фізіологія Плиска остання

Водночас синапси з нервовими волокнами забезпечують і трофічну функцію. Це обумовлено «темними» везикулами, які містять інші активні речовини.

Хоча, як правило, нервово-органові симпатичні синапси є адренергічними, а парасимпатичні — холінергічними, існують і винятки. Так, симпатичні волокна, які іннервують потові залози, є холінергічними. Тобто вони утворюють на клітинах цих залоз не адренергічні, а холінергічні синапси. Холінергічні волокна знайдено серед симпатичних волокон, що іннервують і деякі інші органи організму. Це — судини скелетних м'язів.

Тривала дія медіатора спричиняє десинситизацію (тахіфілаксію — змешення чутливості) рецепторів. Вважають, що цьому явищу сприяє надлишок у середовищі Са2+. З часом чутливість (спорідненість, афінність) рецепторів відновлюється (ресинситизація).

Симпатична нервова система (СНС) представлена в організмі більш широко. Вона іннервує всі органи, крім м'язів, матки та ЦНС; парасимпатична нервова система (ПНС) — іннервує передсердя, ШКТ, легені, органи малої миски, слізні залози, очні м'язи, судини язика і слинних залоз і, можливо, артерії мозку.

Вплив СНС та ПНС частіше протилежний. Так, подразнення симпатичного відділу спричиняє розширення зіниці, ослаблення секреції та моторики ШКТ, посилення і прискорення діяльності серця розширення бронхів. Подразнення парасимпатичного — протилежні ефекти. Так само обидва медіатори спричиняють реципрокне гальмування на звільнення один одного, діючи на пресинаптичне закінчення у разі подвійної генерації (наприклад, серце). Активація n.vagus активує виділення ацетилхоліну, який діє на пресинаптичні синаптичні терміналі з гальмуванням виділення норадреналіну. При активації симпатичного нерва — все навпаки. Однак якщо тривалий час стимулювати симпатичний нерв, який іннервує міокард, до появи його втоми (зменшення сили скорочень) і на цьому фоні приєднати подразнення блукаючого нерва, то сила серцевих скорочень знову зросте. Це свідчить про фактичний синергізм цих двох відділів АНС і про більш складні її будову й функції. У цілому СНС (точніше, САС) — це система термінової адаптації функціональних, енергетичних, пластичних та внутрішніх захисних сил організму для його пристосування до напруженої ситуації (ерготропна адаптація). ПНС, або вагоінсулярна система — це система підтримання гомеостазу організму в стані спокою, яка відновлює його гомеостаз під час відпочинку після напруженої ситуації (трофотропна регуляція).

На відміну від скелетних м'язів, деякі внутрішні органи мають «автоматію», тобто властивість самозбуджуватися. Вегетативним

123

нервовим волокнам, які іннервують ці органи, не потрібно їх збуджувати, тобто«запускати» їхнюфункцію. Навідмінувід«пускових» впливівруховихнервовихволоконнаскелетнім'язи, вплививегетативних нервових волоконнаоргани, які здатні до автоматії, зводятьсядопосиленняабопослабленняїхньоїфункції. Таківпливинервових волокон на органи-ефектори називають «коригувальними».

Окремим випадком коригувальних впливів вегетативних волокон на органи є їх «трофічні» або «адаптаційно-трофічні» впливи. Тепер, говорячи про трофічні або адаптаційно-трофічні впливи нервових волокон, розуміють впливи, які зводяться до посилення функції іннервованого органу через покращання його енергозабезпечення (тобто через посилення синтезу АТФ в клітинах даного органу). У випадку залозистих органів трофічний або адаптаційно-трофічний стимулювальнийвпливнаїїфункціюможездійснюватисячерезпосиленнявцихклітинахсинтезу секретованих речовин.

Аксон-рефлекс — подразнення аферентних волокон від больових рецепторів шкіри спричиняє розширення судин цієї самої ділянки за рахунок еферентних колатералей (без участі тіла нейрона), які йдутьвідчутливихбольовихволокондошкірнихсудинабовиділення судинорозширювальних речовин (АТФ, речовини Р) з мембран рецепторів.

