Поразка нервової системи при ендокринній патології. Зв'язок нервової та ендокринної систем Регулююча роль гіпоталамуса
Нервова та ендокринна системи модулюють функції імунної системи за допомогою нейротрансмітерів, нейропептидів та гормонів, а імунна система взаємодіє з нейроендокринною за допомогою цитокінів, імунопептидів та імунотрансмітерів. Існує нейрогормональна регуляція імунної відповіді та функцій імунної системи, опосередкована дією гормонів та нейропептидів безпосередньо на імунокомпетентні клітини або через регуляцію продукції цитокінів (рис. 2). Речовини аксональним транспортом проникають в тканини, що иннервируются, і впливають на процеси імуногенезу, і навпаки, з боку імунної системи надходять сигнали (цитокіни, що виділяються імунокомпетентними клітинами), які прискорюють або уповільнюють аксональний транспорт залежно від хімічної природи фактора, що впливає.
Нервова, ендокринна та імунна системи мають багато спільного у своїй будові. Усі три системи діють узгоджено, доповнюючи та дублюючи одна одну, значно підвищуючи надійність регуляції функцій. Вони тісно взаємопов'язані та мають велику кількість перехресних шляхів. Існує певна паралель між лімфоїдними скупченнями в різних органах та тканинах та гангліями вегетативної нервової системи.
Стрес та імунна система.
Експерименти на тваринах та клінічні спостереження свідчать про те, що стан стресу, деякі психічні розлади призводять до різкого пригнічення практично всіх ланок імунної системи організму.
Більшість лімфоїдних тканин має пряму симпатичну іннервацію як кровоносних судин, що проходять через лімфоїдну тканину, так і безпосередньо самих лімфоцитів. Вегетативна нервова система безпосередньо іннервує паренхіматозні тканини тимусу, селезінки, лімфатичних вузлів, апендикса та кісткового мозку.
Вплив фармакологічними препаратами на постгангліонарні адренергічні системи призводить до модуляції імунної системи. Стрес, навпаки, призводить до десенситизації в-адренорецепторів.
Норадреналін і адреналін діють на адренорецептори - АМФ - протеїнкіназа А пригнічує продукцію прозапальних цитокінів, таких як IL-12, фактор некрозу пухлини б (TNFa), інтерферон г (IFNг) антиген-представляючими клітинами і Т-хелперами , Таких як IL-10 і трансформуючий фактор росту-в (TFRв).
Мал. 2.Два механізми втручання імунних процесів у діяльність нервової та ендокринної систем: А - глюкокортикоїдний зворотний зв'язок, гальмування синтезу інтерлейкіну-1 та інших лімфокінів, Б - аутоантитіла до гормонів та їх рецепторів. Тх – Т-хелпер, МФ – макрофаг
Разом з тим, за певних умов катехоламіни здатні обмежити місцеву імунну реакцію шляхом індукції утворення IL-1, TNFa та IL-8, забезпечуючи захист організму від шкідливої дії прозапальних цитокінів та інших продуктів активованих макрофагів. При взаємодії симпатичної нервової системи з макрофагами нейропептид Y виступає як співпередавач сигналу з норадреналіну на макрофаги. Блокуючи a-адренорептори, він підтримує стимулюючий ефект ендо-генного норадреналіну через адренорецептори.
Опіоїдні пептиди- одні з посередників між ЦНС та імунною системою. Вони здатні впливати на всі імунологічні процеси. У зв'язку з цим було зроблено припущення, що опіоїдні пептиди модулюють опосередковано секрецію гормонів гіпофіза і таким чином впливають на імунну систему.
Нейротрансмітери та імунна система.
Однак взаємини між нервовою та імунною системами не обмежуються регулюючим впливом першої на другу. В останні роки накопичилася достатня кількість даних про синтез та секрецію нейротрансмітерів клітинами імунної системи.
Т-лімфоцити периферичної крові людини містять L-дофа та норадреналін, а В-клітини – лише L-дофа.
Лімфоцити in vitro здатні синтезувати норадреналін як з L-тирозину, так і L-дофу, доданих у культуральне середовище в концентраціях, що відповідають вмісту у венозній крові (5-10 -5 і 10 -8 моль відповідно), тоді як D- Дофа не впливає на внутрішньоклітинний вміст норадреналіну. Отже, Т-лімфоцити людини здатні синтезувати катехоламіни з їхніх нормальних попередників у фізіологічних концентраціях.
Співвідношення норадреналін/адреналін у лімфоцитах периферичної крові аналогічне такому у плазмі. Існує виразний кореляційний зв'язок між кількістю норадреналіну та адреналіну в лімфоцитах, з одного боку, та циклічною АМФ у них – з іншого, як у нормі, так і при стимуляції ізопротеренолом.
Вилочкова залоза (тимус).
Вилочковій залозі відводять важливе місце у взаємодії імунної системи з нервовою та ендокринною. На користь такого висновку наводять низку аргументів:
Недостатність тимусу як уповільнює формування імунної системи, а й призводить до порушення ембріонального розвитку передньої частки гіпофіза;
Зв'язування гормонів, синтезованих в ацидофільних клітинах гіпофіза, з рецепторами епітеліальних клітин тимусу (thymus epithelial cells - TECs) збільшує звільнення ними in vitro тимічних пептидів;
Підвищення в крові концентрації глюкокортикоїдів при стресі викликає атрофію кори тимусу завдяки подвоєнню тимоцитів, що зазнають апоптозу;
Паренхіма тимусу іннервується гілочками вегетативної нервової системи; дія ацетилхоліну на ацетилхолінові рецептори епітеліальних клітин тимусу збільшує білково-синтетичну активність, пов'язану з утворенням тимічних гормонів.
