Способы регуляции процессов жизнедеятельности

Регуляция процессов жизнедеятельности организмов

Системы регуляции жизнедеятельности организма

Организм, как любая открытая биологическая система, характеризуется своим определенным набором упорядоченно взаимодействующих компонентов (систем органов), обеспечивающих целостность и устойчивость биосистемы в условиях меняющихся факторов внешней и внутренней среды.
Одним из основных и наиболее важных свойств живого организма является его способность поддерживать в течение жизни нормальное функционирование систем органов, обеспечивающее жизнедеятельность особи. Для поддержания постоянства работы органов необходима координация всех происходящих в организме жизненных процессов. В живой природе существует два типа регуляции – гуморальная и нервная.

Гуморальная регуляция (от лат. humor – жидкость) является механизмом химической координации процессов жизнедеятельности и осуществляется при участии особых биологически активных веществ, выделяемых клетками и тканями в жидкие среды организма: цитоплазму, кровь, лимфу, тканевую жидкость. У одноклеточных (простейших, водорослей, грибов) многие процессы жизнедеятельности регулируются посредством обмена между внешней и внутренней химической средой; при этом важную роль играют ионы кальция. У многоклеточных животных гуморальная регуляция осуществляется с помощью биологически активных веществ направленного действия – гормонов. У растений управление процессами роста и развития также обеспечивается биологически активными химическими соединениями – фитогормонами (ауксинами, гибберелинами и др.).

Гормональная система растений менее специализирована по сравнению с таковой у животных. Гормоны животных организмов образуются в специальных эндокринных железах и оказывают специфическое влияние на некотором расстоянии от места своего синтеза. У животных шире спектр гормонов, совершеннее система их транспорта и регуляция активности. Фитогормоны также синтезируются в определенных тканях растительного организма и транспортируются в другие, вызывая их функциональные изменения. Однако, в отличие от животных, у растений гормоны могут действовать и непосредственно в том месте, где они образуются. К тому же воздействие одного и того же фитогормона на разные ткани растения может приводить к различным ответным реакциям.

Все этапы развития организмов – от рождения до старости, как и все основные процессы их жизнедеятельности, происходят под контролем гормонов (или фитогормонов).

У одноклеточных единственная клетка, представляющая целостный организм, обладает определенной чувствительностью (обычно химической) и сама реагирует на раздражения. В процессе эволюции у большинства многоклеточных организмов, особенно у высших животных, наряду с гуморальной (жидкостной) регуляцией появляются особые чувствительные клетки и органы (рецепторы) и органы, выполняющие необходимый ответ (эффекторы). Причем с развитием нервной системы у животных формируются специальные структуры, обеспечивающие быструю передачу сигнала от рецептора к органу-эффектору (мышце, железе) для соответствующего ответа. Четкая координация работы органов (регуляция) достигается у живых организмов благодаря согласованной деятельности двух систем – гуморальной и нервной.

Нервная регуляция – механизм управления животным организмом, основанный на рефлекторных связях, характеризующийся как наиболее эффективный и быстрый. Эта регуляция осуществляется посредством нервной системы. Нервная система имеет ведущее значение в обеспечении целостности и координации работы систем органов животного организма.

В процессе эволюции нервная система прошла сложный путь развития: от беспорядочной сети нервных клеток и волокон, хаотически разбросанных в тканях тела (например, у гидры), до оформленных пучков нервных волокон и, наконец, до нервных стволов и центров (головного и спинного мозга), между которыми происходит обмен импульсами. Например, у позвоночных животных имеется сложно организованный полый головной мозг и тянущийся вдоль всего тела спинной мозг. Обе эти структуры, составляющие центральную нервную систему (ЦНС), образуются из нервной трубки зародыша. Кроме ЦНС, в организме имеется периферическая нервная система, которая охватывает все многочисленные парные нервы, отходящие от головного и спинного мозга.

Основой нервной системы являются нервные клетки – нейроны.

