Наблюдая за работой своего организма, вы замечали, что после бега повышается частота дыхания и сердечных сокращений. После приема пищи увеличивается количество глюкозы в крови. Однако через некоторое время эти показатели якобы сами по себе приобретают исходных значений. Каким образом происходит такая регуляция?

Гуморальная регуляция (лат. гюмор - жидкость) осуществляется с помощью веществ, которые влияют на процессы метаболизма в клетках, так и на работу органов и организма в целом. Эти вещества попадают в кровь, а из нее - в клетки. Так, повышение уровня углекислого газа в крови увеличивает частоту дыхания.

Некоторые вещества, например гормоны, выполняют свою функцию, даже если их концентрация в крови очень мала. Большинство гормонов синтезируются и выделяются в кровь клетками желез внутренней секреции, которые образуют эндокринную систему. Путешествуя с кровью по всему организму, гормоны могут попасть в любого органа. Но влияет гормон на работу органа только в случае, если клетки этого органа имеют рецепторы именно к этому гормону. Рецепторы сочетаются с гормонами, и это влечет за собой изменение активности клетки. Так, гормон инсулин, присоединяясь к рецепторам клетки печени, стимулирует проникновение в нее глюкозы и синтез гликогена из этого соединения.

Эндокринная система обеспечивает рост и развитие организма, отдельных его частей и органов с помощью гормонов. Она участвует в регуляции метаболизма и приспосабливает его к потребностям организма, постоянно меняются.

Нервная регуляция . В отличие от системы гуморальной регуляции, которая соответствует преимущественно на изменения во внутренней среде, нервная система реагирует на события, происходящие как внутри организма, так и за его пределами. С помощью нервной системы организм отвечает на любые воздействия очень быстро. Такие реакции на действие раздражителей называют рефлексами.

Иммунная регуляция обеспечивает иммунная система, задача которой состоит в создании иммунитета - способности организма противостоять действию внешних и внутренних врагов. Ими являются бактерии, вирусы , различные вещества, которые нарушают нормальную жизнедеятельность организма, а также его клетки, отмершие или переродившиеся. Главные боевые силы системы иммунной регуляции - определенные клетки крови и специальные вещества, содержащиеся в ней.

Организм человека - саморегулирующаяся система. Задачей саморегуляции является поддержка всех химических, физических и биологических показателей работы организма в определенных пределах. Так, температура тела здорового человека может колебаться в пределах 36-37 ° С, кровяное давление 115/75-125/90 мм рт. ст., концентрация глюкозы в крови - 3,8-6,1 ммоль / л. Состояние организма, при котором все параметры его функционирования остаются относительно постоянными, называют гомеостазом (греч. гомео - подобный, стасис - состояние). На поддержание гомеостаза и направлена ​​работа регуляторных систем организма, действующих в постоянной взаимосвязи.

Связь нервной, гуморальной и иммунной регуляторных систем

Жизнедеятельность организма регулируют, действуя согласованно, нервная, гуморальная и иммунная системы. Эти системы дополняют друг друга, образуя единый механизм нейрогуморально-иммунной регуляции.

Нейрогуморальные взаимодействия . Любая сложная действие организма на внешний раздражитель - это ли задачи в контрольной работе или встреча с незнакомой собакой во дворе своего дома - начинается с регуляторных влияний ЦНС.

Возбуждение ретикулярной формации приводит все структуры ЦНС в состояние готовности к действиям. Активация лимбической системы пробуждает определенную эмоцию - удивление, радость, тревогу или страх - в зависимости от того, как оценивается раздражитель. В то же время активируется гипоталамус и гипоталамо-гипофизарная система . Под их влиянием симпатическая нервная система изменяет режим работы внутренних органов, мозговое вещество надпочечников и щитовидные железы повышают секрецию гормонов. Усиливается выработка глюкозы печенью, растет уровень энергетического обмена в клетках. Происходит мобилизация внутренних ресурсов организма, необходимых для того, чтобы эффективно отреагировать на раздражитель, действующий на организм.

Деятельность нервной системы может подчиняться гуморальным воздействиям. В этом случае информация об изменениях в состоянии организма с помощью гуморальных факторов передается структурам нервной системы. Она, в свою очередь, стимулирует реакции, направленные на восстановление гомеостаза.

Каждый чувствовал голод и знает, как действует человек, когда хочет есть. Как возникает чувство голода, является проявлением пищевой мотивации? Центры голода и насыщения содержатся в гипоталамусе. При снижении концентрации глюкозы и повышение уровня инсулина нейроны, чувствительные к их содержанию в крови, активируются, и мы чувствуем, что проголодались. Информация от гипоталамуса поступает к коре больших полушарий. При ее участии формируется пищевое поведение, то есть комплекс действий, направленных на поиск и поглощения пищи.

Чувство насыщения возникает, когда уровень глюкозы и жирных кислот в крови повышается, а содержание инсулина снижается. Все эти сигналы активируют центр насыщения гипоталамуса, пищевая мотивация исчезает - пищевое поведение тормозится.

Приведем еще один пример взаимосвязи системы гуморальной и нервной регуляции. С началом полового созревания в организме увеличивается выработка половых гормонов. Половые гормоны влияют на структуры нервной системы. В гипоталамусе расположены центры, нейроны которых имеют связь с половым гормоном тестостероном и отвечают за половые рефлексы. Вследствие действия тестостерона у женщин, и у мужчин возникает половое влечение - одна из важнейших мотиваций человека, без которого реализация репродуктивной функции невозможна.