Білки тимусу являють собою гетерогенне сімейство поліпептидних гормонів, що не тільки надають регуляторну дію як на імунну, так і на ендокринну системи, але і знаходяться під контролем гіпоталамо-гіпофізарно-надниркової системи та інших залоз внутрішньої секреції. Так, утворення вилочкової залози тимуліну регулює ряд гормонів, включаючи пролактин, гормон росту та тиреоїдні гормони. У свою чергу, виділені з тимусу білки регулюють секрецію гормонів гіпоталамо-гіпофізарно-надниркової системи і можуть безпосередньо впливати на залози-мішені цієї системи та тканини гонад.
Регулювання імунної системи.
Гіпоталамо-гіпофізарно-наднирникова система – потужний механізм регуляції імунної системи. Кортикотропін-рилізинг - фактор, АКТГ, б-меланоцитостимулюючий гормон, в-ендорфін - імуномодулятори, що впливають як прямо на лімфоїдні клітини, так і через імунорегулюючі гормони (глюкокортикоїди) та нервову систему.
Імунна система посилає сигнали нейроендокринної системи через цитокіни, концентрація яких у крові досягає значних величин при імунних (запальних) реакціях. IL-1, IL-6 і TNFa - основні цитокіни, що викликають глибокі нейроендокринні та метаболічні зміни у багатьох органах та тканинах.
Кортикотропін-рилізинг-фактор виступає як основний координатор реакцій і відповідальний за активацію АКТГ-адреналової осі, підвищення температури та реакції ЦНС, що визначають симпатичні ефекти. Збільшення секреції АКТГ веде до підвищення продукції глюкокортикоїдів та a-меланоцитостимулюючого гормону – антагоністів цитокінів та антипіретичних гормонів. Реакція симпатоадреналової системи пов'язана із накопиченням катехоламінів у тканинах.
Імунна та ендокринна системи перехресно взаємодіють, використовуючи подібні або тотожні ліганди та рецептори. Так, цитокіни та гормони тимусу модулюють функцію системи гіпоталамус-гіпофіз.
* Інтерлейкін (IL-l) безпосередньо регулює продукцію кортикотропін-рилізинг-фактора. Тимулін через адреногломерулотропін та активність гіпоталамічних нейронів та клітин гіпофіза підвищує продукцію лютеїнізуючого гормону.
* Пролактин, впливаючи на рецептори лімфоцитів, активує синтез та секрецію клітинами цитокінів. Він діє на нормальні кілери та індукує їх диференціювання в пролактинактивовані клітини-кілери.
* Пролактин і гормон росту стимулюють лейкопоезу, (у тому числі лімфопоез).
Клітини гіпоталамуса і гіпофіза можуть продукувати цитокіни, такі як IL-1, IL-2, IL-6, г-інтерферон, трансформаторний паростковий фактор та інші. Відповідно, гормони, включаючи гормон росту, пролактин, лютеїнізуючий гормон, окситоцин, вазопрес - син та соматостатин утворюються у вилочковій залозі. Рецептори до різних цитокінів та гормонів виявлені як у тимусі, так і в осі гіпоталамус-гіпофіз.
Можлива спільність регуляторних механізмів ЦНС, нейроендокринної та імунологічної систем висувають новий аспект гомеостатичного контролю багатьох патологічних станів (рис. 3, 4). У підтримці гомеостазу під час впливу організм різних екстремальних чинників все три системи діють як єдине ціле, доповнюючи одне одного. Але, залежно від природи впливу, у регуляції адаптивних та компенсаторних реакцій провідною стає одна з них.
Мал. 3. Взаємодія нервової, ендокринної та імунної систем у регуляції фізіологічних функцій організму
Багато функцій імунної системи забезпечені дублюючими механізмами, із чим пов'язані додаткові резервні можливості захисту організму. Захисна функція фагоцитозу дублюється гранулоцитами та моноцитами/макрофагами. Здатність посилювати фагоцитоз мають антитіла, система комплементу і цитокін г-інтерферон.
Цитотоксична дія проти клітин-мішеней, інфікованих вірусом або злоякісно трансформованих, дублюють природні кілери та цитотоксичні Т-лімфоцити (рис. 5). У противірусному та протипухлинному імунітеті захисними клітинами-ефекторами можуть служити або природні кілери, або цитотоксичні Т-лімфоцити.
Мал. 4.Взаємодія системи імунітету та регуляторних механізмів з факторами навколишнього середовища в умовах екстремальних впливів
Мал. 5.Дублювання функцій в імунній системі забезпечує її резервні можливості
При розвитку запалення кілька цитокінів-синергістів дублюють функції один одного, що дозволило об'єднати їх у групу прозапальних цитокінів (інтерлейкіни 1, 6, 8, 12 та TNFa). У завершальній стадії запалення беруть участь інші цитокіни, що дублюють ефекти один одного. Вони служать антагоністами прозапальних цитокінів і називаються протизапальними (інтерлейкіни 4, 10, 13 і трансформуючий ростовий фактор-в). Цитокіни, що продукуються Th2 (інтерлейкіни 4, 10, 13, трансформуючий ростовий фактор-в), антагоністичні по відношенню до цитокінів, продукованих ТИ (г-інтерферону, TNFa).
Онтогенетичні зміни імунної системи
У процесах онтогенезу імунна система зазнає поступового розвитку та дозрівання: порівняно повільне в ембріональний період, воно різко прискорюється після народження дитини у зв'язку з надходженням в організм великої кількості чужорідних антигенів. Проте більшість захисних механізмів несе риси незрілості протягом усього періоду дитинства. Нейрогормональне регулювання функцій імунної системи починає виразно виявлятися в пубертатний період. У зрілому віці імунна система характеризується найбільшою здатністю до адаптації при попаданні людини у змінені та несприятливі умови довкілля. Старіння організму супроводжується різними проявами набутої недостатності імунної системи.