Нейрон получает, перерабатывает, проводит и передает информацию, закодированную в виде электрических и химических сигналов (нервных импульсов). Каждый нейрон имеет тело, отростки и их окончания. Снаружи нервная клетка окружена оболочкой, способной проводить возбуждение, а также обеспечивать обмен веществ с окружающей средой.

Схема строения нейрона (стрелки показывают направление движения импульса): 1 – тело клетки с ядром; 2 – эффектор; 3 – мышечное волокно; 4 – аксон; 5 – дендрит; 6 – миелиновая оболочка

Анатомически и функционально нейроны связаны с клетками нейроглии – вспомогательными клетками нервной ткани, выполняющими опорную, трофическую (питательную), разграничительную и защитную функции.

Диаметр тел нейронов варьирует от 1 до 1000 мкм. Форма тел нейронов также различна – округлая, овальная, пирамидальная. От тела нейрона отходят различной длины отростки двух типов. Короткие, ветвящиеся подобно дереву дендриты (от греч. dendron – дерево) проводят нервные импульсы к телу нейрона. Единственный длинный, обычно неветвящийся отросток – аксон (от греч. axon – ось) – проводит нервные импульсы от нейрона к другим клеткам – нервным, мышечным, секреторным. Многие крупные аксоны имеют миелиновую оболочку.

Существует три основных типа нейронов: чувствительные (или афферентные), двигательные (или эфферентные) и вставочные (или ассоциативные).

Чувствительные нейроны воспринимают сигналы из внешней и внутренней среды и проводят импульс от рецептора по направлению к ЦНС (в головной и спинной мозг). Двигательные нейроны иннервируют поперечнополосатые мышцы, сосуды, железы организма. Короткие ветвистые отростки двигательного нейрона – дендриты – передают импульсы к телу клетки, откуда импульсы распространяются по единственному длинному отростку (аксону) к эффектору – органу-мишени. Вставочные нейроны, составляющие до 97 % всех нервных клеток организма, находятся в пределах головного и спинного мозга, где, связывая нейроны между собой, передают полученные импульсы от афферентных нейронов к эфферентным.

Пучки аксонов формируют нервные волокна, из которых образуются нервы. Обычно нервы содержат несколько тысяч волокон. Например, в зрительном нерве человека их более одного миллиона. По каждому волокну нервный импульс распространяется изолированно, не переходя на другие волокна.

У всех позвоночных и многих высокоорганизованных беспозвоночных животных имеются головной мозг и спинной мозг, регулирующие работу всей нервной системы организма. В головном мозге в процессе эволюции сформировались координационные и ассоциативные центры, в которых происходит накопление и обработка информации, поступающей от органов чувств и афферентных нервов. Возникающие в результате двигательные импульсы отсылаются в двигательные стволы продолговатого и спинного мозга и оттуда – к эффекторам.

Взаимодействие гуморальной и нервной систем организма

Эволюционно нервная регуляция является более поздним механизмом по сравнению с гуморальной регуляцией. Однако по мере дифференциации и совершенствования нервной системы в ходе эволюции происходит подчинение гуморальной регуляции нервным связям. В этом случае говорят о нейрогуморальной регуляции.

Наиболее важную, интегрирующую функцию в системе физиологических механизмов в организме выполняет ЦНС, и прежде всего – кора головного мозга. Связующим звеном между эндокринной и нервной системами является гипоталамус – отдел промежуточного мозга, где осуществляется взаимодействие нервной и эндокринной систем. Нормальное функционирование организма в изменяющихся условиях среды обеспечивается согласованной нейрогуморальной регуляцией всех процессов его жизнедеятельности.

Источник

Способы регуляции процессов жизнедеятельности

Функционирование организма как единого целого обеспечивают Системы регуляции процессов. Они обеспечивают взаимодействие отдельных частей организма и его реакцию на внешние воздействия. Как правило, общее название всех систем регуляции — нейро-гуморальная регуляция процессов жизнедеятельности организма.

Центральные системы регуляции процессов жизнедеятельности организма человека: нервная, гуморальная (эндокринная) и иммунная. К системам регуляции некоторые авторы относят также кровеносную и лимфатические системы. Все системы регуляции процессов в организме тесно связаны между собой и влияют друг на друга. В результате их взаимодействия обеспечивается слаженная работа организма.

