4. Регуляция теплообмена

Регуляция теплообмена обеспечивает баланс между количеством продуцируемого в единицу времени тепла и количеством тепла, рас­сеиваемого организмом за то же время в окружающую среду. В ре­зультате температура тела человека поддерживается на относительно постоянном уровне.

Восприятие и анализ температуры окружающей среды осуществ­ляется с помощью терморецепторов. Терморецепторы имеются в коже, мышцах, сосудах, во внутренних органах, дыхательных пу­тях, спинном и среднем мозге. Одни из них реагируют на холод (холо- довыерецепторы), которых на поверхности тела человека насчитыва­ется около 250000, другие — на тепло {тепловыерецепторы), их при­мерно 30000. Разветвленная сеть терморецепторов обеспечивает под­робную информацию о температурных сдвигах во внешней и внутренней среде организма, которая поступает в высшие центры теплообмена.

Центральный аппарат терморегуляции находится в передней и задней части гипоталамуса, а также в ретикулярной формации сред­него мозга. Центр терморегуляции содержит различные по функци­ям группы нервных клеток. Термочувствительные нейроны пере­днего гипоталамуса поддерживают базальный уровень («установоч­ную точку») температуры тела в организме человека. Эффекторные нейроны заднего гипоталамуса и среднего мозга управляют ироцесса- ми теплопродукции и теплоотдачи.

Важная роль в терморегуляции принадлежит высшим отделам ЦНС — коре и ближайшим подкорковым центрам. Эмоциональное возбуждение, изменения в психическом состоянии оказывают суще­ственное влияние на уровень теплообразования и теплоотдачи. От­четливые изменения температуры тела наблюдаются у спортсменов при стартовом возбуждении (предстартовая лихорадка). Придли- тельной мышечной работе температура тела может повышаться до 39-40° и более.

В осуществлении гуморальной регуляции теплообмена участвуют железы внутренней секреции, главным образом щитовидная и над­почечники^ Участие щитовидной железы втерморегуляции обуслов- ленотем, что влияние пониженной температуры приводиткусилен- ному выделению ее гормонов, повышающих обмен веществ, и, сле­довательно, теплообразование. Роль надпочечников связана с выде­лением ими в кровь катехоламинов, которые, усиливая окислительные процессы в тканях, в частности в мышцах, увеличи­вают теплопродукцию и суживают кожные сосуды, уменьшая тепло­отдачу.

10. Внутренняя секреция

ЦН С управляет деятел ьностью различных органов и систем орга­низма с помощью нервной и гуморальной регуляции. В систему гу­моральной регуляции различных функций организма включены специальные железы, выделяющие свои активные вещества — гор­моны непосредственно в кровь,—так называемые железы внут­ренней секреции.

1. Общая характеристика эндокринной системы

Гуморальная регуляция осуществляется двумя способами: 1) сис­темой желез внутренней секреции или эндокринными железами (греч. эндон — внутрь, крино — выделять), продукты которых (гормоны) поступают непосредственно в кровь и действуют дистантно на уда­ленные от них органы и ткани, а также системой эндокринных тка-

ней других органов; 2) системой местной саморегуляции, т. е. действи­ем на соседние клетки (в пределах одного органа или ткани) биологи­чески активных веществ (тканевых «гормонов» — гистамина, серото­нина, кининов, простагландинов) и продуктов клеточного метабо­лизма (например, появление при физических нагрузках молочной кислоты в мышцах ведет к расширению в них кровеносных сосудов и увеличениюдоставки кислорода).

К эндокринным железам относят следующие образования: эпифиз (верхний придаток мозга или шишковидная железа), гипофиз (нижний придаток мозга), вилочковая железа (ivmyс ш\\ зобная же­леза), щитовидная (тиреоидная) железа, околощитовидные (парати- реоидные) железы, поджелудочная железа (панкреас), надпочечни­ки, половыежелезы (гонады). Гормоны выделяются также клетками некоторых органов (почки, сердце, плацента, пищеварительный тракт).

Методами изученияжелез внутренней секреции являются тради­ционные методы удаления или разрушения (у человека при заболева­ниях или у животных в эксперименте), введение определенного гор­мона в организм, атакже наблюдения в клинике за больными с пато­логией эндокринной системы. В современных условиях концентра­цию гормонов в железах, крови или моче изучают биологическими и химическими методами, используют ультразвуковое исследование, применяют радиоиммунол огический метод.

