Понятие регуляции функций
Человеческий организм — вершина преобразований, происходивших в процессе эволюции. Все системы и органы имеют сложное строение, и природа предусмотрела 2 способа регулирования функций и процессов. Их особенности и суть изучает биология. В школе эту тему проходят в 9-м классе. В рамках программы учитель рассказывает о характеристиках регуляторов, приводит их классификацию, а затем просит учащихся провести сравнение и заполнить таблицу. Виды регуляции:
- Нервная. Контроль осуществляется одноимённой системой с помощью импульсов. Это более быстрый механизм.
- Гуморальная. Некоторые последователи околонаучных теорий высказывают мнение, что нервная система принимает участие и в этом виде контроля процессов жизнедеятельности, однако думать так — ошибка. Гуморальная регуляция в организме осуществляется с помощью гормонов, вырабатываемых железами внутренней секреции. Специальные вещества регулируют деятельность сердца и остальных органов, попадая в кровь и лимфу.
Изучив определение, виды и роль гуморальной регуляции физиологических функций, можно понять, чем она отличается от нервной, у которой также есть особенности. Знать их нужно, чтобы различать два этих механизма. Нервная система делится на центральную и периферическую. Волокна распределены по всему организму и связывают его в единое целое. Благодаря этому в мозг мгновенно поступают сигналы о том, какому воздействию подвергается человек.
Так, если дотронуться до горячего или холодного предмета, по нервным волокнам моментально распространяется так называемая волна возбуждения, после чего следует реакция: человек отдёргивает руку. Скорость этих процессов имеет решающее значение для выживания и адаптации к изменчивым условиям окружающей среды.
Врождённые и приобретённые рефлексы обусловлены деятельностью нервной системы. К первым относятся мигательный, сосательный, дыхательный и некоторые другие. По мере роста и развития ребёнка формируются приобретённые реакции. Все они характеризуются высокой скоростью и возникают в ответ на определённые раздражители.
Особенность гуморальной регуляции в том, что в её основе лежит деятельность органов, образующих эндокринную систему. По-другому их называют железами. Каждая из них выделяет гормоны — биологически активные вещества, имеющие органическую природу. Это гуморальные факторы (агенты), контролирующие физиологические процессы.
Понять, что представляет собой физиология гуморальной регуляции, можно на примере гипофиза — железы, расположенной в основании головного мозга. Этот орган вырабатывает гормон роста, благодаря которому размеры тела увеличиваются примерно до 20 лет. При недостатке вещества человек медленнее растёт, в тяжёлых случаях развивается карликовость.
Описание
Понятие о гуморальной регуляции в биологии, тесно связано с гормонами и нервной системой.
Гормоны – это биологически активные вещества, небольшое количество которых выделяется в кровь и лимфу. Вещества циркулируют по крови, пока не достигнут нужных клеток. Гормоны улавливаются клеточными рецепторами, меняющими работу клетки в соответствии с полученным сигналом. Каждому гормону соответствуют определённые рецепторы.
Гормоны решают несколько задач в работе организма:
- стимулируют или тормозят рост клеток;
- стимулируют иммунную систему или подавляют её деятельность;
- регулируют обмен веществ (метаболизм);
- регулируют половое созревание, беременность, роды, наступление менопаузы;
- вызывают половое влечение;
- поддерживают постоянство внутренней среды (гомеостаз);
- контролируют выработку других гормонов и работу внутренних органов.
В организме человека и других млекопитающих гуморальная подчинена нервной регуляции. Взаимодействие гормонов и нервных импульсов образует систему нейрогуморальной регуляции.
ТОП-4 статьикоторые читают вместе с этой
- 1. Железы внутренней секреции
- 2. Железы внешней секреции
- 3. Железы смешанной секреции
- 4. Таблица по биологии (8 класс) Витамины
Гормоны быстро разрушаются (в течение часа), поэтому для нормальной работы всего организма необходима их постоянная выработка. Для синтеза гормонов нужны органические и неорганические вещества (витамины, минералы), которые поступают в организм с пищей.
Строение и функционирование желёз
Помимо гипофиза, в организме есть много других желёз, которые взаимодействуют между собой. В совокупности они обеспечивают биологический гомеостаз. Таким образом, организм здорового человека функционирует как саморегулирующаяся система, для которой характерно наличие обратной связи.
