Регуляторні системи організму людини

Розділ 1 ОРГАНІЗМ ЛЮДИНИ ЯК БІОЛОГІЧНА СИСТЕМА

§ 8.Регуляторні системи організму людини

Спостерігаючи за роботою свого організму, ви помітите, що після бігу підвищується частота дихання і серцевих скорочень. Після прийому їжі збільшується кількість глюкози в крові. Проте через деякий час ці показники нібито самі по собі набувають вихідних значень. У який спосіб відбувається така регуляція?

Гуморальна регуляція (лат. гумор – рідина) здійснюється за допомогою речовин, що впливають на процеси метаболізму в клітинах, отже, й на роботу

органів і організму в цілому. Ці речовини потрапляють у кров, а з неї – до клітин. Так, підвищення рівня вуглекислого газу в крові збільшує частоту дихання.

Деякі речовини, наприклад гормони, виконують свою функцію, навіть якщо їх концентрація в крові дуже мала. Більшість гормонів синтезуються й виділяються в кров клітинами залоз внутрішньої секреції, які утворюють ендокринну систему. Подорожуючи з кров’ю по всьому організму, гормони можуть потрапити до будь-якого органа. Але впливає гормон на роботу органа лише в разі, якщо клітини цього органа мають рецептори саме до цього гормону. Рецептори

поєднуються з гормонами (мал. 8.1), і це спричиняє зміну активності клітини. Так, гормон інсулін, приєднуючись до рецепторів клітини печінки, стимулює проникнення в неї глюкози і синтез глікогену з цієї сполуки.

Мал. 8.1. Схема дії гормону:

1 – кровоносна судина; 2 – молекула гормону; 3 – рецептор на плазматичній мембрані клітини

Ендокринна система забезпечує ріст і розвиток організму, окремих його частин і органів. Вона бере участь у регуляції метаболізму й пристосовує його до потреб організму, що постійно змінюються.

Нервова регуляція. На відміну від системи гуморальної регуляції, яка відповідає переважно на зміни у внутрішньому середовищі, нервова система реагує на події, що відбуваються як всередині організму, так і за його межами. За допомогою нервової системи організм відповідає на будь-які впливи дуже швидко. Такі реакції на дію подразників називають рефлексами. Здійснюється рефлекс завдяки роботі ланцюга нейронів, що утворюють рефлекторну дугу (мал. 8.2). Кожна така дуга починається з чутливого, або рецепторного, нейрона (нейрона – рецептора). Він сприймає дію подразника і створює електричний імпульс, який називають нервовим. Імпульси, що виникають у нейроні-рецепторі, надходять до нервових центрів спинного й головного мозку, де обробляється інформація. Тут ухвалюється рішення, до якого органа слід надіслати нервовий імпульс, щоб відповісти на дію подразника. Після цього команди прямують по нейронах-ефекторах до органа, який відповідає на подразник. Зазвичай така відповідь – це скорочення певного м’яза або виділення секрету залози. Щоб уявити собі швидкість передачі сигналу по рефлекторній дузі, пригадайте, за який час ви відсмикуєте руку від гарячого предмета.

Нервові імпульси передаються за допомогою особливих речовин – медіаторів. Нейрон, у якому виник імпульс, виділяє їх у щілину синашу – місце з’єднання нейронів (мал. 8.3).

Мал. 8.2. Рефлекторна дуга:

1 – нейрон-рецептор; 2 – нейрон нервового центру спинного мозку; 3 – нейрон-ефектор; 4 – м’яз, що скорочується

Мал. 8.3. Схема передачі інформації між нейронами:

1 – закінчення відростка одного нейрона; 2 – медіатор;

3 – плазматична мембрана іншого нейрона; 4 – синаптична щілина

Медіатори приєднуються до білків-рецепторів нейрона-мішені, а він у відповідь генерує електричний імпульс і передає його до наступного нейрона або іншої клітини.

Імунну регуляцію забезпечує імунна система, завдання якої полягає у створенні імунітету – здатності організму протистояти дії зовнішніх і внутрішніх ворогів. Ними є бактерії, віруси, різні речовини, які порушують нормальну життєдіяльність організму, а також його клітини, що відмерли або переродилися. Головні бойові сили системи імунної регуляції – певні клітини крові і спеціальні речовини, що в ній містяться.

Організм людини – саморегульована система. Завданням саморегуляції є підтримка всіх хімічних, фізичних і біологічних показників роботи організму в певних межах. Так, температура тіла здорової людини може коливатися в межах 36-37°C, кров’яний тиск 115/75-125/90 мм рт. ст., концентрація глюкози в крові – 3,8-6,1 ммоль/л. Стан організму, під час якого всі параметри його функціонування залишаються відносно сталими, називають гомеостазом (грец. гомео – подібний, стасис – стан). На підтримку гомеостазу і спрямована робота регуляторних систем організму, що діють у постійному взаємозв’язку.

ЛЮДИНА ТА ЇЇ ЗДОРОВ’Я

Здоров’я і хвороба

Що розуміють під словом “здоров’я” люди, бажаючи один одному “Бувайте здорові!”? Фізіологічно організм вважається здоровим, якщо всі його клітини, тканини, а відповідно, й органи працюють згідно з покладеними на них функціями. Якщо на будь – якому рівні системи “організм” виникають перебої в роботі, може розвинутися хвороба.