Уклініцівикористовуютьсимпатикектоміюприураженняхсудинкінцівок, гіпертензії, бронхіальнійастмі, больовихявищахтощо; ваготомію— привиразцішлункутадванадцятипалоїкишки.

Денервація органу (як симпатична, так і парасимпатична) підвищує йогочутливістьдомедіаторівцієїсамоїсистеми. Причина— збільшення кількостірецепторівпостсинаптичноїмембрани.

Гуморальна регуляція організму

Гуморальноюрегуляцією називаютьбіологічну регуляцію, заякої передавання інформації здійснюється за допомогою біологічно активних хімічних речовин (БАР) (реагентів — реактантів), що поширюються в організмі током крові, лімфи або шляхом дифузії вміжклітинній рідині. Засобами транспорту гуморальних агентів є кров, лімфа й міжклітинна рідина. Транспортуються ці фактори у вільному стані, зв'язаному з білками, івкомплексі з формовимиелементамикрові (глюкокортикоїди — зтранскортином, тіреоїдні гормони— з тироксинзв'язувальними глобулінами, преальбумінами і альбумінами). Останні два види регулюють концентрацію вільних гормонів, є депо гормонів та перешкоджають фільтрації і втратам у нирках низькомолекулярних гормонів. У зв'язаному стані гормони

124

неактивні. Тому їхня ефективність визначається концентрацією вільного гормону. Тривалість дії: нейромедіатори — мілісекунди, пептиди — секунди-хвилини, білки й глікопротеїди — хвилини-го- дини, стероїди — години, йодтиронін — доба. Діюча концентрація — 10~7-1112. Гуморальна регуляція виникла раніше нервової. Проте з виникненням і розвитком останньої вона не тільки не зникла, а й продовжувала розвиватися та удосконалюватися.

Відмінності гуморальної регуляції від нервової такі: а) за гуморальної носієм інформації є хімічна речовина, за нервової — потенціал дії; б) характер передавання інформації в гуморальній — внутрішнє середовище організму, а точніше, кровоносні й лімфатичні судини та міжклітинні простори, у нервовій — нервові волокна; в) у гуморальній способом передавання інформації є тік крові, лімфи та дифузія; у нервовій — це поширення потенціалу дії нервовими волокнами («телефонний принцип»).

Гуморальний спосіб передавання інформації має такі особливості: а) гуморальний сигнал в організмі поширюється з невеликою швидкістю, відповідно до швидкості руху крові або лімфи та дифузії гуморальних чинників у міжклітинній рідині; потенціал дії поширюється швидко; б) гуморальний сигнал можна менш точно дозувати за силою і тривалістю, ніж збудження, що пояснюється повільним зростанням концентрації гуморального агента, причому не до суворо визначеної певної величини, і так само його поступовим зменшенням; в) гуморальна регуляція використовується в організмі для забезпечення реакцій, які не потребують терміновості й точності. Такі реакції є вегетативними функціями організму, причому лише ті, що не зв'язані тісно з навколишнім середовищем.

Гуморальна регуляція, як і нервова, характеризується певною направленістю за принципом «усім, усім, хто відізветься». При цьому направленість гуморальної регуляції обумовлена тим (здійснюється «за точною адресою»), що лише певні клітини, «органимішені», чутливі до якого-небудь гуморального фактора, які мають відповідні рецептори. Це можна зрозуміти на прикладі, коли радіопередачі транслюються за допомогою радіохвиль в ефір для всіх. Водночас приймають їх лише радіоприймачі, налаштовані на хвилю відповідної довжини. У нервовій системі збудження передається нервовими волокнами «за точною адресою» і без сцотворення («передача телеграфними проводами»).