Нервная система — целостная морфологическая и функциональная совокупность различных взаимосвязанных нервных структур. В результате совместного взаимодействия с эндокринной системой нервная система обеспечивает взаимосвязанную регуляцию деятельности всех систем организма. А также реакцию на изменение условий внутренней и внешней среды. Нервная система действует как интегративная система , связывая в одно целое чувствительность, двигательную активность и работу других регуляторных систем (эндокринной и иммунной). Прежде всего всё разнообразие значений нервной системы вытекает из её трех свойств.

Эндокринная система — 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 которой эндокринные клетки собраны вместе и формируют железу внутренней секреции, и диффузную эндокринную систему .

Иммунная система — система органов, существующая у позвоночных животных и объединяющая органы и ткани, которые защищают организм от заболеваний, идентифицируя и уничтожая опухолевые клетки и патогены. Иммунная система распознаёт множество разнообразных возбудителей — от вирусов до паразитических червей — и отличает их от биомолекул собственных клеток. В таком случае конечной целью иммунной системы является уничтожение чужеродного агента. Им может оказаться болезнетворный микроорганизм, инородное тело, ядовитое вещество или переродившаяся клетка самого организма. Этим достигается биологическая индивидуальность организма.

Это конспект по теме «Системы регуляции процессов». Выберите дальнейшие действия:

Источник

Нервная и эндокринная системы. Нейрогуморальная регуляция процессов жизнедеятельности организма, как основа его целостности, связи со средой

Содержание:

Нервная и эндокринная системы отвечают за все процессы жизнедеятельности человека. Они регулируют рефлекторные и нерефлекторные действия. Отвечают за мышление, сознание и психологическое поведение. Нервы есть на всей поверхности тела, а также встречаются во всех органах и тканях. Нервные окончания передают сигналы мозгу и вызывают определенные реакции.

Нервная система

Нервная система контролирует и регулирует все процессы жизнедеятельности человека. Многие из них рефлекторны и выполняют простые физиологические функции. Другие направлены на управление процессами мышления, психического поведения и общего восприятия окружающей среды.

Выделяют центральную (образована головным и спинным мозгом) и периферическую нервную систему (состоит из нервных отростков, окончаний и ганглиев).

Периферическую нервную систему делят на:

• Соматическую. Регулирует работу скелетных мышц.
• Вегетативную. Иннервирует все внутренние органы.

Вегетативную подразделяют:

Нейрон – структурно-функциональная единицам нервной системы. Выполняет функцию проводимости и возбудимости нервного импульса. Он состоит из двух частей: тела и отростков. Длинные отростки передают импульс, называются аксонами. А короткие принимают информацию, называются дендритами. Соединяются нейроны между собой синапсами. Это пространство между соседними клетками, которое передает информацию импульса от одной клетки к другой.

Нейроны разделяют по функциональности:

Вид нейрона

Функция

Передает импульсы от органов чувств к ЦНС, тела расположены на пути к ЦНС в нервных узлах

Тела и отростки не выходят за пределы ЦНС, связывает двигательные и чувствительные нейроны

Тела клеток расположены в ЦНС, а их отростки за пределами. Передают импульсы от ЦНС к мышцам и внутренним органам

Синапсы возникают между:

• аксоном одного нейрона и телом другого;
• аксонами и дендритами соседних клеток;
• одноименными отростками нейронов.

Нервная регуляция

Регуляция органов и тканей в организме человека происходит рефлекторно. Рефлекс – это ответная реакция организма человека на раздражитель, который происходит под воздействием нервных импульсов. Путь, проходимый нервными импульсами при осуществлении рефлекса, называется рефлекторной дугой.

Они состоят из нескольких звеньев:

• Рецептор. Нервное окончание, которое распознает раздражитель.
• Чувствительный нейрон. Передает информацию в ЦНС.
• Вставочный нейрон. Распространяет информацию по звеньям.
• Исполнительный нейрон. Передает импульс к нужному органу или железе.