Серед хвороб розрізняють інфекційні та неінфекційні. Перші передаються від хворого організму до здорового і викликаються різними збудниками (бактеріями, вірусами, найпростішими). Неінфекційні хвороби можуть розвиватися через недостатню кількість у харчовому раціоні певних речовин, унаслідок дії радіаційного випромінювання тощо.

Усе частіше погіршення здоров’я людей стає наслідком їх власної недбалої діяльності. Так, через забруднення навколишнього середовища зросла кількість захворювань на рак, астму. Куріння, вживання спиртних напоїв і наркотиків завдають непоправної шкоди всім системам органів людини.

Окрему групу складають спадкові хвороби. Вони передаються від батьків до дітей разом із програмою життя, що міститься в хромосомах. До цих хвороб відносять і вроджені дефекти, які можуть виникнути під час розвитку плоду. Часто вони виникають у тих випадках, коли вагітна жінка палить, вживає спиртні напої, хворіє на інфекційні хвороби тощо.

Кожному з дитинства відомі правила здорового способу життя. Слід раціонально харчуватися, займатися спортом, не вживати алкоголь, нікотин, наркотики, менше дивитися телевізор і обмежувати використання комп’ютера.

Що таке рак?

Відомий французький учений Б. Перільє писав: “Рак – захворювання, що важко і визначити, і вилікувати”. На жаль, ці слова, сказані близько 200 років тому, актуальні й сьогодні.

Щодня в організмі людини відмирає й утворюється внаслідок поділу близько 25 млн клітин. Для нормальної життєдіяльності організму необхідно, щоб кількість клітин у ньому зберігалася незмінною. Якщо ця сталість порушується і починається неконтрольоване розмноження клітин, може утворитися пухлина. За характером росту і біологічними ознаками пухлини бувають доброякісними і злоякісними. Одна з головних ознак доброякісних пухлин – відсутність здатності до розповсюдження в організмі (метастазів). Злоякісні пухлини називають раком. Ракові клітини відрізняються від нормальних відсутністю характерної спеціалізації. Наприклад, ракові клітини, що утворилися в печінці, не здатні знешкоджувати й виводити шкідливі речовини. Клітини злоякісних пухлин довговічніші за нормальні, значно швидше розмножуються, проникають до сусідніх тканин, руйнуючи їх.

Які причини виникнення злоякісних пухлин? Перш за все, це їжа, що містить багато барвників, харчових добавок і ароматизаторів, куріння тютюну, що призводить не тільки до раку легенів, але й дихальних шляхів, стравоходу, сечового міхура й інших органів. Причиною переродження клітин також можуть бути й різні види випромінювання (особливо радіоактивне), деякі мікроорганізми й віруси, порушення імунного захисту.

Стовбурові клітини

Стовбурові клітини отримали таку назву невипадково: від них походять усі 350 видів клітин організму людини, подібно до того, як від стовбура дерева утворюються всі його гілочки. Зі стовбурових клітин на найперших етапах розвитку складається ембріон людини. Унаслідок поділу такої клітини одна з дочірніх клітин стає стовбуровою, а друга спеціалізується, набуваючи властивостей того чи іншого виду клітин організму. Через певний час кількість клітин з необмеженими можливостями (так іноді називають стовбурові клітини) в ембріоні зменшується. У новонародженого їх лише кілька сотих відсотка, а з віком стає ще менше. У дорослому організмі стовбурові клітини містяться переважно в червоному кістковому мозку, проте трапляються і в інших органах.

Стовбурові клітини є резервом організму, який він може використовувати для “ремонту” будь-яких ушкоджених тканин. Адже відомо, що зазвичай зрілі спеціалізовані клітини не розмножуються, тому відновити тканину за їх рахунок неможливо. У цьому разі на допо

Могу приходять стовбурові клітини. Вони активно діляться, спеціалізуються і заміщують загиблі клітини, ліквідуючи ушкодження. Подібною до стовбурової є так звана камбіальна клітина. Одна з її дочірніх клітин унаслідок спеціалізації стає клітиною тієї тканини, до якої належить материнська камбіальна клітина. Камбіальні клітини містяться майже в усіх тканинах, вони забезпечують їх ріст і оновлення. Так, завдяки камбіальним клітинам безперервно відновлюється епітелій шкіри. Учені ретельно досліджують властивості стовбурових і камбіальних клітин у пошуках шляхів використання їх властивостей у медицині.

ПІДСУМКИ

– Організм людини є багаторівневою відкритою системою, яку вивчають на молекулярному, клітинному, тканинному рівнях, на рівні органів і фізіологічних систем, а також на рівні цілісного організму.

– Хімічними складовими організму є неорганічні (вода, солі, кисень, вуглекислий газ) і органічні (білки, жири, вуглеводи тощо) речовини. Основною структурно-функціональною одиницею організму є клітина, у якій увесь час відбуваються реакції метаболізму, що забезпечують ріст і розвиток організму. Розмноження клітин відбувається шляхом поділу.

– Клітини, подібні за будовою, функцією і походженням, і міжклітинна речовина утворюють тканину певного виду. З тканин формуються органи, а з органів складаються фізіологічні системи. За характером функцій їх поділяють на регуляторні (нервова, ендокринна, імунна) і виконавчі (опорно-рухова, травна, дихальна, статева тощо).

– Взаємодія виконавчих і регуляторних систем спрямована на підтримку сталості показників життєдіяльності організму – гомеостазу.