Биология. 8 класс. Мищук

Обобщение

§ 68. Целостность организма человека. Взаимодействие регуляторных систем организма

Что характеризует организм как биологическую систему? Какие регуляторные системы организма вам известны? Каковы механизмы их действия?

Функции, поддерживающие целостность организма. Организм человека — это одна из сложнейших биологических систем, которая существует на основе взаимодействия с внешней средой, обмениваясь с ним веществом, энергией и информацией. Эта система состоит из систем различных уровней структурной организации: клеток, тканей, органов, систем органов. Каждый из уровней имеет свою структуру и выполняет определенную функцию. Все компоненты взаимосвязаны и взаимодействуют между собой, образуя целостный организм.

Организм человека является открытой системой. В процессе питания человек получает из окружающей среды органические и неорганические вещества и использует их для своей жизнедеятельности. Непереваренные остатки и конечные продукты обмена веществ выделяются в окружающую среду. Обмен веществ и энергии с окружающей средой является необходимым условием существования организма человека.

Мир, в котором живет человек, оказывает постоянное влияние на его организм. Приспособление организма к условиям окружающей среды возможно благодаря постоянному поступлению в мозг человека информации об изменениях внешней и внутренней среды. Эта информация воспринимается, передается в кору головного мозга, анализируется сенсорными системами.

Обмен веществ, энергии и информации проявляется в процессах питания, дыхания, выделения и ответных реакциях на воздействие факторов внешней среды. Охарактеризуйте взаимосвязь этих процессов. Кроме обмена веществ, энергии и информации, человеку присущи общие свойства живых систем. Назовите эти свойства. Почему их называют общими?

Согласованность деятельности регуляторных систем в поддержании гомеостаза. Как известно, важным свойством организма является саморегуляция — способность поддерживать относительное постоянство химического состава и протекания физиологических процессов — гомеостаз. Саморегуляция обеспечивается деятельностью нервной, эндокринной и иммунной регуляторных систем, действующих взаимосвязанно и взаимосогласованно (ил. 162).

Так, на функционирование нервной системы оказывают влияние гормоны, продукты обмена и различные химические вещества, поступающие с током крови. С другой стороны, образование большинства веществ и выделение их в кровь постоянно контролирует нервная система.

Ил. 162. Способы поддержания гомеостаза

Гуморальные механизмы регуляции функций организма человека обеспечиваются химическими взаимодействиями между клетками, в частности влиянием гормонов или продуктов обмена веществ через жидкости внутренней среды. Вспомните особенности гуморальной регуляции.

Иммунная система человека осуществляет поддержание антигенного гомеостаза, то есть обеспечивает организму способность отвечать на действие генетически чужеродных антигенов клеточными и гуморальными реакциями. Вспомните сущность этих иммунных реакций.

Нервные механизмы в организме человека обеспечиваются сложным взаимодействием различных рефлексов, основой которых является возникновение и распространение нервного импульса. Нервная регуляция функций считается высшим этапом развития приспособления организма к изменчивым условиям среды. Вспомните особенности нервной регуляции функций.

Взаимодействие регуляторных систем. Из предыдущих тем вы знаете, что регуляция деятельности всех органов и систем организма обеспечивается нейрогуморальными воздействиями (см. табл. 11).

Таблица 11

Нейрогуморальная регуляция функций организма

	Гуморальная регуляция	Нервная регуляция
Пищеварение	Гастрин активизирует двигательную активность желудка и кишечника. Секретин, адреналин, норадреналин тормозят двигательную активность желудка и кишечника, повышают секрецию пищеварительных соков	Пищевой центр — в продолговатом мозге. Центр голода и насыщения — в гипоталамусе. Симпатическая нервная система (НС) уменьшает выделение пищеварительных соков желудка и кишечника, тормозит их двигательную активность. Парасимпатическая НС увеличивает выделение пищеварительных соков, стимулирует двигательную активность желудка и кишечника
Дыхание	Рост концентрации углекислого газа в крови активирует нервные окончания сосудов и нейроны дыхательного центра, вызывая учащение дыхания	Дыхательный центр в продолговатом мозге координирует работу дыхательных мышц. Симпатическая НС расширяет бронхи, легкие, увеличивает частоту дыхательных движений. Парасимпатическая НС сужает бронхи, легкие, уменьшает частоту дыхательных движений
Кровообращение	Адреналин, норадреналин, тироксин, ионы Са2+ усиливают сокращения и тонус сердечной мышцы, сужают сосуды внутренних органов, расширяют сосуды сердца и мозга. Ацетилхолин, ионы К+ уменьшают частоту и силу сердечных сокращений, расширяют сосуды скелетных мышц и сердца	Сосудодвигательный центр — в продолговатом мозге. Симпатическая НС повышает частоту и силу сердечных сокращений, сужает стенки большинства артерий, расширяет сосуды сердца и мозга. Парасимпатическая НС замедляет работу сердца, расширяет сосуды слюнных и поджелудочной желез, языка, половых органов
Выделение	Антидиуретический гормон (вазопрессин) повышает всасывание воды в почках, сохраняя воду в организме. Кортикостероиды регулируют выведение почками ионов К+ и Na+	Центр жажды в гипоталамусе контролирует содержание солей во внутренней среде. Симпатическая НС тормозит фильтрацию первичной мочи в клубочках. Парасимпатическая НС увеличивает всасывание глюкозы
Терморегуляция	Тропные гормоны гипофиза стимулируют процессы энергетического обмена и теплообразования. Меланотропин обусловливает потемнение кожи под действием света, мелатонин (гормон эпифиза) — ее осветление	Центр терморегуляции — в гипоталамусе. Двигательные нейроны спинного мозга вызывают дрожь мышц и увеличивают теплообразование. Симпатическая НС усиливает потоотделение, вызывает возникновение «гусиной кожи»
Опора и движение	Соматотропин стимулирует синтез белков, вызывает рост хрящей и костей. Кальцитонин (гормон щитовидной железы) способствует усвоению Кальция костями. Паратгормон снижает уровень Кальция в костях	Соматическая НС руководит рефлекторными движениями. Мозжечок координирует движения и регулирует равновесие. Двигательная зона коры большого мозга обусловливает произвольные движения. Симпатическая НС повышает работоспособность мышц, воздействуя на обмен веществ и энергии в них
Размножение	Половые гормоны стимулируют половое созревание, развитие вторичных половых признаков, образование гамет; обеспечивают формирование полового поведения, оплодотворение, развитие зародыша, протекание беременности. Окситоцин стимулирует роды. Мелатонин тормозит половое созревание	НС регулирует деятельность половых желез и половых органов. В гипоталамусе расположен центр удовольствия. Кора больших полушарий контролирует центры половых функций, находящиеся в спинном мозге. Подкорковые структуры головного мозга управляют половым поведением