Гуморальна регуляція, як і нервова, завжди здійснюється замкнутими контурами. Однак у таких контурах функції керуючого пристрою виконує сама інкреторна клітина (виділення продуктів синтезу у внутрішнє середовище (інкреція — немає вивідних проток) — кров, лімфа, міжклітинна рідина). Обов'язковими ланками

125

контуру гуморальної регуляції є: а) пристосовний результатабо регульований параметр; б) виконавчі механізми або органи; в) канали прямогоізворотного зв'язку. Щож дотакоїланки, як«пристрійстеження», то в контурах гуморальної регуляції вона відсутня. Функцію цієї ланки, як правило, виконує інкреторна клітина. Крім того, в інкреторній клітині містяться додаткові рецептори, які контролюють концентрацію самого гуморального фактора по каналу нерезультативногозворотного зв'язку. Це потрібно дляприпиненнябезконтрольного синтезу гормону в тому разі, коли інкреторна клітина виробляє неповноцінний гуморальний фактор або відсутні (заблоковані) рецептори, черезякі останнійдіє. Будова контурагуморальної регуляції наведена на рис. 39.

Регуляція може здійснюватися за довгим і коротким каналами зворотногозв'язку («плюс-мінус-взаємодія») та негативним (підвищення концентрації одного гормону -> пригнічує секрецію і звільнення іншого) і позитивним (підвищення виділення одного гормону спричиняє зростання концентрації іншого) характерами.

Як приклад контуру гуморальної регуляції можна розглянути контур, що забезпечує підтримання потрібної концентрації глюкози в крові за допомогою гормону — інсуліну. Підвищена концентрація глюкози активує рецептори інкреторних клітин підшлункової залози, це супроводжується посиленням секреції інсуліну, останній підвищує проникність мембран клітин печінки і скелетних м'язів та активує ферменти для переведення глюкози в глікоген. У результаті концентрація глюкози в крові нормалізується (регуляція коротким каналом).

Уразісильногозв'язкузбілкамикровіабогенетичнообумовленоїнеповноцінностіінсуліну, наявностіантитілдоінсулінутайогорецепторів, зниженняїхкількостійафінності, руйнуванняінсулінупротеолітичними ферментами, зв'язуванняінсуліну зімуннимикомплексами тасекреція

Канал Рецептори, якіконтролюють нерезультативного концентраціюгормонувкрові зворотного зв'язку

Канал зворотного зв'язку

Рис. 39. Схемабудовиконтуругуморальноїрегуляції

126

контрінсулярних гормонів — виникають інсулінорезистентні форми цукрового діабету. У цьому випадку висока концентрація інсуліну через канал нерезультативного зворотного зв'язку обмежує синтез такого неефективногогормону.

Регуляція за довгим каналом: знижується концентрація глюкокортикоїдів -> реагують рецептори гіпоталамуса -> виділяються АКТГ-лібе- рини -> гіпофіз -> АКТГ -> надниркові залози -» глюкокортикоїди.

«Довгий» зворотний зв'язок — взаємодія периферичного гормону з його залежними гіпоталамічними центрами, супрагіпоталамічними й навіть окремими ділянками ЦНС. «Короткий» — підвищення гіпофізарного тропного гормону (наприклад, адренокортикотропного — АКТГ) модулює секрецію і звільнення гіпоталамічного гормону (кортиколіберини). «Ультракороткий» ланцюг — взаємодія в межах гіпоталамуса і звільнення одногогормонумодулюєзвільненняіншогогіпоталамічногогормону. Довгий і короткий ланцюги зворотного зв'язку функціонують як системи «закритого» (саморегулювального) типу.

