Природничі науки. 1 частина. 11 клас. Гільберг

Системи органів, що беруть участь в обміні речовини й енергії

Пригадаймо будову й функції основних систем, що беруть участь у процесах обміну речовин.

Травна система. Складно влаштована система травлення забезпечує надходження до організму води, електролітів і речовин, необхідних для пластичного й енергетичного обміну. Більшість поживних речовин мають розщеплюватися, аби втратити свою генетичну або імунну специфічність, інакше система імунітету може їх сприйняти як чужорідний об’єкт. Лише після цього продукти розщеплення можуть всмоктуватися й надходити в кровотік. Однак під час розщеплення має зберегтися якомога більше молекул простішої будови, щоб організму не довелося синтезувати всі потрібні йому речовини заново з хімічних елементів. Такими придатними для застосування організмом «цеглинками» є амінокислоти (продукти гідролізу білків), моносахариди (продукти гідролізу полісахаридів), нуклеотиди — фрагменти нуклеїнових кислот. Жири менш імунно антигенні, тому можуть надходити в кровотік майже без змін. Без розщеплення всмоктуються також вітаміни й речовини з відносно невеликими молекулами, неорганічні (мінеральні) солі та вода.

Більше дізнатися про основні складники системи травлення та сечовидільної системи, їхні функції ви зможете самостійно, розглянувши малюнок 3.4 та підписи до нього (зробіть це).

Мал. 3.4. Травна та сечовидільна системи

Дихальна система. Джерелом енергії для підтримання життєдіяльності клітин і організму загалом є окиснення та розпад хімічних сполук. Для процесу окиснення, у результаті якого утворюється вуглекслий газ, необхідне безперервне надходження кисню. Постачання клітинам кисню й виведення вуглекислого газу здійснює кров. Газообмін між повітрям і кров’ю забезпечує дихальна система (мал. 3.5).

Мал. 3.5: а — дихальна система; б — обмін газів у легенях

Забезпечують процеси дихання, виділення та взаємодії органів під час перетворень поживних речовин регуляторні системи: нервова — задіює нервові центри; гуморальна — регулює вироблення гормонів і ферментів, які беруть участь у процесах обміну. Безпосередньо в процесах обміну беруть участь такі ендокринні залози організму: гіпофіз, наднирники та власна ендокринна система шлунково-кишкового каналу (слизові оболонки шлунка, дванадцятипалої кишки та підшлункової залози). Більше про це ви дізнаєтеся, проаналізувавши малюнок 3.6 (зробіть це).

Вони безперервно «спостерігають» за потребами органів і тканин. У відповідь на кожний «запит з місця» виділяють у кров хімічні сполуки складної будови — гормони. Кровоносними судинами кров транспортує гормони до клітин, що «надіслали запит». Вони проникають крізь клітинні мембрани і, вступивши у взаємодію з носієм спадкової інформації ДНК, стимулюють вироблення відповідних ферментів, які забезпечують синтез необхідних речовин. Після «виконання завдання» гормони розпадаються, продукти розпаду виносить кровотік.

Мал. 3.6. Залози внутрішньої секреції, що беруть участь в обміні речовин

Ви можете пригадати процеси виділення травних соків і вплив гормонів на травлення, розглянувши малюнок 3.7 та проаналізувавши таблицю 3.1.

Мал. 3.7: а — регуляція виділення травних соків гормонами травного тракту; б — виділення гормонів

Таблиця 3.1. Гормони впливу на травлення

Гормон

Подразник

Місце виділення гормону

Ефект дії

Гастрин

Хімічні подразнення нервових закінчень стінки шлунка

Залозисті клітини шлунка

У шлунку збільшується виділення шлункового соку

Секретин

Надходження хімусу до дванадцятипалої кишки

Слизова оболонка дванадцятипалої кишки

Гальмування виділення шлункового соку в шлунку. Підшлункова залоза синтезує підшлунковий сік. Активація вироблення жовчі печінкою.

Холецистокінін

Находження хімусу до дванадцятипалої кишки

Слизова оболонка дванадцятипалої кишки

Примушує скорочуватися стінки підшлункової залози. Скорочення стінок жовчного міхура й викидання порції жовчі в дванадцятипалу кишку

Головним «контролером» діяльності всієї ендокринної системи є гіпоталамус (мал. 3.8). Будь-яка інформація про роботу ендокринних залоз, про нестачу або надлишок гормонів, що виділяються «на місцях», негайно надходить у вигляді імпульсів-повідомлень у гіпоталамус. У цій залозі у відповідь утворюються хімічні сполуки, які умовно називають рилізинг-факторами. Надійшовши з гіпоталамуса в гіпофіз, ці речовини викликають тут виділення необхідних гормонів.

Мал. 3.8. Гіпоталамус — регулятор усієї ендокринної системи

Уперше Роже Гіймену (нар. 1924, Франція) й Ендрю Віктору Шеллі (нар. 1926, Польща) вдалося на початку 1970-х виділити з тканини гіпоталамуса речовини, які регулювали функцію гіпофіза. За відкриття так званих надгормонів спільно з Розалін Сасмен Ялоу (1921—2011, США), яка розробила радіоімунологічний метод визначення пептидних гормонів, вони були удостоєні в 1977 році Нобелівської премії з фізіології або медицини.

Мал. 3.9: а — Роже Гіймен; б — Ендрю Віктор Шеллі; в — Розалін Сасмен Ялоу

Імунна регуляція здійснюється за участю апендикса, лімфатичних вузликів стінок травного каналу й самих секретів слини, шлункового соку, жовчі, кишкового соку.