Нейроиммунные взаимодействия . Иммунная система, уничтожая чужеродных агентов и поврежденные клетки самого организма, тем самым регулирует состояние его внутренней среды. Между иммунной системой и нервной системой существует взаимосвязь.

У лимфоцитов, которые созревают в органах иммунной системы, имеются рецепторы к медиаторам симпатической и парасимпатической нервной системы. Следовательно, эти клетки способны воспринимать сигналы, поступающие из нервных центров, и реагировать на них. Гипоталамус получает гуморальные сигналы о проникновении антигена в организм и активирует вегетативную нервную систему. По симпатическим нейронам, иннервирующим лимфоидные ткани иммунной системы, проходят импульсы, происходит выброс медиатора норадреналина. Под его влиянием увеличивается количество Т-лимфоцитов, которые сдерживают активность В-лимфоцитов. Парасимпатические нейроны, возбуждаясь, выбрасывают медиатор ацетилхолин, который ускоряет созревание В-лимфоцитов. Итак, симпатическая нервная система способна подавлять иммунную реакцию, а парасимпатическая - стимулировать ее.

Домашнее задание

2. Подготовиться к контрольной работе «Нервная система».

Дубинин, Вячеслав Альбертович Регуляторные системы организма человека: Учебное пособие для

студентов вузов обучающихся по направлению подготовки 510600 Биология и биологич/ Владислав Иванович Сивоглазов, Василий Васильевич Каменский, Михаил Романович Сапин. - М.: Дрофа, 2003.- 368 с. : ил.

ISBN 5-7107-6073 -0, 7000 экз.

В пособии на современном уровне, но в доступной для читателя форме изложены основы знаний по анатомии нервной системы, нейрофизиологии и нейрохимии (с элементами психофармакологии), физиологии высшей нервной деятельности и нейроэндокринологии. Для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки 510600 Биология, биологическим, а также медицинским, психологическим и другим специальностям

Анатомия и гистология человека ББК 28 .706я73

Предисловие..................................................................................................
Введение........................................................................................................
1. Основы клеточного строения живых организмов.................................
1.1. Клеточная теория...............................................................................
1.2. Химическая организация клетки......................................................
1.3. Строение клетки...............................................................................
1.4. Синтез белков в клетке....................................................................
1.5. Ткани: строение и функции............................................................
2. Строение нервной системы....................................................................
2.1. Рефлекторный принцип работы мозга...........................................
2.2. Эмбриональное развитие нервной системы..................................
2.3. Общее представление о cтроении нервной системы....................
2.4. Оболочки и полости центральной нервной cистемы...................
2.5. Спинной мозг...................................................................................
2.6. Общее строение головного мозга...................................................
2.7. Продолговатый мозг........................................................................
2.8. Мост..................................................................................................
2.9. Мозжечок..........................................................................................
2.10. Средний мозг..................................................................................
2.11. Промежуточный мозг....................................................................
2.12. Конечный мозг...............................................................................
2.13. Проводящие пути головного и спинного мозга..........................
2.14. Локализация функций в коре полушарий большого мозга.......
2.15. Черепные нервы.............................................................................

2.16. Спинномозговые нервы.................................................................
2.17. Автономная (вегетативная) нервная система..............................
3. Общая физиология нервной системы...................................................
3.1. Синаптические контакты нервных клеток....................................
3.2. Потенциал покоя нервной клетки..................................................
3.3. Потенциал действия нервной клетки.............................................
3.4. Постсинаптические	потенциалы.			Распространение	потенциала
действия по нейрону.....................................................................................
3.5. Жизненный цикл медиаторов нервной системы.........................
3.6. Ацетилхолин..................................................................................
3.7. Норадреналин.................................................................................
3.8. Дофамин.........................................................................................
3.9. Серотонин.......................................................................................
3.10. Глутаминовая кислота (глутамат) ..............................................
3.11. Гамма-аминомасляная кислота...................................................
3.12. Другие медиаторы-непептиды: гистамин, аспарагиновая кислота,
глицин, пурины...........................................................................................
3.13. Медиаторы-пептиды....................................................................
4. Физиология высшей нервной деятельности.......................................
4.1. Общие представления			принципах организации		поведения.
Компьютерная аналогия работы центральной нервной системы..........
4.2. Возникновение учения о высшей нервной деятельности. Основные
понятия физиологии высшей нервной деятельности..............................
4.3. Разнообразие безусловных рефлексов.........................................
4.4. Разнообразие условных рефлексов..............................................
4.5. Неассоциативное	обучение.		Механизмы кратковременной и
долговременной памяти.............................................................................
4.6. Безусловное и условное торможение...........................................
4.7. Система сна и бодрствования.......................................................
4.8. Типы высшей нервной деятельности (темпераменты)...............
4.9. Сложные типы ассоциативного обучения животных.................
4.10. Особенности высшей				деятельности человека. Вторая
сигнальная система.....................................................................................
4.11. Онтогенез высшей нервной деятельности человека................
4.12. Система потребностей, мотиваций, эмоций..............................
5. Эндокринная регуляция физиологических функций........................
5.1. Общая характеристика эндокринной системы...........................
5.2. Гипоталамо-гипофизарная система.............................................
5.3. Щитовидная железа	.......................................................................
5.4. Паращитовидные железы..............................................................
5.5. Надпочечники................................................................................
5.6. Поджелудочная железа.................................................................
5.7. Эндокринология размножения.....................................................