Факторами гуморальної регуляції (первинними месенджерами, або посередниками) є: а) гормони; б) гормоноїди (тканинні або місцеві гормони); в) деякі метаболіти й іони (виділяють справжні метаболіти й фактори пошкодження). За своєю будовою вони можуть бути: а) стероїдами (ліпідами — глюкота мінералокортикоїди, чоловічі та жіночі статеві гормони і похідні вітаміну D); б) похідними амінокислоти (гормони щитоподібної залози, КА, нейромедіатори з властивостями гістогормонів — серотонін, дофамін, гістамін; мелатонін); в) білково-пептидними сполуками (синтезуються в апараті Гольджі — гастроінтестинальні гормони, гормони паращитоподібної і острівкової частин підшлункової залози та ін.) й біорегуляторами (похідні арахідонової кислоти — ейкозаноїди: простагландини, простацикліни, тромбоксани і лейкотрієни). Перші два — не мають видової специфічності. Білково-пептидні гормони синтезуються в неактивній формі (препроформі) і зберігаються в гранулах. Активуються вони після відщеплення коротких додаткових пептидів. Ці «залишки» можуть мати біологічну активність. Руйнування гормонів відбувається ферментативними системами печінки, легень, мозку, нирок. Інколи гормони гідролізуються в самій клітині-мішені, будучи зв'язаними з рецептором або вільними в лізосомі.

Залежно від поширення вони викликають такі ефекти: телекринний (на віддалені клітини); паракринний або ізокринний (на сусідні клітини в результаті дифузії), аутокринний (на клітини, які їх і продукують), інтракринний (на внутрішні структури клітини, що їх синтезує) та нейрокринний (дія, подібна до дії медіатора). Самі їхні впливи бувають таких типів: а) метаболічний (дія на обмін речовин — пластичний, енергетичний, водно-сольовий внаслідок

127

зміни проникності мембрани, активності ферментів і зміни синтезу ферментів); б) морфогенетичний (стимуляція процесів росту й диференціювання); в) кінетичний (включення); г) коригувальний (зміна інтенсивності функції органів і тканин). До того ж необхідно відмітити пермісивну (дозвільну) дію деяких гуморальних речовин. Так, дія соматотропного гормону — його посилення мобілізації жиру з депо — можлива тільки в присутності глюкокортикоїдів. Крім того, гормони впливають на імуногенез, гемостаз, здійснюють сенсибілізувальний і десенсибілізувальний впливи. Регуляторні (тропні) гормони гіпофіза і ліберини та статини гіпоталамуса стимулюють секрецію інших гормонів. Особливим видом регуляторних гормонів є ренін і калікреїн ферменти, що інкретуються певними клітинами і які стимулюють утворення в крові виконавчих гормонів (ангіотензинів і кінінів). У цілому вони беруть участь у забезпеченні гомеостазу; адаптації організму до різних умов існування та швидкої їх зміни; регуляції процесів росту; фізичного, статевого й інтелектуального розвитку.

Гормони — біологічно високоактивні органічні речовини, які виділяються в кров, лімфу й міжклітинну рідину інкреторними клітинами ендокринних залоз з метою забезпечити певні пристосовні реакції організму. Транспортуються у вільному й зв'язаному (з білками і формовими елементами) стані. Істинні гормони поділяють на класичні (норадреналін, тироксин) і некласичні (ліберини, статини). Гормони частіше впливають на швидкість наявних реакцій у даній клітині, ніж ініціюють нові.

Синтезуються пептидні гормони на рибосомах, зв'язаних з гранулярним ЕР, спочатку утворюються препрогормони, які у везикулах (у вигляді прогормону) транспортуються до апарату (пластинчастий комплекс) Гольджі, девідщеплюєтьсяневеличкачастинкайутворюєтьсягормон. Останній у везикулах (секреторні гранули) транспортується до клітинної мембрани та виділяється у міжклітинне середовище або лімфу. Препослідовність включає гідрофільні амінокислоти, що полегшує проходження гормонів через зону ліпідів ЕР в його просвіт. Після цього препослідовність дуже швидко відщеплюється від первинного продукту трансляції. У інсуліну преддільниця відщеплюється від гормонів у секреторних гранулах. Звільнення гормонів відбувається під впливом певних сигналів. Гальмування буває фізіологічне (кортизол гальмує секрецію АКТГ за механізмом негативного зворотного зв'язку) і фармакологічне (колхіцин руйнуємікротрубочкиі, такимчином, запобігаєзвільненнюгормону іззапасних гранул). Гальмівним фактором може виступати і СНС(гальмування секреції інсуліну).