Нейрони - це будівельні блоки для людської системи повідомлень, існують цілі мережі нейронів, які передають сигнали між мозком і тілом. Ці організовані мережі, що включають більше трильйона нейронів, створюють так звану нервову систему. Вона складається з двох частин: центральної нервової системи (головний та спинний мозок) та периферичної (нерви та нервові мережі по всьому тілу)
Ендокринна системачастина системи передачі по тілу. Використовує розташовані по всьому тілу залози, які регулюють безліч процесів, таких як обмін речовин, травлення, кров'яний тиск та зростання. Серед найважливіших ендокринних залоз можна відзначити шишкоподібну залозу, гіпоталамус, гіпофіз, щитовидну залозу, яєчники та тестикули.
Центральна нервова система(ЦНС) складається з головного мозку та спинного.
Периферична нервова система(ПНР) складається з нервів, що поширюються далі центральної нервової системи. ПНР може бути додатково розділена на дві різні нервові системи: соматичнуі вегетативну.
Соматична нервова система: Соматична нервова система передає фізичні відчуття та команди до рухів та дій
Вегетативна нервова система: Вегетативна нервова система контролює мимовільні функції, наприклад серцебиття, дихання, травлення та кров'яний тиск. Ця система також пов'язана з емоційними реакціями, такими як потовиділення та плач.
10. Нижча та вища нервова діяльність.
Нижча нервова діяльність (ННД) -спрямована у внутрішнє середовище організму. Це сукупність нейрофізіологічних процесів, які забезпечують здійснення безумовних рефлексів та інстинктів. Це діяльність спинного мозку і стовбура головного мозку, що забезпечує регуляцію діяльності внутрішніх органів та їх взаємозв'язок, завдяки чому організм функціонує як єдине ціле.
Вища нервова діяльність (ВНД) -спрямована на зовнішнє середовище. Це сукупність нейрофізіологічних процесів, що забезпечують свідому та підсвідому переробку інформації, засвоєння інформації, пристосовну поведінку до навколишнього середовища та навчання в онтогенезі всіх видів діяльності, у тому числі цілеспрямованої поведінки у суспільстві.
11. Фізіологія адаптації та стресу.
Адаптаційний синдром:
Перша називається стадією тривоги. Ця стадія пов'язані з мобілізацією захисних механізмів організму, підвищенням рівня адреналіну у крові.
Наступна стадія називається стадією опору чи резистентності. Цю стадію вирізняє максимально високий рівень опірності організму до дії шкідливих чинників, що відбиває можливості підтримати стан гомеостазу.
Якщо вплив стресора триватиме, то результаті “енергія адаптації”, тобто. адаптивні механізми, що у підтримці стадії резистентності, вичерпають себе. Тоді організм входить у фінальну стадію - стадію виснаження, коли під загрозою може бути виживання організму.
Організм людини справляється зі стресом такими способами:
1. Стресори аналізуються у вищих відділах кори головного мозку, після чого певні сигнали надходять до м'язів, відповідальних за рухи, готуючи організм до відповіді стресор.
2. Стресор впливає і вегетативну нервову систему. Почастішає пульс, підвищується тиск, зростає рівень еритроцитів і вміст цукру в крові, дихання стає частим і уривчастим. Тим самим збільшується кількість кисню, що надходить до тканин. Людина виявляється готовою до боротьби або втечі.
3. З аналізаторних відділів кори сигнали надходять у гіпоталамус та надниркові залози. Надниркові залози регулюють викид у кров адреналіну, який є загальним швидкодіючим стимулятором.
Двостороння дія нервової та ендокринної систем
Кожна тканина та орган людини функціонують під подвійним контролем: автономної нервової системи та гуморальних факторів, зокрема гормонів. Цей подвійний контроль – основа «надійності» регуляторних впливів, завданням яких є підтримувати певний рівень окремих фізичних та хімічних параметрів внутрішнього середовища.
Ці системи збуджують або гальмують різні фізіологічні функції, щоб звести до мінімуму відхилення цих параметрів усупереч значним коливанням у зовнішньому середовищі. Ця діяльність узгоджується з активністю систем, що забезпечують взаємодію організму з умовами навколишнього середовища, що постійно змінюється.
Органи людини мають велику кількість рецепторів, подразнення яких викликає різні фізіологічні реакції. Водночас до органів підходить багато нервових закінчень від центральної нервової системи. Отже, існує двосторонній зв'язок органів людини з нервовою системою: вони отримують сигнали від центральної нервової системи і, у свою чергу, є джерелом рефлексів, які змінюють їхній стан і організму в цілому.
Ендокринні залози та гормони, які вони виробляють, знаходяться у тісному взаємозв'язку з нервовою системою, утворюючи загальний інтегральний механізм регуляції.
Зв'язок ендокринних залоз з нервовою системою є двонаправленим: залози щільно іннервовані з боку вегетативної нервової системи, а секрет залоз через кров діє на нервові центри.
Зауваження 1
Для підтримки гомеостазу та здійснення основних життєвих функцій еволюційно виникли дві основні системи: нервова та гуморальна, які працюють взаємоузгоджено.
Гуморальна регуляція здійснюється шляхом утворення в ендокринних залозах або групах клітин, що виконують ендокринну функцію (у залозах змішаної секреції), та надходження до циркулюючих рідин біологічно активних речовин - гормонів. Для гормонів характерна дистантна дія та здатність до впливу в дуже низьких концентраціях.
Інтеграція нервової та гуморальної регуляції в організмі особливо яскраво проявляється під час дії стресових факторів.
Клітини тіла людини об'єднані у тканини, а ті, у свою чергу, у системи органів. У цілому нині це представляє єдину надсистему організму. Все величезна кількість клітинних елементів за відсутності в організмі складного механізму регуляції не міг би функціонувати як єдине ціле.