Как вам известно, важнейшими центрами координации функций нервной и эндокринной систем является гипоталамус (часть промежуточного мозга) и гипофиз (железа внутренней секреции). Вспомните, как связаны между собой гипофиз и гипоталамус.

Аксоны нервных клеток гипоталамуса заканчиваются в задней доле гипофиза, направляя в нее свои нейрогормоны. Таким образом, гипофиз выделяет в кровь гормоны, образованные гипоталамусом. Другие же клетки гипоталамуса под влиянием импульсов, поступающих к нему из других отделов нервной системы, выделяют гормоны непосредственно в кровь. По сосудам гормоны гипоталамуса поступают в переднюю долю гипофиза. Она в ответ вырабатывает собственные гормоны. Вспомните, какое значение имеют гормоны гипофиза для регуляции функций организма.

Морфологическое и функциональное взаимодействие структур головного мозга образовали так называемую нейроэндокринную систему (ил. 163). Она контролирует выделение в кровь гормонов большинством желез внутренней секреции. Гипофиз выполняет свои функции под контролем гипоталамуса. Активность же клеток гипоталамуса стимулируют гормоны гипофиза, других желез внутренней секреции и импульсы от различных отделов нервной системы.

Ил. 163. Нейроэндокринная система человека

Взаимодействие регуляторных систем рассмотрим на процессах, происходящих в организме во время стресса. На состояние кровеносных сосудов, как известно, влияет гормон надпочечных желез — адреналин. Его выделение часто стимулирует действие на нервную систему неожиданных раздражителей — стрессорных факторов (ил. 164).

Последовательность процессов при этом следующая: сначала возбуждается симпатический отдел вегетативной нервной системы, мобилизующий ресурсы организма на преодоление действия стрессорного фактора. Например, осуществляется образование и поступление антител к пораженному участку, выделение гормонов надпочечных желез и др. На этом этапе интегрирующую роль играет кровеносная система. Далее, в зависимости от силы и продолжительности действия раздражителя, либо происходит стабилизация нормального состояния, либо наступают патологические изменения строения и функций органов и развивается болезнь.

Ил. 164. Механизм стрессорные реакции

Стрессорная реакция охватывает нервными импульсами кору головного мозга, распространяется на гипоталамус, от него — на гипофиз и надпочечники. Гормоны этих желез влияют на большинство органов. При сильных и длительных раздражениях снижается активность иммунной системы, нарушается антигенный гомеостаз. Это указывает на интегрирующую функцию нервной, эндокринной и иммунной систем в обеспечении целостности организма человека.

В течение изучения биологии человека мы обращали внимание на пути предотвращения тех или иных заболеваний. Все они в целом осуществляют профилактику стресса, поскольку оберегают организм от вредных воздействий окружающей среды и способствуют его укреплению. Чтобы беречь здоровье, смолоду важно научиться сознательному подходу к удовлетворению своих потребностей, безопасному поведению, самовоспитанию.

Целостность организма. Взаимодействие регуляторных системы организма

1. Как обеспечивается целостность организма человека? 2. Охарактеризуйте механизмы гуморальной и нервной регуляции функций организма. 3. В чем заключаются преимущества гуморальной или нервной регуляторных систем? Какова целесообразность их существования? 4. Как взаимодействуют регуляторные системы? 5. Какова роль взаимодействия регуляторных систем в процессе адаптации организма к изменениям условий окружающей среды? 6. Учитывая особенности нервной и гуморальной регуляции, обоснуйте значение каждой из них для определенной системы органов. 7. Обоснуйте интегрирующую функцию кровеносной, нервной и эндокринной систем. 8. На основе изученных ранее тем и сведений таблицы 11 дайте подробную характеристику нейрогуморальной регуляции одной из систем органов организма человека (по выбору).