У ЦНС з (3-ліпотропіну утворюються нейроендокринні пептиди (нейрогормони), а- і р-ендорфіни, енкефалін. Р-Ендорфін має анальгезувальну дію, енкефаліни відіграють роль нейротрансмітерів. Найбільш важливими

128

гіпоталамічними нейротрансмітерами є дофамін, норадреналін, адреналін, їх синтез і метаболізм включає: а) поглинання нейрономспецифічних амінокислот (попередників нейротрансмітерів — триптофан, тирозин, глутамінова кислота); б) синтез моноамінів за участю специфічних ферментів; в) звільнення моноаміну з гранул у відповідь на різні стимули, які викликають деполяризацію нервової мембрани; г) зв'язування звільнених нейротрансмітерів рецепторами постсинаптичного нейрона або рецепторами пептидергічного нейрона, який секретує один з гіпоталамічних гормонів; д) метаболізм вільного нейротрансмітера або зворотне його поглинання й трансдукція в гранули, де він зберігається.

Специфічну групу гормонів складають гастроінтестинальні гормони і Аг. Ці гормони не є продуктами ендокринних залоз. Перші синтезуютьсяівиділяютьсявкровінкреторнимиклітинами, яківходятьдоскладурізнихзалозШКТ. Ангіотензинутворюєтьсябезпосередньо в крові у результаті взаємодії одного з білків плазми крові (а2-глобуліна) з активатором — ферментом реніном, що виділяється в кров інкреторними клітинами юкстагломерулярного апарату нирок.

Звільнення реніну спричиняє перехід з горизонтального положенняу вертикальне, зменшення внутрішньосудинного тиску йциркулюючого об'єму крові внаслідок дегідратації, кровотечі, прийому діуретиків, гіпоальбумінемії, стресової ситуації, підвищення активності СНС, прийому р-адреностимуляторів, стимуляції секреції простагландинів, глюкагону, брадикініну, серцевої недостатності і цирозу печінки, зменшення кровотоку внирковій артерії.

При цьому в різних органах один і той самий гормон спричиняє різні впливи. Наприклад, Аг у надниркових залозах викликає продукцію Ас, в ЦНС — являє собою регулятор спраги, у серцевосудинній системі спричиняє скорочення кардіоміоцитів і гладеньких м'язів судин.

Гормональний ефект залежить не тільки від кількості й властивостей молекул гормонів (правило попереднього стану), а й від реактивності ефектора (визначається числом і властивостями мембранних рецепторів до гормонів).

Гормони в свою чергу мають такий поділ: а) ефекторні — інсулін (впливають на органи мішені); б) тропні — тіреотропін (створюють тропний вплив на ендокринні залози — це тропні гормони гіпофіза) і в) рілізінг-гормони, або ліберини й статини. Інактивація гормонів відбувається в ефекторних клітинах і за допомогою їх виведенняізсечею.

Будучи носіями інформації, гормони беруть участь у регуляції функцій організму, адаптують його до постійно змінюваних умов зовнішнього середовища, забезпечують його ріст, розвиток та розмноження. Це можливо внаслідок координації специфічних функцій

129

органів і систем при тісній взаємодії із ЦНС, активуючи каскад одних реакцій та пригальмовуючи інші.

Механізми регуляція діяльності ендокринних залоз наведені утабл. 1.

Таблиця1

Механізмирегуляціїдіяльностіендокриннихзалоз

Перший механізм — церегуляція за коротким, третій— задовгим зворотним зв'язком. Довгий і короткий ланцюги зворотного зв'язку функціонують як системи «закритого» (саморегулювального) типу.

Гормоноїди, або місцеві (тканинні) гормони, — дуже неоднорідна за своїм складом група гуморальних факторів, яких зріднює з гормонами той факт, що вони утворюються в організмі з метою забезпечення його різних пристосовних реакцій. Тканинні гормони (гістогормони) маютьмісцеву — ізокринну дію.