Система залоз внутрішньої секреції та нервова система відіграють особливу роль у регуляції. Саме стан ендокринної регуляції визначає характер всіх процесів, що протікають в нервовій системі.
Приклад 1
Під дією андрогенів та естрогенів формується інстинктивна поведінка, статеві інстинкти. Очевидно, що гуморальна система контролює і нейрони, як і інші клітини нашого організму.
Еволюційно нервова система виникла пізніше, ніж ендокринна. Ці дві системи регуляції доповнюють одна одну, утворюючи єдиний функціональний механізм, який забезпечує високоефективну нейрогуморальну регуляцію, ставлячи її на чолі всіх систем, які узгоджують усі життєві процеси багатоклітинного організму.
Це регулювання сталості внутрішнього середовища в організмі, що відбувається за принципом зворотного зв'язку, не може виконувати всі завдання адаптації організму, але дуже ефективне для підтримки гомеостазу.
Приклад 2
Кора надниркових залоз виробляє стероїдні гормони у відповідь на емоційне збудження, захворювання, голод тощо.
Необхідний зв'язок між нервовою системою та ендокринними залозами, щоб ендокринна система могла реагувати на емоції, світло, запахи, звуки тощо.
Регулююча роль гіпоталамуса
Регулюючий вплив ЦНС на фізіологічну активність залоз здійснюється через гіпоталамус.
Гіпоталамус аферентним шляхом пов'язаний з іншими частинами ЦНС, насамперед зі спинним, довгастим і середнім мозком, таламусом, базальними гангліями (підкіркові утворення, розташовані в білій речовині півкуль великого мозку), гіпокампом (центральною структурою лімбічної системи), окремими полями кори ін. Завдяки цьому гіпоталамус надходить інформація з усього організму; сигнали від екстеро- та інтерорецепторів, які потрапляють до ЦНС через гіпоталамус, передаються ендокринними залозами.
Таким чином, нейросекреторні клітини гіпоталамуса трансформують аферентні нервові стимули у гуморальні фактори з фізіологічною активністю (зокрема у рилізингу – гормони).
Гіпофіз як регулятор біологічних процесів
Гіпофіз отримує сигнали, які сповіщають про все, що відбувається в організмі, але прямого зв'язку із зовнішнім середовищем не має. Але для того, щоб життєдіяльність організму не порушувалася постійно факторами довкілля, має відбуватися пристосування організму до мінливих зовнішніх умов. Про зовнішні впливи організм дізнається отримуючи інформацію від органів чуття, що передають її до центральної нервової системи.
Виконуючи роль верховної залози внутрішньої секреції, гіпофіз сам управляється центральною нервовою системою і, зокрема, гіпоталамусом. Цей вищий вегетативний центр і займається постійною координацією та регуляцією діяльності різних відділів мозку та всіх внутрішніх органів.
Примітка 2
Існування всього організму, сталість його внутрішнього середовища контролюється саме гіпоталамусом: обмін білків, вуглеводів, жирів та мінеральних солей, кількість води у тканинах, тонус судин, частота серцевих скорочень, температура тіла тощо.
Єдина нейроендокринна регуляторна система в організмі утворюється в результаті об'єднання на рівні гіпоталамуса більшості гуморальних та нервових шляхів регуляції.
Аксони від розташованих у корі великих півкуль та підкіркових гангліях нейронів підходять до клітин гіпоталамуса. Вони секретують нейромедіатори, які як активують секреторну активність гіпоталамуса, так і гальмують. Нервові імпульси, що надійшли з мозку, під впливом гіпоталамуса перетворюються на ендокринні стимули, які залежно від гуматальних сигналів, що надходять до гіпоталамусу з залоз і тканин, посилюються або слабшають.
Керівництво гіпоталамусом гіпофіза відбувається з використанням і нервових зв'язків та системи кровоносних судин. Кров, що надходить у передню частку гіпофіза, обов'язково проходить крізь серединне підняття гіпоталамуса, де відбувається її збагачення гіпоталамічними нейрогормонами.
Примітка 3
Нейрогормони мають пептидну природу та є частинами білкових молекул.
Нині визначили сім нейрогормонів - ліберинів («визволителів»), стимулюючих синтез тропних гормонів у гіпофізі. А три нейрогормони навпаки, гальмують їх вироблення – меланостатин, пролактостатин та соматостатин.
Вазопресин та окситоцин також є нейрогормонами. Окситоцин стимулює скорочення гладкої мускулатури матки під час пологів, вироблення молока молочними залозами. За активної участі вазопресину відбувається регуляція транспорту води та солей через клітинні мембрани, зменшується просвіт судин (підвищується кров'яний тиск). За здатність затримувати воду в організмі цей гормон часто називають антидіуретичним гормоном (АДГ). Головна точка застосування АДГ - ниркові канальці, де під його впливом відбувається стимуляція зворотного всмоктування води в кров із первинної сечі.
Нервові клітини ядер гіпоталамуса виробляють нейрогормони, та був власними аксонами транспортують в задню частку гіпофіза, і звідси ці гормони здатні надходити у кров, викликаючи складний впливом геть системи організму.
Проте гіпофіз і гіпоталамус як посилають накази у вигляді гормонів, а й самі здатні осінь точно аналізувати сигнали, які надходять від периферичних ендокринних залоз. Ендокринна система діє за принципом зворотного зв'язку. Якщо заліза внутрішньої секреції виробляє надлишок гормонів, то сповільнюється виділення гіпофізом специфічного гормону, і якщо гормону виробляється недостатньо, посилюється вироблення відповідного тропного гормону гіпофізу.