Например, один из важнейших показателей, влияющий на самочувствие и работу внутренних органов, — уровень сахара в крови. Он регулируется двумя гормонами — инсулином и глюкагоном, причём первый является антагонистом второго. Одно вещество отвечает за то, чтобы показатели не превышали верхнего предела, другое не допускает чрезмерного понижения.
Для обеспечения регуляции необходимо, чтобы гормоны не только вырабатывались в нужном количестве, но и усваивались организмом. В зависимости от вида секреции, все железы делятся на 3 группы:
- внешняя (печень, железы желудка, кишечника);
- внутренняя (эпифиз, гипофиз, надпочечники, вилочковая, щитовидная);
- смешанная (почки, поджелудочная, половые).
К органам экзокринной секреции относятся слёзные, сальные и слюнные. У желёз этой группы есть выводные протоки, через которые биологически активные вещества попадают в полости организма или на поверхность кожного покрова.
Органы внутренней (эндокринной) секреции вырабатывают гормоны, поступающие непосредственно в кровь. У этих желёз нет выводных протоков, единственный способ осуществления регуляции — через жидкостные среды. Лимфоток и кровоток способствуют тому, что гормоны равномерно разносятся по организму, достигая каждой клетки. Данные вещества регулируют скорость протекания основных процессов, включая такие:
- метаболизм (обмен веществ);
- половое созревание;
- рост;
- физическое и умственное развитие;
- деятельность мозга;
- функционирование печени, почек, сердечно-сосудистой и других систем.
Нервная и гуморальная регуляция
Нервная регуляция
осуществляется с помощью электрических импульсов, идущих по нервным клеткам. По сравнению с гуморальной она
- происходит быстрее
- более точная
- требует больших затрат энергии
- более эволюционно молодая.
Гуморальная регуляция
процессов жизнедеятельности (от латинского слова гумор – «жидкость») осуществляется за счет веществ, выделяемых во внутреннюю среду организма (лимфу, кровь, тканевую жидкость).
Гуморальная регуляция может осуществляться с помощью:
- гормонов
– биологически активных (действующих в очень маленькой концентрации) веществ, выделяемых в кровь железами внутренней секреции; - других веществ
. Например, углекислый газ вызывает местное расширение капилляров, к этому месту притекает больше крови; - возбуждает дыхательный центр продолговатого мозга, дыхание усиливается.
Все железы организма делятся на 3 группы
1) Железы внутренней секреции (эндокринные
) не имеют выводных протоков и выделяют свои секреты непосредственно в кровь. Секреты эндокринных желез называются
гормонами
, они обладают биологической активностью (действуют в микроскопической концентрации). Например: щитовидная железа, гипофиз, надпочечники.
2) Железы внешней секреции имеют выводные протоки и выделяют свои секреты НЕ в кровь, а в какую-либо полость или на поверхность организма. Например, печень
,
слезные
,
слюнные
,
потовые
.
3) Железы смешанной секреции осуществляют и внутреннюю, и внешнюю секрецию. Например
- поджелудочная железа выделяет в кровь инсулин и глюкагон, а не в кровь (в 12-перстную кишку) – поджелудочный сок;
- половые
железы выделяют в кровь половые гормоны, а не в кровь – половые клетки.
Еще можно почитать
ПОДРОБНЫЕ КОНСПЕКТЫ: Гуморальная регуляция, Виды желез, Типы гормонов, сроки и механизмы их действия, Поддержание концентрации глюкозы в крови
ЗАДАНИЯ ЧАСТИ 2 ЕГЭ ПО ЭТОЙ ТЕМЕ
Задания части 1
Выберите один, наиболее правильный вариант. Какие из перечисленных желез выделяют свои продукты через специальные протоки в полости органов тела и непосредственно в кровь
1) сальные 2) потовые 3) надпочечники 4) половые
Ответ
4
НЕРВНАЯ — ГУМОРАЛЬНАЯ ПРИЗНАКИ 1. Установите соответствие между признаком регуляции функций в организме человека и его видом: 1) нервная, 2) гуморальная. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) доставляется к органам кровью Б) большая скорость ответной реакции В) является более древней Г) осуществляется с помощью гормонов Д) связана с деятельностью эндокринной системы
Ответ
21222
2. Установите соответствие между характеристиками и видами регуляции функций организма: 1) нервная, 2) гуморальная. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) включается медленно и действует долго Б) сигнал распространяется по структурам рефлекторной дуги В) осуществляется действием гормона Г) сигнал распространяется с током крови Д) включается быстро и действует коротко Е) эволюционно более древняя регуляция
Ответ
212212
НЕРВНАЯ — ГУМОРАЛЬНАЯ ПРИМЕРЫ ЖЕЛЕЗ Установите соответствие между органом (отделом органа), участвующим в регуляции жизнедеятельности организма человека, и системой, к которой он относится: 1) нервная, 2) эндокринная.