Общими свойствами желез внутренней секреции являются:

2. Отсутствие внешних протоков в отличие от желез внешней секреции, имеющих такие протоки (например, сальных, молочных, слюнных и др.); продуцируемые эндокринными железами гормоны всасываются непосредственно в кровь, проходящую через железу;

3. Сравнительно небольшие размеры имасса\

4. Действие гормонов на клетки и ткани в весьма малых концент­рациях (например, всего 1 г адреналина может активизировать 100 млн. лягушачьих сердец);

5. Избирательность действия гормонов на определенные ткани и клетки-мишени, имеющие специальные рецепторы на поверхности клеточной мембраны или вплазме, с которыми связываются гормоны;

6. Специфичность вызываемых ими функциональных эффектов;

7. Быстрое разрушение гормонов (например, период полураспада в крови адреналина и норадреналина — около 0.5-2.5 мин, большей части гормонов гипофиза -10-15 мин).

Эндокринные железы должны постоянно вырабатывать гормо­ны, чтобы, несмотря на быстрое разрушение, поддерживать необхо­димую их концентрацию в крови. Сохранение нормального уровня каждого гормона и их соотношений в организме регулируется особы­ми нервными и гуморальными механизмами отрицательной обрат-

ной связи: при избытке в крови какого-либо гормона или образуемых под его воздействием веществ секреция этого гормона соответствую­щей железой снижается, а при недостатке—увеличивается. Наруше­ния деятельности эндокринных желез могут проявляться в их чрез­мерной активности — гиперфункции или ослаблении актив­ности— гипофункции, что приводит к снижению работоспо­собности, различным заболеваниям организма и даже смерти.

Гормонами называют особые химические вещества, выделяе­мые специализированными эндокринными клетками и обладающие дистантным действием, с помощью которых осуществляется гумо­ральная регуляция функций различных органов и тканей организма.

По химической структуре выделяют 3 группы гормонов:

1. Стероидные гормоны — половые гормоны и кортикостероид­ные гормоны надпочечников;

2. Производные аминокислот—гормоны мозгового вещества над­почечников (адреналин, норадреналин), щитовидной железы;

3. Пептидные гормоны—гормоны гипофиза, поджелудочной же­лезы, околощитовидных желез, а также гипоталамические нейро­пептиды.

Функции гормонов заключаются в изменении обмена веществ в тканях (метаболическое действие), активации генетичес­кого аппарата, регулирующего рост и формообразование различных органов тела, запуске различных функций (например, выделение из печени глюкозы в кровь при работе), модуляции текущей активнос­ти различных органов (например, изменения частоты сердцебиений при эмоциональных состояниях организма).

Механизм влияния гормонов на клеточную активность зависит от их способности связы ваться с рецепторами клеток-мише­ней. Влияние пептидных гормонов и производных аминокислот осу­ществляется путем их связывания со специфическими рецепторами на поверхности клеточных мембран, что вызывает цепную реакцию биохимических преобразований в клетках. Стероидные гормоны и гормоны щитовидной железы, обладающие способностью прони­кать через клеточную мембрану, образуют в цитоплазме комплекс со специфическими рецепторами, который проникает в клеточное ядро и запускает морфогенетические эффекты образования ферментов и видоспецифичных белков, а также усиление энергообразования в митохондриях, транспорта глюкозы и аминокислот и другие измене­ния в жизнедеятельности клеток.

В клетках-мишенях имеются механизмы для саморегуляции соб­ственных реакций на гормональные воздействия. При избытке мо­лекул гормона уменьшается число свободных рецепторов клетки для их связывания, и тем самым снижается чувствительность клет­ки к действию гормона, а при недостатке гормонов — увеличение

числа свободных рецепторов повышает клеточную восприимчи­вость.

Почти для всех гормонов выявлены отчетливые суточные колеба- ниянх содержания в крови. Большей частью происходит увел имен ие их концентрации в дневное время и уменьшение в ночное время- Однако в этой периодике имеются специфические особенности —• так, максимальное содержание гормона роста в крови наблюдается поздним вечером, в начальные стадии сна, а гормонов надпочечни­ков глюкокортикоидов—в утренние часы.