Примітка 4
У процесі еволюційного розвитку механізм взаємодії гормонів гіпоталамуса, гормонів гіпофіза та залоз внутрішньої секреції відпрацьовано досить надійно. Але якщо відбудеться збій роботи хоча б однієї ланки цього складного ланцюга, відразу виникне порушення співвідношень (кількісних і якісних) у всій системі, що несе різні ендокринні захворювання.
Залежно від характеру іннервації органів та тканин нервову систему ділять на соматичнуі вегетативну. Соматична нервова система регулює довільні рухи скелетної мускулатури та забезпечує чутливість. Вегетативна нервова система координує діяльність внутрішніх органів, залоз, серцево-судинної системи та здійснює іннервацію всіх обмінних процесів у тілі людини. Робота цієї регуляторної системи не підконтрольна свідомості та здійснюється завдяки злагодженій роботі двох її відділів: симпатичного та парасимпатичного. Найчастіше активація цих відділів має протилежний ефект. Симпатичний вплив найяскравіше проявляється у тому випадку, коли організм перебуває у стані стресу чи інтенсивної роботи. Симпатична нервова система – це система тривоги та мобілізації резервів, необхідні захисту організму від впливів довкілля. Вона подає сигнали, які активують діяльність мозку та мобілізують захисні реакції (процес терморегуляції, імунні реакції, механізми зсідання крові). При активації симпатичної нервової системи збільшується частота серцевих скорочень, уповільнюються процеси травлення, збільшується частота дихання та посилюється газообмін, збільшується концентрація глюкози та жирних кислот у крові за рахунок виділення їх печінкою та жировою тканиною (рис.5).
Парасимпатичний відділ вегетативної нервової системи регулює роботу внутрішніх органів у стані спокою, тобто. це система поточного регулювання фізіологічних процесів в організмі. Переважна більшість активності парасимпатичної частини вегетативної нервової системи створює умови для відпочинку та відновлення функцій організму. При її активації знижується частота та сила серцевих скорочень, стимулюються процеси травлення, зменшується просвіт дихальних шляхів (рис.5). Усі внутрішні органи іннервуються як симпатичним, і парасимпатическим відділами автономної нервової системи. Шкіра та опорно-руховий апарат має лише симпатичну іннервацію.
Рис.5. Регуляція різних фізіологічних процесів людського організму під дією симпатичного та парасимпатичного відділів вегетативної нервової системи
Вегетативна нервова система має сенсорний (чутливий) компонент, представлений рецепторами (чутливим пристроями), що знаходяться у внутрішніх органах. Ці рецептори сприймають показники стану внутрішнього середовища організму (наприклад, концентрацію вуглекислого газу, тиск, концентрацію поживних речовин у кровоносному руслі) і передають цю інформацію по доцентрових нервових волокнах в центральну нервову систему, де ця інформація обробляється. У відповідь на отриману інформацію від центральної нервової системи відцентровими нервовими волокнами передаються сигнали до відповідних робочих органів, що беруть участь у підтримці гомеостазу.
Ендокринна система також здійснює регуляцію діяльності тканин та внутрішніх органів. Ця регуляція називається гуморальною та здійснюється за допомогою спеціальних речовин (гормонів), які виділяються ендокринними залозами в кров або тканинну рідину. Гормони –це спеціальні регулюючі речовини, що виробляються в одних тканинах організму, що транспортуються зі струмом крові до різних органів і впливають на їхню роботу. У той час як сигнали (нервові імпульси), що забезпечують нервову регуляцію, поширюються з великою швидкістю і для здійснення відповіді з боку вегетативної нервової системи потрібні частки секунди, гуморальна регуляція здійснюється набагато повільніше, і під її контролем знаходяться ті процеси нашого організму, які вимагають для регуляції хвилини. та годинник. Гормони є сильнодіючими речовинами та викликають свій ефект у дуже малих кількостях. Кожен гормон впливає на певні органи та системи органів, які називаються органами-мішенями. Клітини органів мішеней мають специфічні білки-рецептори, які вибірково взаємодіють зі специфічними гормонами. Утворення комплексу гормону з білком-рецептором включає цілу низку біохімічних реакцій, що зумовлюють фізіологічну дію даного гормону. Концентрація більшості гормонів може змінюватися у великих межах, що забезпечує підтримку сталості багатьох фізіологічних параметрів при потребах організму людини, що постійно змінюються. Нервова і гуморальна регуляція в організмі тісно взаємопов'язані і узгоджені, що забезпечує його пристосованість в умовах постійного середовища.