А) мост Б) гипофиз В) поджелудочная железа Г) спинной мозг Д) мозжечок
Ответ
12211
НЕРВНАЯ — ГУМОРАЛЬНАЯ ПРИМЕРЫ ПРОЦЕССОВ 1. Установите соответствие между процессом, происходящим при дыхании человека, и способом его регуляции: 1) гуморальная, 2) нервная
А) возбуждение рецепторов носоглотки частицами пыли Б) замедление дыхания при погружении в холодную воду В) изменение ритма дыхания при избытке углекислого газа в помещении Г) нарушение дыхания при кашле Д) изменение ритма дыхания при уменьшении содержания углекислого газа в крови
Ответ
22121
2. Установите соответствие между примером регуляции работы сердца и типом регуляции: 1) гуморальная, 2) нервная
А) учащение сердцебиений под влиянием адреналина Б) изменение работы сердца под влиянием ионов калия В) изменение сердечного ритма под влиянием вегетативной системы Г) ослабление деятельности сердца под влиянием парасимпатической системы
Ответ
1122
3. Установите соответствие между примерами и видами регуляции дыхания у человека: 1) рефлекторная, 2) гуморальная. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) остановка дыхания на вдохе при входе в холодную воду Б) увеличение глубины дыхания из-за увеличения концентрации углекислого газа в крови В) кашель при попадании пищи в гортань Г) небольшая задержка дыхания из-за снижения концентрации углекислого газа в крови Д) изменение интенсивности дыхания в зависимости от эмоционального состояния Е) спазм сосудов мозга из-за резкого увеличения концентрации кислорода в крови
Ответ
121212
ГУМОРАЛЬНАЯ 1. Выберите три варианта. Гуморальные воздействия на физиологические процессы в организме человека
1) осуществляются с помощью химически активных веществ 2) связаны с деятельностью желёз внешней секреции 3) распространяются медленнее, чем нервные 4) происходят с помощью нервных импульсов 5) контролируются продолговатым мозгом 6) осуществляются через кровеносную систему
Ответ
136
2. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Что характерно для гуморальной регуляции организма человека?
1) ответная реакция четко локализована 2) сигналом служит гормон 3) включается быстро и действует мгновенно 4) передача сигнала только химическая через жидкие среды организма 5) передача сигнала осуществляется через синапс 6) ответная реакция действует продолжительное время
Ответ
246
ГУМОРАЛЬНАЯ ПРИМЕРЫ ПРОЦЕССОВ Выберите три варианта. В каких случаях осуществляется гуморальная регуляция?
1) избыток углекислого газа в крови 2) реакция организма на зеленый сигнал светофора 3) избыток глюкозы в крови 4) реакция организма на изменение положения тела в пространстве 5) выделение адреналина при стрессе
Ответ
135
ГУМОРАЛЬНАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ Установите, в какой последовательности осуществляется гуморальная регуляция дыхания при мышечной работе в организме человека
1) накопление углекислого газа в тканях и крови 2) возбуждение дыхательного центра в продолговатом мозге 3) передача импульса к межреберным мышцам и диафрагме 4) усиление окислительных процессов при активной мышечной работе 5) осуществление вдоха и поступление воздуха в легкие
Ответ
41235
ВНУТРЕННЕЙ 1. Выберите три железы внутренней секреции.
1) гипофиз 2) половые 3) надпочечники 4) щитовидные 5) желудочные 6) молочные
Ответ
134
2. Выберите три варианта. К железам внутренней секреции относят
1) гипофиз 2) слюнные железы 3) надпочечники 4) сальные железы 5) кишечные железы 6) щитовидную железу
Ответ
136
3. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Клетки каких желез выделяют секрет непосредственно в кровь?