Предисловие

Для последних лет характерно значительное повышение интереса к психологии и смежным с ней наукам. Результатом этого является организация большого числа вузов и факультетов, осуществляющих подготовку профессиональных психологов, в том числе в таких специфических областях, как психотерапия, педагогическая психология, клиническая психология и др. Все это создает предпосылки для разработки учебников и учебных пособий нового поколения, учитывающих современные научные достижения и концепции.

В предлагаемом учебном пособии рассматриваются естественнонаучные (прежде всего анатомические и физиологические) факты, актуальные для психологических дисциплин. Оно представляет собой целостный курс, в котором данные о высших функциях мозга излагаются на базе нейроморфологических, нейроцитологических, биохимических и молекулярно-биологических представлений. Большое внимание уделяется информации о механизмах действия психотропных препаратов, а также о происхождении основных нарушений деятельности нервной системы.

Авторы надеются, что данное пособие поможет студентам получить надежные базовые знания по целому ряду учебных курсов, посвященных анатомии и физиологии нервной системы, физиологии высшей нервной деятельности (поведения), физиологии эндокринной системы.

Введение

Почему человек всегда пытался узнать, как работают системы, управляющие его организмом? Видимо, потому, что понимание принципов функционирования и взаимодействия нервной и эндокринной систем - самых сложных из всех известных биологических объектов - представляет несомненный интерес. Кроме того, все психические явления выступают производными физических и химических процессов, происходящих в человеческом теле и прежде всего в нервной и эндокринной системах. Раскрыв их суть, можно более осознанно относиться к использованию ресурсов мозга, лечить болезни, корректировать психические функции и т. п.

Подавляющее большинство современных психологов (не говоря уже о

биологах и медиках) исходят из того, что центральная нервная система (ЦНС) в той или иной степени является материальным субстратом психической деятельности. К сожалению, сегодня нейронауки еще далеки от видения полной картины не только принципов, но и частных проявлений работы ЦНС. Недаром один из величайших биологов XX столетия Нобелевский лауреат Ф. Крик пишет, что такие функции мозга человека, как восприятие, сознание, воображение, эмоции, «недоступны пониманию на современном уровне наших знаний. Для того чтобы постичь эти высшие уровни нервной деятельности, очевидно, хорошо было бы как можно больше узнать о более низких уровнях, особенно доступных прямому эксперименту. Необходимо рассмотреть теории, которые касаются переработки информации в больших и сложных системах, будь то информация, поступающая от органов чувств, или инструкции, посылаемые мышцам и железам, или же поток сигналов, заключающийся в обширной нервной и эндокринной активности между этими двумя крайними членами».

Авторы этой книги не ставят целью решение вопроса об отношении психического к физическому. Они лишь исходят из того очевидного факта, что современный психолог, особенно работающий в прикладных сферах, должен владеть базовыми знаниями в таких областях, как анатомия мозга, нейрофизиология, нейрохимия, физиология поведения, нейроэндокринология.

В настоящее время интерес к психологии как профессии чрезвычайно высок. Кроме различных форм подготовки специалистов-психологов, все более развивается система поствузовского обучения, позволяющая осваивать различные области психологии (например, психотерапию) теми, кто уже имеет высшее образование. Студентам читаются курсы анатомии и физиологии нервной системы, физиологии высшей нервной деятельности, физиологии сенсорных систем, иногда - общей биологии и др. Однако специализированных пособий, в которых учитывалась бы специфика преподавания перечисленных дисциплин будущим психологам, явно недостаточно.

В предлагаемом пособии авторы попытались изложить современные представления о принципах устройства и функционирования двух основных интегрирующих и регулирующих систем организма - нервной и эндокринной. Значительное внимание уделено как отдельным молекулярным регуляторам, так и деятельности клеток и клеточных структур, а также системному уровню, обеспечивающему регуляцию внутренних органов, обучение, изменение эмоционального состояния и т. д.

Задача авторов несколько осложнялась тем, что в учебных заведениях психологического профиля не преподают химию и физику. Поэтому сведения, относящиеся к этим разделам знаний, представлены в доступной форме и лишь тогда, когда они необходимы для понимания основ функционирования нервной и эндокринной систем. Химические формулы медиаторов, гормонов и т. п. будут понятны читателям, обладающим соответствующей подготовкой.

Те же, для кого восприятие формул затруднительно, вполне могут овладеть материалом, пользуясь лишь текстом учебника. Авторы старались привести как можно больше примеров, позволяющих наглядно представить, в каких областях могут быть использованы специалистом-психологом излагаемые сведения.

Книга состоит из пяти глав.

В первой главе, посвященной строению клетки - функциональной единицы любого живого организма, изложены основы клеточной теории, данные о химическом составе клеток и важнейших протекающих в них процессах, характеристики основных тканей человеческого организма, в том числе нервной.

Во второй главе дано описание анатомического строения различных составляющих нервной системы: головного и спинного мозга, периферических нервов, вегетативной нервной системы; приведена функциональная характеристика описываемых структур (ядер, трактов и др.).

В третьей главе изложены электрофизиологические и химические основы работы нервных клеток, способы передачи информации от нейрона к нейрону

и от нейронов к исполнительным органам; перечислены основные группы психотропных препаратов, употребляемых в клинике; указаны механизмы действия ряда наркотиков.