Провідну роль гуморальної функціональної регуляції людського організму грають гормони гіпофіза та гіпоталамуса.Гіпофіз (нижній мозковий придаток) - це відділ головного мозку, що відноситься до проміжного мозку, він прикріплений спеціальною ніжкою до іншого відділу проміжного мозку, гіпоталамусу,і знаходиться з ним у тісному функціональному зв'язку. Гіпофіз складається з трьох частин: передньої, середньої та задньої (рис.6). Гіпоталамус є основним регулюючим центром вегетативної нервової системи, крім того, цей відділ мозку містить спеціальні нейросекреторні клітини, що поєднують властивості нервової клітини (нейрону) та секреторної клітини, що синтезує гормони. Однак у самому гіпоталамусі ці гормони в кров не виділяються, а надходять у гіпофіз, у його задню частку. нейрогіпофіз)де і виводяться в кров. Один із цих гормонів, антидіуретичний гормон(АДГабо вазопресин), переважно впливає на нирки та стінки кровоносних судин. Збільшення синтезу цього гормону відбувається при значних крововтратах та інших випадках втрати рідини. Під впливом цього гормону зменшується втрата рідини організмом, ще, як та інші гормони, АДГ впливає і функції мозку. Він є природним стимулятором навчання та пам'яті. Недолік синтезу цього гормону в організмі призводить до захворювання, що називається нецукровим діабетом,при якому різко збільшується обсяг сечі, що виділяється хворими (до 20 л на добу). Інший гормон, що виділяється в кров у задній частині гіпофіза, називається окситоцином.Мішенню для цього гормону є гладкі м'язи матки, м'язові клітини, що оточують протоки молочних залоз та сім'яників. Підвищення синтезу цього гормону спостерігається наприкінці вагітності і абсолютно необхідне перебігу пологів. Окситоцин погіршує навчання та пам'ять. Передня частка гіпофіза ( аденогіпофіз) є ендокринною залозою і виділяє в кров ряд гормонів, що регулюють функції інших ендокринних залоз (щитовидної залози, надниркових залоз, статевих залоз) і називаються тропними гормонами. Наприклад, аденокортикотропний гормон (АКТГ)впливає на кору надниркових залоз і під його впливом у кров викидається ціла низка стероїдних гормонів. Тиреотропний гормонстимулює роботи щитовидної залози Соматотропний гормон(або гормон росту) впливає на кістки, м'язи, сухожилля, внутрішні органи, стимулюючи їх зростання. У нейросекреторних клітинах гіпоталамуса синтезуються особливі чинники, що впливають роботу передньої частки гіпофіза. Частина цих факторів називаються ліберинами, вони стимулюють секрецію гормонів клітинами аденогіпофізу Інші фактори, статини,гальмують секрецію відповідних гормонів. Активність нейросекреторних клітин гіпоталамуса змінюється під дією нервових імпульсів, що надходять від периферичних рецепторів та інших відділів мозку. Таким чином, зв'язок між нервовою та гуморальною системами в першу чергу здійснюється на рівні гіпоталамуса.
Рис.6. Схема головного мозку (а), гіпоталамуса та гіпофіза (б):
1 – гіпоталамус; 2 – гіпофіз; 3 – довгастий мозок; 4 та 5 – нейросекреторні клітини гіпоталамуса; 6 – ніжка гіпофіза; 7 та 12 – відростки (аксони) нейросекреторних клітин;
8 – задня частка гіпофіза (нейрогіпофіз), 9 – проміжна частка гіпофіза, 10 – передня частка гіпофіха (аденогіпофіз), 11 – серединне підвищення ніжки гіпофіза.
Крім гіпоталамо-гіпофізарної системи, до ендокринних залоз відносяться щитовидна і паращитовидні залози, кора і мозковий шар надниркових залоз, острівцеві клітини підшлункової залози, секреторні клітини кишечника, статеві залози, деякі клітини серця.
Щитовидна залоза- Це єдиний орган людини, який здатний активно поглинати йод і включати його в біологічно активні молекули, тиреоїдні гормони. Ці гормони впливають практично на всі клітини організму людини, основні їх ефекти пов'язані з регуляцією процесів росту та розвитку, а також обмінних процесів в організмі. Гормони щитовидної залози стимулюють зростання та розвитку всіх систем організму, а особливо нервової системи. При недостатньому функціонуванні щитовидної залози у дорослих розвивається захворювання, яке називається мікседема.Її симптомами є зниження обміну речовин і порушення функцій нервової системи: уповільнюється реакція на подразники, підвищується стомлюваність, падає температура тіла, розвиваються набряки, страждає на шлунково-кишковий тракт та ін. Зниження рівня тиреоїдів у новонароджених супроводжується більш важкими наслідками і призводить до кретинізму, затримка розумового розвитку до повної ідіотії. Раніше мікседема та кретинізм часто зустрічалися в гірських районах, де у льодовиковій воді мало йоду. Нині цю проблему легко вирішують додаванням натрієвої солі йоду в кухонну сіль. Посилення функціонування щитовидної залози призводить до порушення, яке називається базедовою хворобою. У таких хворих підвищується основний обмін, порушується сон, підвищується температура, частішає дихання та серцебиття. У багатьох хворих виникає витрішкуватість, іноді утворюється зоб.
Надниркові залози– парні залози, що розташовані на полюсах нирок. У кожному наднирнику виділяють два шари: кірковий та мозковий. Ці шари зовсім різні за своїм походженням. Зовнішній кірковий шар розвивається із середнього зародкового листка (мезодерми), мозковий шар є видозміненим вузлом вегетативної нервової системи. У корі наднирників виробляються кортикостероїдні гормони (кортикоїди). Ці гормони мають широкий спектр дії: впливають на водно-сольовий обмін, жировий та вуглеводний обміни, на імунні властивості організму, пригнічують запальні реакції. Один з основних кортикоїдів, кортизол, необхідний створення реакції на сильні подразники, що призводять до розвитку стресу. Стресможна визначити як загрозливу ситуацію, що розвивається під впливом болю, крововтрати, страху. Кортизол перешкоджає крововтраті, звужує дрібні артеріальні судини, посилює скорочувальну здатність серцевого м'яза. При руйнуванні клітин кори надниркових залоз розвивається Аддісонова хвороба. У хворих спостерігається бронзовий відтінок шкіри на деяких ділянках тіла, розвивається м'язова слабкість, зниження маси тіла, страждає на пам'ять і розумові здібності. Раніше найбільш поширеною причиною виникнення Аддісонової хвороби був туберкульоз, в даний час це аутоімунні реакції (помилкове вироблення антитіл до своїх власних молекул).
У мозковій речовині надниркових залоз синтезуються гормони: адреналіні норадреналін. Мішенями цих гормонів є всі тканини організму. Адреналін і норадреналін покликані мобілізувати всі сили людини у разі ситуації, яка потребує великої фізичної чи розумової напруги, при травмі, інфекції, переляку. Під їх впливом збільшується частота та сила серцевих скорочень, підвищується кров'яний тиск, частішає дихання та розширюються бронхи, підвищується збудливість структур головного мозку.