Рефлекторная дуга отвечает не только за возбуждение импульса, но и за его торможение.

Нервная ткань. Проводимость – это свойство, которое передает информацию по клеткам ткани. Скорость проведения импульса исчисляется 0,5- 100 м/с. Возбуждения передаются по чувствительным волокнам в мышцах, затем по двигательным волокнам скелетных мышц.

Прохождение нервных импульсов

Нервы передают друг другу кодированную информацию. Это называется возбуждением. Мембрана нервной клетки покрыта двойным липидным слоем, содержит ионы калия и натрия, фермент АТФ-азу. Этот комплекс называется ионный насос. Он обеспечивает неравенство концентрации ионов. Процесс сопровождается затратой энергии. Одной молекулы АТФ хватает на транспорт 2 молекул калия и трех молекул натрия.

Калий преобладает в клетках нейрона над натрием и свободно выходит из наружу. Когда на клетку действует раздражитель, возбуждение вызывает возрастание проницаемости мембраны клеток нервов. Ионы получают возможность перемещаться по градиенту концентрации. После чего, поток ионов натрия становится выше, чем калия. Это действие обуславливает потенциал действия.

Нервы проводят через себя электрический ток. Он генерируется потенциалом, его скорость составляет 10 м/с. Ток проходит через тело нейрона к периферическому концу. Так происходит изменение проницаемости.

Центральная нервная система

Состоит из головного и спинного мозга. Является ведущим центром в организме человека, отвечающим за мышление, координацию движений, психическое состояние и взаимодействие с окружающим миром.

Спинной мозг расположен в позвоночном столбе, имеет вид длинного тяжа. Он разделен на две симметричные половины: переднюю и заднюю борозды. По центру проходит спинномозговой канал, заполненный жидкостью – ликвором.

Вокруг спинномозгового канала расположено серое вещество. На срезе он имеет вид бабочки, образован телами нервных клеток. Спинной мозг снаружи покрывает белое вещество, состоит из отростков нейронов, образует проводящие пути.

Поперечный срез спинного мозга имеет боковые и передние рога. В задних находится ядро чувствительного нейрона, а в передних нейроны двигательного центра. В боковых рогах залегают рецепторы симпатической и парасимпатической системы.

В спинном мозге различают 31 пару нервов. Каждая из начинается двумя корешками, передними (двигательными), задними (чувствительными). На задних корешках располагаются тела чувствительных, называются нервными узлами. Каждая пара спинномозговых нервов отвечает за определенное действие.

Спинной мозг выполняет несколько функций:

• Рефлекторную – осуществляется соматическими и вегетативными нервами;
• Проводниковую – осуществляется белым веществом нисходящих и восходящих проводящих путей;

Головной мозг расположен в черепе. Его масса составляет приблизительно 1400-1500 г. Головной мозг разделяют на 5 отделов:

Эволюционно сложившейся структурой головного мозга считают:

• Продолговатый мозг;
• Мост;
• Средний мозг;
• Промежуточный мозг.

Это начальные структуры развития головного мозга, чуть позже у человека появились большие полушария. Из ствола мозга выходит 12 пар нервов. Продолговатый мозг, является продолжением спинного мозга, выполняют проводниковую и рефлекторную функции. Отвечает за следующие процессы в организме:

• дыхательные;
• сердечные сокращения и деятельность сердца;
• сосудодвигательные;
• пищевые рефлексы;
• защитные рефлексы (чихание, кашель и другие);
• центр изменения тонуса мышц и положения тела.

Задний мозг состоит варолиева моста и мозжечка. Проводящие пути связывают задний мозг с большими полушариями.

Мозжечок отвечает за координацию тела, поддержание равновесия тела. Все позвоночные животные обладают мозжечком, уровень его развития зависит от среды и условий обитания.

Средний мозг отвечает за зрение и слух. Он сложился в эволюционный период, и практически не изменился.

Промежуточный мозг разделяют на отделы:

Зрительные бугры (таламус)

Отвечает за все мимические эмоции, рядом прилегает эпифиз и гипофиз. Это железы внутренней секреции.