1) надпочечники 2) слезные 3) печень 4) щитовидная 5) гипофиз 6) потовые
Ответ
145
ВНУТРЕННЕЙ — ВНЕШНЕЙ ПРИЗНАКИ 1. Установите соответствие между характеристикой железы и видом, к которому ее относят: 1) внутренней секреции, 2) внешней секреции. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) имеют выводные протоки Б) вырабатывают гормоны В) обеспечивают регуляцию всех жизненно важных функций организма Г) выделяют ферменты в полость желудка Д) выводные протоки выходят на поверхность тела Е) вырабатываемые вещества выделяются в кровь
Ответ
211221
2. Установите соответствие между характеристикой желез и их типом: 1) внешней секреции, 2) внутренней секреции. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) образуют пищеварительные ферменты Б) выделяют секрет в полость тела В) выделяют химически активные вещества – гормоны Г) участвуют в регуляции процессов жизнедеятельности организма Д) имеют выводные протоки
Ответ
11221
ВНУТРЕННЕЙ — ВНЕШНЕЙ ПРИМЕРЫ 1. Установите соответствие между железами и их типами: 1) внешней секреции, 2) внутренней секреции. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) эпифиз Б) гипофиз В) надпочечник Г) слюнная Д) печень Е) клетки поджелудочной железы, вырабатывающие трипсин
Ответ
222111
2. Установите соответствие между железой в организме человека и её типом: 1) внутренней секреции, 2) внешней секреции
А) молочная Б) щитовидная В) печень Г) потовая Д) гипофиз Е) надпочечники
Ответ
212211
ВНУТРЕННЕЙ — ВНЕШНЕЙ — СМЕШАННОЙ Установите соответствие между железой организма человека и типом, к которому её относят: 1) внутренней секреции, 2) смешанной секреции, 3) внешней секреции
А) поджелудочная Б) щитовидная В) слёзная Г) сальная Д) половая Е) надпочечник
Ответ
213321
ВНЕШНЕЙ Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. К железам внешней секреции относят
1) поджелудочную железу 2) слюнные железы 3) щитовидную железу 4) надпочечники 5) потовые железы 6) печень
Ответ
256
© Д.В.Поздняков, 2009-2020
Нарушение процессов секреции
Когда деятельность желёз внутренней секреции протекает с нарушениями, врачи диагностируют гипо- или гиперфункцию. В таком случае пациенту требуется лечение. Какой именно орган работает неправильно, выясняют с помощью ряда обследований.
Примером может служить гипофиз. Кроме карликовости, возникающей в результате гипофункции, есть ещё одно заболевание, обусловленное неправильным функционированием этой железы. Когда гипофиз синтезирует больше гормона роста, чем нужно, развивается гигантизм. Как и карликовость, это отклонение от нормы.
Ещё один пример — щитовидная железа, которая играет очень важную роль. Гормоны, вырабатываемые этим органом:
- трийодтиронин;
- кальцитонин;
- тироксин.
Если в детском возрасте гормонов вырабатывается меньше, чем нужно для нормального развития, врачи диагностируют кретинизм. Основной симптом этого заболевания — задержка умственного развития. В зрелом возрасте тоже может наблюдаться гипофункция щитовидной железы. Заболевание известно как гипотиреоз. Признаки патологии:
- повышенная утомляемость;
- сонливость;
- отёчность слизистой;
- сухость кожи;
- прибавка в весе;
- понижение уровня гемоглобина;
- ломкость ногтей и волос.
Возможна и обратная ситуация, когда гормонов вырабатывается больше, чем нужно для нормального функционирования всех систем и органов. При этом у человека развивается базедова болезнь.
Для неё характерны такие симптомы:
- головная боль;
- общее недомогание;
- утомляемость;
- возбудимость;
- тревожность;
- бессонница;
- тремор (дрожание) конечностей;
- усиленное потоотделение;
- эритема;
- подъём верхнего века и опущение нижнего;
- тиреоидная акропахия;
- резкая потеря веса на фоне отличного аппетита;
- повышенное артериальное давление;
- конъюнктивит и другие явления.