Підшлункова залозає залозою змішаного типу, вона виконує як травні (вироблення панкріотичного соку), так і ендокринні функції. Вона виробляє гормони, що регулюють вуглеводний обмін в організмі. Гормон інсулінстимулює надходження глюкози та амінокислот з крові в клітини різних тканин, а також утворення в печінці з глюкози основного запасного полісахариду нашого організму, глікогену. Інший гормон підшлункової залози, глюкогонЗа своїми біологічними ефектами є антагоністом інсуліну, підвищуючи вміст глюкози в крові. Глюкогон стимулює розпад глікогену у печінці. При нестачі інсуліну розвивається цукровий діабет,Глюкоза, що надійшла з їжею, не поглинається тканинами, накопичується в крові і виводиться з організму з сечею, у той час як тканинам катастрофічно не вистачає глюкози. Особливо сильно страждає нервова тканина: порушується чутливість периферичних нервів, виникає відчуття тяжкості кінцівок, можливі судоми. У важких випадках може виникати діабетична кома та смерть.
Нервова і гуморальна системи, працюючи спільно, збуджують або загальмовують різні фізіологічні функції, що зводить до мінімуму відхилення окремих параметрів внутрішнього середовища. Відносна сталість внутрішнього середовища забезпечується у людини шляхом регуляції діяльності серцево-судинної, дихальної, травної, видільної систем, потових залоз. Регуляторні механізми забезпечують сталість хімічного складу, осмотичного тиску, числа формених елементів крові тощо. Досить досконалі механізми забезпечують підтримку постійної температури тіла людини (терморегуляцію).
РОЗДІЛ 1. ВЗАЄМОДІЯ НЕРВОВОЇ ТА ЕНДОКРИННОЇ СИСТЕМИ
Тіло людини складається з клітин, що з'єднуються в тканині та системи - все це в цілому є єдиною надсистемою організму. Міріади клітинних елементів не змогли працювати як єдине ціле, якби в організмі не існував складний механізм регуляції. Особливу роль у регуляції грає нервова система та система ендокринних залоз. Характер процесів, які у центральної нервової системі, багато в чому визначається станом ендокринної регуляції. Так андрогени та естрогени формують статевий інстинкт, багато поведінкових реакцій. Вочевидь, що нейрони, як і інші клітини нашого організму, перебувають під контролем гуморальної системи регуляції. Нервова система, еволюційно пізніша, має як управляючі, і підлеглі зв'язку з ендокринної системою. Ці дві регуляторні системи доповнюють одна одну, утворюють функціонально єдиний механізм, що забезпечує високу ефективність нейрогуморальної регуляції, ставить її на чолі систем, що узгоджують усі процеси життєдіяльності у багатоклітинному організмі. Регуляція сталості внутрішнього середовища організму, що відбувається за принципом зворотного зв'язку, дуже ефективна підтримки гомеостазу, проте може виконувати завдання адаптації організму. Наприклад, кора надниркових залоз продукує стероїдні гормони у відповідь на голод, хворобу, емоційне збудження тощо. Щоб ендокринна система могла «відповідати» світ, звуки, запахи, емоції тощо. має існувати зв'язок між ендокринними залозами та нервовою системою.
1.1 Коротка характеристика системи
Автономна нервова система пронизує все наше тіло подібно до найтоншого павутиння. У неї є дві гілки: збудження та гальмування. Симпатична нервова система – це збуджуюча частина, вона призводить до стану готовності зіткнутися з викликом чи небезпекою. Нервові закінчення виділяють медіатори, що стимулюють надниркові залози до виділення сильних гормонів - адреналіну і норадреналіну. Вони своєю чергою підвищують частоту серцевих скорочень і частоту дихання, і діють процес травлення у вигляді виділення кислоти в шлунку. При цьому виникає відчуття під ложечкою. Парасимпатичні нервові закінчення виділяють інші медіатори, що знижують пульс та частоту дихання. Парасимпатичні реакції - це розслаблення та відновлення балансу.
Ендокринна система організму людини поєднує невеликі за величиною і різні за своєю будовою та функціями залози внутрішньої секреції, що входять до складу ендокринної системи. Це гіпофіз з його незалежно функціонуючими передньою та задньою частинами, статеві залози, щитовидна та паращитовидні залози, кора та мозковий шар надниркових залоз, острівцеві клітини підшлункової залози та секреторні клітини, що вистилають кишечник. Всі разом узяті вони важать не більше 100 грамів, а кількість гормонів, що виробляються ними, може обчислюватися мільярдними частками грама. І, тим щонайменше, сфера впливу гормонів винятково велика. Вони мають прямий вплив на зростання та розвиток організму, на всі види обміну речовин, на статеве дозрівання. Між залозами внутрішньої секреції немає прямих анатомічних зв'язків, але є взаємозалежність функцій однієї залози з інших. Ендокринну систему здорової людини можна порівняти з добре зіграним оркестром, у якому кожна заліза впевнено та тонко веде свою партію. На ролі диригента виступає головна верховна залоза внутрішньої секреції – гіпофіз. Передня частка гіпофіза виділяє в кров шість тропних гормонів: соматотропний, адренокортикотропний, тиреотропний, пролактин, фолікулостимулюючий та лютеїнізуючий – вони спрямовують та регулюють діяльність інших залоз внутрішньої секреції.