В четвертой главе рассмотрены принципы, особенности и типология высшей нервной деятельности (ВНД), разнообразие рефлекторных поведенческих проявлений, механизмы обучения и памяти, системы условного торможения, сна и бодрствования, системы потребностей, мотиваций и эмоций.

В пятой главе, посвященной современным представлениям о деятельности эндокринной системы, ее взаимосвязях с нервной системой и участии гормонов в обеспечении психической деятельности, особое внимание уделено роли эндокринной системы в развитии ряда видов психопатологии.

Пособие может быть использовано при изучении курсов анатомии и физиологии нервной системы, физиологии ВНД, а также родственных учебных дисциплин (например, общей биологии, зоопсихологии, психофизиологии), которые читаются будущим психологам и студентам некоторых других специальностей (педагоги, биологи, медики и т. п.).

1. Основы клеточного строения живых организмов

1.1. Клеточная теория

Все живые организмы на Земле, за небольшим исключением, состоят из клеток. Впервые клетки были описаны в 1665 г. Р. Гуком, увидевшим их в коре пробкового дерева. Но только к 1839 г. усилиями многих ученых была

создана клеточная теория, имеющая в своей основе следующие положения.

1. Все живые существа, от одноклеточных до крупнейших растительных и животных организмов, состоят из клеток.

2. Все клетки сходны по строению, химическому составу, жизненным функциям.

3. Несмотря на то что в многоклеточных организмах отдельные клетки специализируются на выполнении какой-то определенной функции, они способны и к самостоятельной жизнедеятельности, т. е. могут питаться, расти, размножаться.

4. Каждая клетка возникает из клетки.

Таким образом, клетка - элементарная единица живого, лежащая в основе строения, развития и размножения всех живых организмов. Так как многоклеточные организмы представляют собой сложные клеточные структуры, образующие целостные системы, то без понимания основ строения и регуляции процессов жизнедеятельности в одной клетке невозможно понять принципов регуляции всего организма.

1.2. Химическая организация клетки

Организм человека включает множество химических элементов: обнаружено присутствие 86 элементов из таблицы Д. И. Менделеева. Однако 98% массы нашего организма образовано всего четырьмя элементами: кислородом (около 70%), углеродом (15-18%), водородом (около 10%) и азотом (около 2%). Все остальные элементы подразделяются на

макроэлементы (около 2% массы) и микроэлементы (около 0,1% массы). К

макроэлементам относят фосфор, калий, натрий, железо, магний, кальций, хлор и серу, а к микроэлементам - цинк, медь, иод, фтор, марганец и другие элементы. Несмотря на очень малые количества, микроэлементы необходимы как каждой клетке, так и всему организму в целом.

В клетках атомы и группы атомов различных элементов способны терять или приобретать электроны. Так как электрон имеет отрицательный заряд, то потеря электрона приводит к тому, что атом или группа атомов становятся положительно заряженными, а приобретение электрона делает атом или группу атомов отрицательно заряженными. Такие электрически заряженные атомы и группы атомов называются ионами. Противоположно заряженные ионы притягивают друг друга. Связь, обусловленная таким притяжением, называется ионной. Ионные соединения состоят из отрицательных и положительных ионов, противоположные заряды которых равны по величине,

и поэтому в целом молекула электронейтральна. Примером ионного

соединения может служить поваренная соль, или хлорид натрия NaCl. Это вещество образуют ионы натрия Na+ с зарядом +1 и хлорид-ионы Cl− с зарядом

В состав клетки входят неорганические и органические вещества. Среди неорганических преобладает вода, содержание которой колеблется от 90% в

организме эмбриона до 65% в организме пожилого человека. Вода - универсальный растворитель, и почти все реакции в нашем организме проходят в водных растворах. Внутреннее пространство клеток и органоидов клеток представляет собой водный раствор различных веществ. Растворимые в воде вещества (соли, кислоты, белки, углеводы, спирты и др.) называют гидрофильными, а нерастворимые (например, жиры) - гидрофобными.

Важнейшими органическими веществами, входящими в состав клеток, являются белки. Содержание белков в различных клетках колеблется от 10 до 20%. Белковые молекулы очень велики и представляют собой длинные цепочки (полимеры), собранные из повторяющихся единиц (мономеров). Мономерами белков являются аминокислоты. Длина, а следовательно, и масса белковой молекулы могут сильно варьировать: от двух аминокислот до многих тысяч. Короткие белковые молекулы принято называть пептидами. В состав белков входит около 20 видов аминокислот, соединенных между собой пептидными связями. Последовательность аминокислот в молекуле каждого белка строго определена и называется первичной структурой белка. Эта цепочка аминокислот свертывается в спираль, называемую вторичной структурой белка. У каждого белка эта спираль по-своему располагается в пространстве, скручиваясь в более или менее сложную третичную структуру, или глобулу, определяющую биологическую активность молекулы белка. Молекулы некоторых белков образованы несколькими удерживающимися вместе глобулами. Принято говорить, что такие белки имеют, кроме того, и

четвертичную структуру.

Белки выполняют целый ряд важнейших функций, без которых невозможно существование ни отдельно взятой клетки, ни целого организма.

Структурно-строительная функция основана на том, что белки - важнейшие составляющие части всех мембран: в большинстве клеток есть цитоскелет, образованный определенными видами белков. В качестве примеров белков, выполняющих структурно-строительную функцию, можно привести коллаген и эластин, которые обеспечивают упругость и прочность кожи и являются основой связок, соединяющих мышцы с суставами и суставы между собой.

