойственную только молекулам ДНК, называют двойной спиралью.
При образовании двойной спирали ДНК азотистые основания одной цепи располагаются в строго определенном порядке против азотистых оснований другой. При этом обнаруживается важная закономерность: против аденина одной цепи всегда располагается тимин другой цепи, против гуанина - цитозин и наоборот. Это объясняется тем, что пары нуклеотидов аденин и тимин, а также гуанин и цитозин строго соответствуют друг другу и являются дополнительными, или комплементарными (от лат.complementum - дополнение), друг другу. Между аденином и тимином всегда возникают две, а между гуанином и цитозином - три водородные связи (рис. 1.2). Следовательно, у всякого организма число адениловых нуклеотидов равно числу тимидиловых, а число гуаниловых - числу цитидиловых. Зная последовательность нуклеотидов в одной цепи ДНК, по принципу комплементарности можно установить порядок нуклеотидов другой цепи.
С помощью четырех типов нуклеотидов в ДНК записана вся важная информация об организме, передающаяся по наследству следующим поколениям, другими словами, ДНК выступает носителем наследственной информации.
Рис. 1.1. Четыре нуклеотида, из которых построены все ДНК живой природы
Молекулы ДНК в основном находятся в ядрах клеток, но небольшое их количество содержится в митохондриях и пластидах.
Молекула РНК, в отличие от молекулы ДНК, - полимер, состоящий из одной цепочки значительно меньших размеров. Мономерами РНК являются нуклеотиды, состоящие из рибозы, остатка фосфорной кислоты и одного из четырех азотистых оснований. Три азотистых основания - аденин, гуанин и
цитозин - такие же, как и у ДНК, а четвертое - урацил. Образование полимера РНК происходит через ковалентные связи между рибозой и остатком фосфорной кислоты соседних нуклеотидов.
Выделяют три типа РНК, различающихся по структуре, величине молекул, расположению в клетке и выполняемым функциям.
Рибосомные РНК (р-РНК) входят в состав рибосом и участвуют в формировании активного центра рибосомы, где происходит процесс биосинтеза белка.
Транспортные РНК (т-РНК) - самые небольшие по размеру - транспортируют аминокислоты к месту синтеза белка.
Информационные, илиматричные, РНК (и-РНК) синтезируются на участке одной из цепей молекулы ДНК и передают информацию о структуре белка из ядра клеток к рибосомам, где эта информация реализуется.
Таким образом, различные типы РНК представляют собой единую функциональную систему, направленную на реализацию наследственной информации через синтез белка.
Комплементарное соединение нуклеотидов и образование двухцепочечной молекулы ДНК
Рис. 1.3. Строение молекулы АТФ