Надбугорная область (эпиталамус)

Регулирует суточные ритмы, тормозит выработку половых гормонов и гормонов аденогипофиза.

Подбугорная область (гипоталамус)

Контролирует работу вегетативной нервной системы, обмен веществ, гомеостаз, центр сна и бодрствования, эндокринные функции организма. Секретирует вазопрессин и окситоцин.

Представляет собой ретикулярную формацию, состоящую из сети нервов и нейронов, влияющих на активность различных отделов ЦНС.

Отвечает за зрение и слух, состоит из полушарий, соединенных мозолистым телом. Серое вещество образует кору головного мозга, белое – проводящие пути полушарий.

Кора больших полушарий

Отвечает за зрение, слух, движения, чувствительность кожи и мышц.

Кора больших полушарий имеет площадь 2500 см 3 . Состоит из борозд и извилин. Разделяют четыре отдела полушарий:

Кора больших полушарий отвечает за определенные процессы и имеет следующие зоны:

• Двигательная. Находится в передней центральной извилине лобной доли.
• Кожно-мышечной чувствительности. Расположена в задней центральной извилине.
• Зрительная. Находится в затылочной области.
• Слуховая. Расположена в височной доле.
• Центр обоняния и слуха. Расположены на внутренних поверхностях височных и лобных долей.

Работа правого и левого полушария разная. Правое отвечает за мышление, а левое за абстрактное мышление. При повреждении левого полушария происходит потеря речи.

Вегетативная нервная система (ВНС)

Регулирует работу внутренних органов, гомеостаз, обмен веществ. Система состоит из симпатического и парасимпатического отделов. Центры расположены в продолговатом и спинном мозге. Оба отдела управляют всеми внутренними органами и отвечают за противоположное действие.

Рефлекторная дуга ВНС разделяется на два нейрона, соответственно состоит из трех частей:

• Чувствительный нейрон. Берет начало в рецепторах органов и тканей.
• Представлен двумя двигательными нейронами. Первый располагается в вегетативных ядрах нервной системы. Второй лежит в периферических узлах.

Симпатические ядра расположены в боковых рогах спинного мозга на уровне всех грудных и трех поясничных нервов, парасимпатические ядра расположены в продолговатом, среднем и крестцовом отделе спинного мозга.

Передача нервного импульса проходит по синапсам. В симпатической нервной системе медиатором проведения импульса выступает адреналин и ацетилхолин. В парасимпатической системе только ацетилхолин.

Большинство органов иннервируется симпатической и парасимпатической системами. Но есть несколько органов, которыми управляет только симпатическая нервная система – кровеносные сосуды, мозговой слой надпочечников, потовые железы.

Вегетативная нервная система не имеет собственных путей для прохождения нервных импульсов, они являются общими для соматической и вегетативной нервной системы. От продолговатого мозга отходит блуждающий нерв, он обеспечивает иннервацию парасимпатической нервной системы в области шеи, грудной и брюшной полостей.

Каждый отдел тела иннервируется обоими отделами нервной системы. Симпатическая увеличивает число сердечных сокращений, но снижает перистальтику кишечника. Парасимпатическая снижает число сердечных сокращений и увеличивает перистальтику кишечника. Все процессы противоположны друг другу.Характер взаимодействия между симпатической и парасимпатической нервной системой включает 4 пункта:

1. Эффект воздействия нервных импульсов на органы имеет возбуждающий и тормозящий эффекты. Симпатическая и парасимпатические отделы компенсируют друг друга.
2. Есть органы, к которым проведены преимущественно симпатические или парасимпатические нервы. Например, у мочевого пузыря больше парасимпатических нервов, а у потовых желез, почек и селезенки больше симпатических нервов.
3. Деятельность некоторых органов происходит под действием только одного отдела. При активации симпатической системы происходит усиление потоотделения, а при активации парасимпатической ничего не меняется. Она никак не влияет на потовые железы.