Каталитическая функция белков заключается в том, что особые виды белков - ферменты - способны ускорять течение химических реакций, причем иногда во много миллионов раз. Все движения клеток осуществляются с помощью специальных белков (актин, миозин и др.). Таким образом, белки выполняют двигательную функцию. Другая функция белков, транспортная,

проявляется в том, что они способны переносить кислород (гемоглобин) и целый ряд других веществ: железо, медь, витамины. Основой иммунитета также являются особые белки - антитела, способные связывать бактерии и другие чужеродные агенты, делая их безопасными для организма. Эта функция белков получила название защитной. Многие гормоны и другие вещества, регулирующие функции клеток и всего организма, являются

короткими белками, или пептидами. Таким образом, белки выполняют регуляторные функции. (Подробно о регуляторных белках и пептидах см. в разделе, посвященном эндокринной системе.) При окислении белков выделяется энергия, которую организм может использовать. Однако белки слишком важны для организма, да и энергетическая ценность белков ниже, чем у жиров, поэтому обычно белки расходуются на энергетические нужды только в крайнем случае, при истощении запасов углеводов и жиров.

Другой класс химических веществ, необходимый для жизни, - углеводы,

или сахара. Углеводы подразделяются на моносахариды и полисахариды,

построенные из моносахаридов. Среди моносахаридов важнейшими являются глюкоза, фруктоза, рибоза. Из полисахаридов в животных клетках чаще всего встречается гликоген, а в растительных - крахмал и целлюлоза.

Углеводы выполняют две важнейшие функции: энергетическую и структурно-строительную. Так, для клеток нашего мозга глюкоза является практически единственным источником энергии, и уменьшение ее содержания в крови опасно для жизни. В печени человека хранится небольшой запас полимера глюкозы - гликогена, его достаточно, чтобы покрывать потребность в глюкозе в течение приблизительно двух суток.

Суть структурно-строительной функции углеводов заключается в следующем: сложные углеводы, соединенные с белками (гликопротеины) или жирами (гликолипиды), входят в состав клеточных мембран, обеспечивая взаимодействие клеток между собой.

В состав клеток входят также жиры, или липиды. Их молекулы построены из глицерина и жирных кислот. К жироподобным веществам относятся холестерин, стероиды, фосфолипиды и др. Липиды входят в состав всех клеточных мембран, являясь их основой. Липиды гидрофобны и вследствие этого непроницаемы для воды. Таким образом, липидные слои мембраны защищают содержимое клетки от растворения. Это их структурностроительная функция. Однако липиды - важный источник энергии: при окислении жиров выделяется в два с лишним раза больше энергии, чем при окислении такого же количества белков или углеводов.

Нуклеиновые кислоты представляют собой полимеры, построенные из мономеров - нуклеотидов. Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, сахара и остатка фосфорной кислоты. Существуют два вида нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК), отличающиеся по составу азотистых оснований и сахаров.

Азотистых оснований четыре: аденин, гуанин, цитозин и тимин. Они и определяют названия соответствующих нуклеотидов: адениловый (А), гуаниловый (Г), цитидиловый (Ц) и тимидиловый (Т) (рис. 1.1).

Каждая цепь ДНК представляет полинуклеотид, состоящий из нескольких десятков тысяч нуклеотидов.

Молекула ДНК имеет сложное строение. Она состоит из двух спирально закрученных цепей, которые по всей длине соединены друг с другом

водородными связями. Такую структуру, свойственную только молекулам ДНК, называют двойной спиралью.

При образовании двойной спирали ДНК азотистые основания одной цепи располагаются в строго определенном порядке против азотистых оснований другой. При этом обнаруживается важная закономерность: против аденина одной цепи всегда располагается тимин другой цепи, против гуанина - цитозин и наоборот. Это объясняется тем, что пары нуклеотидов аденин и тимин, а также гуанин и цитозин строго соответствуют друг другу и являются дополнительными, или комплементарными (от лат. complementum - дополнение), друг другу. Между аденином и тимином всегда возникают две, а между гуанином и цитозином - три водородные связи (рис. 1.2). Следовательно, у всякого организма число адениловых нуклеотидов равно числу тимидиловых, а число гуаниловых - числу цитидиловых. Зная последовательность нуклеотидов в одной цепи ДНК, по принципу комплементарности можно установить порядок нуклеотидов другой цепи.

С помощью четырех типов нуклеотидов в ДНК записана вся важная информация об организме, передающаяся по наследству следующим поколениям, другими словами, ДНК выступает носителем наследственной информации.

Рис. 1.1. Четыре нуклеотида, из которых построены все ДНК живой природы

Молекулы ДНК в основном находятся в ядрах клеток, но небольшое их количество содержится в митохондриях и пластидах.

Молекула РНК, в отличие от молекулы ДНК, - полимер, состоящий из одной цепочки значительно меньших размеров. Мономерами РНК являются нуклеотиды, состоящие из рибозы, остатка фосфорной кислоты и одного из четырех азотистых оснований. Три азотистых основания - аденин, гуанин и

цитозин - такие же, как и у ДНК, а четвертое - урацил. Образование полимера РНК происходит через ковалентные связи между рибозой и остатком фосфорной кислоты соседних нуклеотидов.

Выделяют три типа РНК, различающихся по структуре, величине молекул, расположению в клетке и выполняемым функциям.