До гормоноїдів відносять перш за все гуморальні фактори, які утворюються в організмі без участі спеціалізованих інкреторних клітин. Це кініни (калідин і брадикінін), простагландини і серотонін, гістамін.

Простагландини, гістамін і серотонін виділяються в кров різними клітинами організму, для яких інкреторна функція не є ведучою. Кініни (калідин і брадикінін) утворюються безпосередньо в крові з а2-глобуліну під впливом активатора «калікреїну», що виділяється в кров знову ж таки не інкреторними клітинами, а звичайними зовнішньосекреторними клітинами різних залоз травного каналу.

До гормоноїдів також відносять медіатори, коли вони беруть участь у гуморальній регуляції. Медіатори, як відомо, виділяються всинапсах. Якщовсинапсі медіаторневстигаєповністюзруйнуватися або поглинутися, то він може потрапляти в тканинну рідину і кров, забезпечуючи регуляторну дію на найближчі клітини. Речовини, які маютьмісцеву дію, називають щеаутокоїдами.

Слід зазначити, що загальноприйнятих критеріїв, які дозволяють чітко розділити гуморальні фактори на гормони й гормоноїди,

130

не існує. Деякі автори (Г. Сельє, Я. Д. Кіршенблат) вважають, що до гормонів слід віднести лише ті гуморальні фактори, які синтезуютьсяівиділяютьсявкровендокриннимизалозами. Зацієюточкоюзору, гастроінтестинальні гормони й ангіотензин є гормоноїдами, але не істинними гормонами.

Гастроінтестинальні гормони утворюються в клітинах, розміщених в ПІКТ, які отримали назву APUD-системи (amine content — вміст амінів; precursor uptake — поглинання попередників; decarboxylation — декарбоксилування). Вониздатні поглинатийнакопичувати попередники біогенних амінів з наступним їх декарбоксилуванням і утворенням біологічно активних речовин і поліпептидних гормонів. Інші клітини APUD-системи також утворюють нейропередавачі і нейротрансмітери. Нейромодулятори (ацетилхолін, адреналін) також синтезуються внервових клітинах і звільняються нервовими закінченнями. Сюди відносять також гістамін, серотонін і у-аміномасляну кислоту. Вони діють на дуже короткій відстані від місця синтезу й менший час, ніж пептидні, стероїдні, білкові та тіреоїдні гормони.

Пептиди, аміниінейромедіатори— гідрофільнісполукиінеможуть легко проникати крізь плазматичну мембрану клітини.

Індоламіни— серотонін, мелатонін, гістамін(Н,-рецепториспря- жені з фосфоінозитольним каскадом, вивільненням кальцію, активацією Гц та накопиченням цГМФ; Н2-рецептори — з активацією Ац та накопиченням цАМФ). Антагоністів перших використовують приалергічнихстанах— бронхіальнаастма, других— длязменшення соляної кислоти.

Метаболіти — неспецифічні продукти внутрішньоклітинного енергетичного обміну речовин, які постійно виділяють у кров усі клітини організму, звільняючись від їх надлишку. Деякі метаболіти мають біологічну активність, тобто можуть забезпечити виникнення певних пристосовних реакцій організму (СО2, молочна кислота). Сюди ж відносять продукти пошкодження тканин (гіперосмія).

Рівень біологічної активності метаболітів, порівняно з активністю гормонів, невисокий. Тому їхня регуляторна дія виявляється лише в разі їх виділення у великих кількостях. Це може бути при будь-якій ситуації, коли посилюється діяльність яких-небудь клітин організму і, як наслідок, збільшується інтенсивність внутрішньоклітинногометаболізму.

Коротко характеристику факторів гуморальної регуляції подано втабл. 2.

Як вже зазначалося, гормони виділяються для забезпечення того або іншого регуляторного акту, тобто того або іншого функціонального стану організму. І вони так само, як і АНС, виявляють

131

Таблиця2

Характеристика факторів гуморальної регуляції

132