Другие железы эндокринной секреции — вилочковая, паращитовидная и надпочечники. Последние выделяют два важных гормона — адреналин и норадреналин. Эти вещества отвечают за способность выживать в экстремальных ситуациях. Когда происходит выброс адреналина в кровь, ускоряется обмен веществ. В результате мышцы получают энергию, необходимую для того, чтобы выдержать повышенную нагрузку.
Норадреналин — гормон обратного действия. Он защищает организм от перегрузок и преждевременного изнашивания. В совокупности оба вещества поддерживают выработку энергии на нормальном уровне. Проблемы начинаются, когда баланс нарушен в течение длительного времени.
Инсулин, глюкагон и половые гормоны
Половые и поджелудочная относятся к железам внутренней секреции. Каждая из них вырабатывает не один, а сразу 2 вида гормонов. В поджелудочной железе синтезируются глюкагон и инсулин. Когда человек здоров, эти процессы протекают незаметно и без какого-либо вмешательства. Но как только механизм регуляции даёт сбой, развивается диабет. Основной симптом заболевания — нарушение уровня глюкозы в крови. Если болезнь протекает в лёгкой форме, человеку достаточно соблюдать диету. Когда развивается инсулинозависимый диабет, больной нуждается в постоянном приёме медикаментов или инъекциях инсулина. При этой форме болезни тоже требуется особое питание.
Кроме инсулина и глюкагона, поджелудочная железа вырабатывает вещество, расщепляющее сложные полимеры до простых. Это соединение называется пищеварительным соком. Выделяясь из поджелудочной железы, секрет попадает в двенадцатиперстную кишку, где и происходит расщепление липидов и белков на составные части.
В половых железах также выделяются гормоны — эстроген (женский) и тестостерон (мужской). Выработка этих веществ начинается в то время, когда организм находится в стадии эмбриона. В период формирования плода функция гормонов заключается в формировании половых признаков.
Кроме эстрогена и тестостерона, железы формируют гаметы — репродуктивные клетки, имеющие одинарный (гаплоидный) набор хромосом и принимающие участие в половом размножении.
У мужчин и женщин органы, принимающие участие в зачатии, имеют одинаковую схему строения, однако выглядят по-разному. Женская половая система представлена яичниками, их протоками и яйцеклетками. У мужчин она состоит из выводящих канальцев, семенников и сперматозоидов. Половые железы наряду с остальными принимают участие в гуморальной регуляции.
Все процессы в организме взаимосвязаны и протекают как единое целое. Гуморальная регуляция — часть этого механизма. В процессе эволюции она возникла раньше, чем нервная. Гуморальная регуляция имеет долгосрочное действие, распространяется на весь организм и осуществляется при участии эндокринных органов.
Основные понятия
Считается, что функции организма регулируются двумя системами — нервной и гуморальной. Однако это несамостоятельные механизмы регулирования. Между ними существует прочная связь, благодаря которой организм функционирует как единая сложная система.
Механизм гуморальной регуляции функций организма (от латинского слова humor — жидкость) подразумевает способность некоторых веществ, циркулирующих в кровотоке, воздействовать на органы и системы: изменять их, «включать» и «выключать». В зависимости от меняющихся условий внешней и внутренней среды, реакция клеток на такие регулирующие воздействия может быть разной:
- Усиленный рост. Таким образом, ткани реагируют, например, на активную продукцию соматотропного гормона («гормона роста»).
- Сокращение. Такая реакция свойственна клеткам мышечной ткани. Усилить сократительную функцию может, в частности, адреналин.
- Деление. Примером активации процесса клеточного деления могут служить процессы, стартующие в организме при оплодотворении яйцеклетки. Изменение гормонального фона при этом вызывают интенсивное деление (мейоз). В результате происходит довольно быстрое увеличение массы группы клеток, формирующих эмбрион.
Ответ ткани на воздействие биологически активных соединений (медиаторов гуморальной регуляции) зависит от специализации клеток, на которые воздействует то или иное вещество.
В качестве помощи в усвоении темы о гуморальной регуляции функций организма, в школьном учебнике по биологии представлено сравнение гормонов и ферментов. Для лучшего усвоения материала учащимся рекомендуется составить и заполнить таблицу, в которой кратко указать действия каждого из биологически активных соединений. Такая форма изложения, благодаря своей наглядности, способствует лучшему запоминанию и помогает лучше ориентироваться в материале темы.