Рибосомные РНК (р-РНК) входят в состав рибосом и участвуют в формировании активного центра рибосомы, где происходит процесс биосинтеза белка.

Транспортные РНК (т-РНК) - самые небольшие по размеру - транспортируют аминокислоты к месту синтеза белка.

Информационные, или матричные, РНК (и-РНК) синтезируются на участке одной из цепей молекулы ДНК и передают информацию о структуре белка из ядра клеток к рибосомам, где эта информация реализуется.

Таким образом, различные типы РНК представляют собой единую функциональную систему, направленную на реализацию наследственной информации через синтез белка.

Комплементарное соединение нуклеотидов и образование двухцепочечной молекулы ДНК

Рис. 1.3. Строение молекулы АТФ

Год выпуска: 2003

Жанр: Биология

Формат: DjVu

Качество: Отсканированные страницы

Описание: Для последних лет характерно значительное повышение интереса к психологии и смежным с ней наукам. Результатом этого является организация большого числа вузов и факультетов, осуществляющих подготовку профессиональных психологов, в том числе в таких специфических областях, как психотерапия, педагогическая психология, клиническая психология и др. Все это создает предпосылки для разработки учебников и учебных пособий нового поколения, учитывающих современные научные достижения и концепции.
В учебном пособии «Регуляторные системы организма человека» рассматриваются естественнонаучные (прежде всего анатомические и физиологические) факты, актуальные для психологических дисциплин. Оно представляет собой целостный курс, в котором данные о высших функциях мозга излагаются на базе нейроморфоло-гических, нейроцитологических, биохимических и молеку-лярно-биологических представлений. Большое внимание уделяется информации о механизмах действия психотропных препаратов, а также о происхождении основных нарушений деятельности нервной системы.
Авторы надеются, что книга «Регуляторные системы организма человека» поможет студентам получить надежные базовые знания по целому ряду учебных курсов, посвященных анатомии и физиологии нервной системы, физиологии высшей нервной деятельности (поведения), физиологии эндокринной системы.

«Регуляторные системы организма человека»

ОСНОВЫ КЛЕТОЧНОГО СТРОЕНИЯ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ

1. Клеточная теория
2. Химическая организация клетки
3. Строение клетки
4. Синтез белков в клетке
5. Ткани: строение и функции

СТРОЕНИЕ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

1. Рефлекторный принцип работы мозга
2. Эмбриональное развитие нервной системы
3. Общее представление о строении нервной системы
4. Оболочки и полости центральной нервной системы
5. Спинной мозг
6. Общее строение головного мозга
7. Продолговатый мозг
8. Мозжечок
9. Средний мозг
10. Промежуточный мозг
11. Конечный мозг
12. Проводящие пути головного и спинного мозга
13. Локализация функций в коре полушарий большого мозга
14. Черепные нервы
15. Спинномозговые нервы
16. Автономная (вегетативная) нервная система

ОБЩАЯ ФИЗИОЛОГИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

1. Синаптические контакты нервных клеток
2. Потенциал покоя нервной клетки
3. Потенциал действия нервной клетки
4. Постсинаптические потенциалы. Распространение потенциала действия по нейрону
5. Жизненный цикл медиаторов нервной системы
6. Ацетилхолин
7. Норадреналин
8. Дофамин
9. Серотонин
10. Глутаминовая кислота (глутамат)
11. Гамма-аминомасляная кислота
12. Другие медиаторы-непептиды: гистамин, аспарагиновая кислота, глицин, пурины
13. Медиаторы-пептиды

ФИЗИОЛОГИЯ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

1. Общие представления о принципах организации поведения. Компьютерная аналогия работы центральной нервной системы
2. Возникновение учения о высшей нервной деятельности. Основные понятия физиологии высшей нервной деятельности
3. Разнообразие безусловных рефлексов
4. Разнообразие условных рефлексов
5. Неассоциативное обучение. Механизмы кратковременной и долговременной памяти
6. Безусловное и условное торможение
7. Система сна и бодрствования
8. Типы высшей нервной деятельности (темпераменты)
9. Сложные типы ассоциативного обучения животных
10. Особенности высшей нервной деятельности человека. Вторая сигнальная система
11. Онтогенез высшей нервной деятельности человека
12. Система потребностей, мотиваций, эмоций

ЭНДОКРИННАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ

1. Общая характеристика эндокринной системы
2. Гипоталамо-гипофизарная система
3. Щитовидная железа
4. Паращитовидные железы
5. Надпочечники
6. Поджелудочная железа
7. Эндокринология размножения
8. Эпифиз, или шишковидная железа
9. Тимус
10. Простагландины
11. Регуляторные пептиды

Механизмы регуляции организма
гуморальная регуляция
(эндокринная система)
осуществляется с помощью БАВ,
выделяемых клетками
эндокринной системы в жидкие
среды (кровь, лимфу)
нервная регуляция
(нервная система)
осуществляется с помощью
электрических импульсов,
идущих по нервным
клеткам
Гомеостаз - постоянство внутренней среды

Эндокринная
система

Классификация желез эндокринной системы
внутренней
секреции
выделяют гормоны,
не имеют выводных
протоков,
гормоны поступают в
кровь и лимфу
внешней
секреции
смешанной
секреции
выделяют секреты,
имеют выводные
протоки,
секреты поступают на
поверхность тела или в
полые органы
проток
клетки
железы
кровеносный
сосуд