Эндокринная система

Эндокринная система образована железами внутренней и смешанной секреции. Железы внутренней секреции не имеют протоков, поэтому гормоны поступают непосредственно в кровь.

Гормоны – специфические, высокомолекулярные биологически активные вещества, которые обладают специальным действием на определенные органы и ткани.

Железы внутренней секреции включают:

• гипофиз;
• щитовидная железа;
• паращитовидная железа;
• тимус;
• надпочечники;
• эпифиз.

Железы смешанной секреции состоят:

• половые железы;
• поджелудочная железа.

Гормоны играют основную роль в гуморальной регуляции всех систем органов и тканей. Они влияют на рост, размножение и функции органов. Все железы и клетки выделяют гормоны, которые объединяет эндокринная система:

Гормон

Какой железой вырабатывается

Влияние на организм

Управляет секрецией коры надпочечников

Участвует в регуляции водно-солевого обмена. Контролирует всасывание натрия и воды, выводит излишки калия

Вазопрессин (антидиуретический гормон)

Контролирует количество выделяемой мочи, вместе с альдостероном контролирует работу сердца

Повышает уровень глюкозы в крови

Управляет процессами роста и развития, стимулирует синтез белков

Понижает уровень глюкозы в крови, влияет на обмен белков, углеводов и жиров

Противовоспалительное действие, участие в водно-солевом обмене, поддержание уровня сахара в крови, контроль артериального давления

Лютеинизирующий гормон и фолликулостимулирующий гормон

Отвечают за детородные функции, выработку спермы у мужчин, созревание яйцеклетки у женщин, регуляция менструального цикла у женщин. Отвечает за формирование вторичных половых признаков у мужчин и женщин

Вызывает сокращения матки и протоков молочных желез

Управляет образованием костей, контролирует выведение фосфора и кальция из организма

Готовят внутреннею оболочку матки к внедрению плода и молочные протоки к выработке молока

Вызывает и контролирует процессы грудного вскармливания

Ренин и ангиотензин

Контролирует артериальное давление

Регулирует процессы роста и созревания, скорость обменных процессов

Стимулирует работу и выработку гормонов щитовидной железы

Стимулирует образование эритроцитов

Управляют работой женских половых органов и развитием вторичных половых признаков

Нейрогуморальная регуляция процессов жизнедеятельности организма, как основа его целостности, связи со средой

Примером нейрогуморальной регуляции выступает дыхание. Углекислый газ вызывает раздражение рецепторов, отвечающих за дыхательный процесс. Медиаторы переходят в синапсы под действием норадреналина и ацетилхолина. Вещества поступают в кровь и отвечают за гуморальную регуляцию. По такому механизму образовываются нейрогормоны.

Нейрогуморальную регуляцию делят на две составляющие: нервную и гуморальную.

Нервная – это совокупность показателей, координирующих работу отдельных органов и систем. Они осуществляют связь между ними и всем организмом человека. Это происходит из-за передачи электрического тока и возникновении нервного импульса. Это обеспечивает работу нервной системы. Отличия:

• в основе действия лежат рефлексы;
• точность и быстрота;
• действия ограничено.

Гуморальная – отвечает за регуляцию функций организма за счет биологически активных веществ, через жидкости организма: кровь, лимфу, плазму. Отличия:

• работает через кровь и лимфу;
• медленная, длительная;
• затрагивает весь организм.

Нейрогуморальная регуляция объединяет два этих процесса. Биологически активные вещества вырабатываются при помощи нейронов, а распространяются через биологические жидкости. За счет этого происходит:

• поддержание гомеостаза;
• взаимодействие с окружающей средой;
• согласованная работа органов и систем органов.

Эндокринная и нервная система тесно связаны. Многие гормоны, вырабатываются в гипофизе, гипоталамусе, которые находятся в головном мозге. Они выделяют биологически активные вещества, которые регулируют процессы жизнедеятельности. При нарушении или отклонении этих процессов возникает сбой гормонального фона человека. Это влияет не только на физиологические процессы, но на психические. Меняется поведение, мышление и общее восприятие окружающего мира.

Источник