1.2 Взаємодія ендокринної та нервової системи
Гіпофіз може отримувати сигнали, що сповіщають про те, що відбувається в тілі, але він не має прямого зв'язку із зовнішнім середовищем. Тим часом, для того, щоб фактори зовнішнього середовища постійно не порушували життєдіяльність організму, має здійснитися пристосування тіла до зовнішніх умов, що змінюються. Про зовнішні впливи організм дізнається через органи почуттів, які передають отриману інформацію до центральної нервової системи. Будучи верховною залозою ендокринної системи, гіпофіз сам підпорядковується центральній нервовій системі та зокрема гіпоталамусу. Цей вищий вегетативний центр постійно координує, регулює діяльність різних відділів мозку, всіх внутрішніх органів. Частота серцевих скорочень, тонус кровоносних судин, температура тіла, кількість води в крові та тканинах, накопичення або витрата білків, жирів, вуглеводів, мінеральних солей – словом існування нашого організму, сталість його внутрішнього середовища знаходиться під контролем гіпоталамуса. Більшість нервових та гуморальних шляхів регуляції сходяться на рівні гіпоталамуса і завдяки цьому в організмі утворюється єдина нейроендокринна регуляторна система. До клітин гіпоталамуса підходять аксони нейронів, розташованих у корі великих півкуль та підкіркових утвореннях. Ці аксони секретують різні нейромедіатори, що надають на секреторну активність гіпоталамуса як активуючий, так і гальмівний вплив. нервові імпульси, що надходять з мозку, гіпоталамус «перетворює» в ендокринні стимули, які можуть бути посилені або ослаблені в залежності від гуморальних сигналів, що надходять в гіпоталамус від залоз і тканин підлеглих йому.
Гіпоталамус керує гіпофізом, використовуючи і нервові зв'язки та систему кровоносних судин. Кров, яка надходить у передню частку гіпофіза, обов'язково проходить через середнє підвищення гіпоталамуса і збагачується там гіпоталамічними нейрогормонами. Нейрогормони - це речовини пептидної природи, які є частиною білкових молекул. На цей час виявлено сім нейрогормонів, про ліберинів (тобто визволителів), які стимулюють у гіпофізі синтез тропних гормонів. А три нейрогормони - пролактостатин, меланостатин і соматостатин, - навпаки, гальмують їх вироблення. До нейрогормонів відносять також вазопресин та окситоцин. Окситоцин стимулює скорочення гладкої мускулатури матки під час пологів, вироблення молока молочними залозами. Вазопресин бере активну участь у регуляції транспорту води та солей через клітинні мембрани, під його впливом зменшується просвіт кровоносних судин і, отже, підвищується тиск крові. За те, що цей гормон має здатність затримувати воду в організмі, його часто називають антидіуретичним гормоном (АДГ). Головною точкою застосування АДГ є ниркові канальці, де стимулює зворотне всмоктування води з первинної сечі в кров. Продукують нейрогормони нервові клітини ядер гіпоталамуса, а потім власними аксонами (нервовими відростками) транспортують у задню частку гіпофіза, і вже звідси ці гормони надходять у кров, надаючи складний вплив на системи організму.
Тропіни які у гіпофізі як регулюють діяльність підлеглих залоз, а й виконують самостійні ендокринні функції. Наприклад, пролактин має лактогенну дію, а також гальмує процеси диференціювання клітин, підвищує чутливість статевих залоз до гонадотропінів, стимулює батьківський інстинкт. Кортикотропін є не тільки стимулятором стердогенезу, але й активатором ліполізу в жировій тканині, а також найважливішим учасником процесу перетворення в мозку короткочасної пам'яті на довготривалу. Гормон зростання може стимулювати активність імунної системи, обмін ліпідів, цукрів тощо. Також деякі гормони гіпоталамуса та гіпофіза можуть утворюватися не лише у цих тканинах. Наприклад, соматостатин (гормон гіпоталамуса, що інгібує утворення та секрецію гормону росту) виявлений також у підшлунковій залозі, де він пригнічує секрецію інсуліну та глюкагону. Деякі речовини діють у обох системах; вони можуть бути і гормонами (тобто продуктами ендокринних залоз) та медіаторами (продуктами певних нейронів). Таку двояку роль виконують норадреналін, соматостатин, вазопресин та окситоцин, а також передавачі дифузної нервової системи кишечника, наприклад холецистокінін та вазоактивний кишковий поліпептид.
Однак не слід думати, що гіпоталамус і гіпофіз лише віддають накази, спускаючи по ланцюжку «керівні» гормони. Вони й самі чуйно аналізують сигнали, що з периферії, від залоз внутрішньої секреції. Діяльність ендокринної системи складає основі універсального принципу зворотний зв'язок. Надлишок гормонів тієї чи іншої залози внутрішньої секреції гальмує виділення специфічного гормону гіпофіза, відповідального за роботу даної залози, а недолік спонукає гіпофіз посилити вироблення відповідного потрійного гормону. Механізм взаємодії між нейрогормонами гіпоталамуса, потрійними гормонами гіпофіза та гормонами периферичних залоз внутрішньої секреції у здоровому організмі відпрацьований тривалим еволюційним розвитком і дуже надійний. Однак достатньо збою в одній ланці цього складного ланцюга, щоб відбулося порушення кількісних, а часом і якісних співвідношень у цілій системі, що тягне за собою різні ендокринні захворювання.
РОЗДІЛ 2. ОСНОВНІ ФУНКЦІЇ ТАЛАМУСУ
2.1 Коротка анатомія
Основну масу проміжного мозку (20г) становить таламус. Парний орган яйцеподібної форми, передня частина якого загострена (передній горбок), а задня розширена (подушка) нависає над колінчастими тілами. Лівий і правий таламуса з'єднані міжталамічною спайкою. Сіра речовина таламуса розділена пластинками білої речовини на передню, медіальну та латеральну частини. Говорячи про таламус, включають також метаталамус (колінчасті тіла), що належить до таламічної області. Таламус найбільше розвинений у людини. Таламус (thalamus), зоровий бугор - ядерний комплекс, в якому відбувається обробка та інтеграція практично всіх сигналів, що йдуть в кору великого мозку від спинного, середнього мозку, мозочка, базальних гангліїв головного мозку.