Гормоны
биологически активные вещества,
оказывающие регулирующее
влияние на функции организма

Общие свойства гормонов
специфичность,
высокая биологическая активность,
дистанционное действие,
генерализованность действия,
пролонгированность действия

Железы
внутренней секреции

Гипофиз
расположен на нижней поверхности головного мозга
овальной формы ≈1см

Гипофиз
тиреотропин ТТГ
стимулирует работу
щитовидной железы
адренокортикотропин
АКТГ
стимулирует работу
надпочечников
соматотропин СТГ
стимулирует рост
меланотропин МТГ
стимулирует клетки
кожи, влияющие на
её цвет
вазопрессин
(антидиуретический) АДГ
гонадотропин ГТГ
удерживает воду в
почках, регулирует АД
регулирует работу
половых органов

Эпифиз
(шишковидное тело)
расположен
в центре мозга
овальной формы ≈1см
После 7 лет железа
частично атрофируется

Эпифиз
мелатонин
регулирует циклические
процессы в организме
(смена дня и ночи: в светлое время суток
синтез мелатонина подавляется,
а в темное – стимулируется)
тормозит рост и
половое созревание

Щитовидная железа
Расположена спереди и
по бокам ниже гортани
гортань
щитовидная
железа
трахея
Активность железы повышается
в среднем и старшем школьном
возрасте в связи с половым
созреванием

тироксин (Т4)
повышают
интенсивность обмена
веществ и
теплообразование,
стимулируют рост
скелета,
Щитовидная
железа
трийодтиронин (Т3)
кальцитонин
повышают
возбудимость ЦНС
усиливает отложение
кальция в костной ткани

Паращитовидные железы
Расположены по задней поверхности
щитовидной железы
имеют округлую форму ≈0,5 см
щитовидная
железа
паращитовидные
железы

Паращитовидные железы
паратгормон
регулирует уровень
кальция и фосфора

Тимус
(вилочковая железа)
Тимус
Находится за рукояткой грудины
Ребра
Легкие
Грудина
Сердце
Быстро увеличивается в первые 2 года жизни,
наибольшей величины достигает в возрасте 11-15 лет.
С 25-лет начинается постепенное уменьшение
железистой ткани с замещением ее жировой
клетчаткой.

Тимус состоит из двух долей
Является центральным органом
иммунитета:
в ней происходит размножение иммунных
клеток - лимфоцитов

Тимус
тимозин
влияет на:
обмен углеводов,
обмен кальция и фосфора,
регулирует рост скелета

Надпочечники
Находятся в забрюшинном пространстве
над верхнем полюсом соответствующей
почки.
Д ≈ 2-7 см, Ш ≈ 2-4 см,
Т ≈ 0,5-1 см
Правый надпочечник
треугольной формы,
левый - полулунной

Минералокортикоиды:
альдостерон
Корковый слой
Мозговой слой
Глюкокортикоиды:
гидрокортизон
кортизол
влияют на водно-солевой
обмен
регулируют углеводный,
белковый и жировой обмен
Половые стероиды:
андрогены,
эстрогены
аналогичны гормонам
половых желез
адреналин,
норадреналин
повышают ЧСС, ЧДД, АД

Поджелудочная железа
Д 15-20 см
Ш 6-9 см
Расположена за желудком

Поджелудочная железа
Внешняя секреция
Сок поджелудочной
железы
Поступает в проток железы
Внутренняя секреция
Глюкагон
Поступают в кровь
в 12-п.кишку
участвует в пищеварении
Инсулин
повышает
содержание
глюкозы в крови
снижает
содержание
глюкозы в
крови

Половыежелезы
железы
Половые
Мужские
Женские

Яичники
Внешняя секреция
Внутренняя секреция
Гормоны
Выработка яйцеклеток
Эстрогены
Прогестерон
Поступают в кровь
влияние на
развитие
вторичных
половых
признаков
гормон
беременности

Яички
Внешняя секреция
Выработка сперматозоидов
Внутренняя секреция
Гормоны
Андрогены
(тестостерон)
Поступают в кровь
влияние на развитие
вторичных половых признаков

Нервная система

Функции нервной системы
1. Регуляторная
(обеспечивает согласованную
органов и систем).
работу
2. Осуществляет адаптацию организма
(взаимодействие с окружающей средой).
3. Составляет основу психической
деятельности
(речь, мышление, социальное поведение).
всех

Строение нервной ткани
Нервная ткань
Нейрон
Нейроглия
нервная клетка
опорные клетки
структурная и
функциональная
единица НС
опора, защита и
питание нейронов

Функции нейрона
восприятие (получение),
проведение,
обработка (передача) информации

Классификация нервной системы (топографическая)
ЦНС
Головной мозг
Периферическая
Нервные волокна
Спинной мозг
Нервные узлы
Нервные окончания

Классификация нервной системы (функциональная)
Соматическая
регулирует работу
скелетных мышц, языка, гортани,
глотки и кожную чувствительность
Регулируется корой головного мозга
Вегетативная
Симпатическая
Парасимпатическая
регулируют обмен веществ,
работу внутренних органов,
сосуды, железы
Не регулируется корой головного
мозга
поддерживают гомеостаз

Центральная НС

Спинной мозг
спинномозговой канал
позвонок
спинной мозг
спинномозговые
корешки
Находится в
позвоночном канале
в виде тяжа,
в его центре –
спинномозговой канал.
Длина = 43-45 см

Спинной мозг
состоит из серого и белого вещества
серое вещество скопление тел
нейронов в центре
спинного мозга
(в виде бабочки)
белое вещество –
образованно
нервными волокнами,
окружает серое

Функции спинного мозга
рефлекторная
-осуществляется за счет наличия
рефлекторных центров
мускулатуры туловища и
конечностей.
С их участием осуществляются
сухожильные рефлексы,
сгибательные рефлексы, рефлексы
мочеиспускания, дефекации,
эрекции, семяизвержения и т.д.
проводниковая
- осуществляется проводящими
путями
По ним нервный импульс идет
в головной мозг и обратно.
Деятельность спинного мозга подчинена головного мозгу

Головной мозг
расположен в черепе
Головной мозг
Средний вес:
взрослого (к 25 г.) - 1360 г,
новорожденного – 400 г

Строение головного мозга
серое вещество
белое вещество
скопление тел нейронов
отростки нейронов
Ядра
Кора
- рефлекторные
- наружный слой
больших
полушарий (4мм)
центры
рефлекторная
функция
являются
восходящими и нисходящими
нервными волокнами
(проводящие пути),
связывающие отделы ГМ и СМ
проводящая функция

Отделы головного мозга
задний
средний
продолговатый
мозг
четверохолмие
промежуточный
таламус
гипоталамус
мозжечок
мост
ствол мозга
конечный
большие
полушария

Мозг
современных
млекопитающих –
кора
сознание,
интеллект,
логика
2 млн лет
Мозг
древних
млекопитающих –
подкорка
чувства,
эмоции
(таламус, гипоталамус)
Мозг
рептилий –
ствол мозга
100 млн лет
инстинкты,
выживание

Возрастные особенности развития головного мозга
Структуры ЦНС созревают неодновременно и асинхронно
Отделы головного мозга
Период завершения развития
Подкорковые структуры
созревают внутриутробно и завершают
свое развитие в течение первого года
жизни
Корковые структуры
12-15 лет
Правое полушарие
5 лет
Левое полушарие
8-12 лет

Читайте также: C2 Покажите на трех примерах наличие многопартийной политической системы в современной России. II. Организм как целостная система. Возрастная периодизация развития. Общие закономерности роста и развития организма. Физическое развитие……………………………………………………………………………….с. 2 II. Системы, развитие которых можно представить с помощью Универсальной Схемы Эволюции III. Требования к организации системы обращения с медицинскими отходами MES-системы (Manufacturing Execution System) - системы управления производством (у нас больше известные как АСУТП) Oсoбеннoсти и прoблемы функциoнирoвaния вaлютнoй системы Республики Белaрусь А. Оппозиция логичных и нелогичных действий как исходноеотношение социальной системы. Теория действия Парето и теория действия Вебера

Нервная система обеспечивает взаимосвязь между отдельными органами и системами органов и функционирование организма как единого целого. Она регулирует и координирует деятельность различных органов, приспосабливает деятельность всего организма как целостной системы к изменяющимся условиям внешней и внутренней среды. С помощью нервной системы осуществляются восприятие и анализ разнообразных раздражений из окружающей среды и внутренних органов, а также ответные реакции на эти раздражения. Вместе с тем следует иметь в виду, что вся полнота и тонкость приспособления организма к окружающей среде осуществляются при взаимодействии нервных и гуморальных механизмов регуляции.

Гуморальная регуляция представляет собой способ передачи регулирующей информации к эффекторам через жидкую внутреннюю среду организма с помощью молекул химических веществ, выделяемых клетками или специализированными тканями и органами. Этот вид регуляции жизнедеятельности может обеспечивать как относительно автономный местный обмен информацией об особенностях метаболизма и функции клеток и тканей, так и системный эфферентный канал информационной связи, находящийся в большей или меньшей зависимости от нервных процессов восприятия и переработки информации о состоянии внешней и внутренней среды.

Деление механизмов регуляции жизнедеятельности организма на нервные и гуморальные весьма условно и может использоваться только для аналитических целей как способ изучения. На самом деле, нервные и гуморальные механизмы регуляции неразделимы, так как информация о состоянии внешней и внутренней среды воспринимается почти всегда элементами нервной системы - рецепторами , обрабатывается в нервной системе, где может трансформироваться в сигналы исполнительных устройств либо нервной, либо гуморальной природы.

Управляющим «устройством» является, как правило, нервная система. Однако, сигналы, поступающие по управляющим каналам нервной системы передаются в местах окончания нервных проводников в виде химических молекул-посредников, поступающих в микроокружение клеток, т.е. гуморальным путем. А специализированные для гуморальной регуляции железы внутренней секреции управляются нервной системой.

Таким образом, следует говорить о единой нейро-гуморальной системе регуляции физиологических функций.

Общий план строения нервной системы.

Нервная система человека структурно подразделяется на центральную (ЦНС) и периферическую .

ЦНС состоит из нейронов и клеток нейроглии, периферическая – из отростков нейронов и периферических узлов – ганглиев.

К ЦНС относят спинной и головной мозг, к периферической – 12 пар черепно-мозговых нервов, 31 пару спинномозговых нервов и нервные узлы.

Функционально нервную систему делят на соматическую , регулирующую деятельность скелетных мышц и органов чувств и вегетативную (симпатическую, парасимпатическую), регулирующую деятельность внутренних органов, сосудов и желез.