§ 20. Управляющие вещества

Определения и обозначения

Гормон — биологически активное вещество, которое вырабатывают некоторые клетки или железы и которое влияет на работу организма. Такие вещества служат химическими сигналами: они меняют активность клеток, а не передают электрический импульс по нерву. Благодаря гормонам организм регулирует, например, обмен веществ и рост. Слово «гормон» обозначает вещество, а не сам сигнал нервной системы.

Железа внутренней секреции — орган, который выделяет гормоны непосредственно в кровь. У него нет выводного протока, по которому секрет мог бы поступать на поверхность тела или в полость другого органа. Такое устройство позволяет гормонам сразу попадать в кровоток и разноситься по организму. Поэтому железу называют эндокринной: её секрет поступает во внутреннюю среду тела.

Эндокринная система — совокупность желёз внутренней секреции и клеток, вырабатывающих гормоны и участвующих в регуляции организма. Разные железы выделяют разные вещества, но их влияние на процессы в теле согласуется. Благодаря совместной работе эндокринной системы регулируются рост, развитие и обмен веществ. Это помогает организму приспосабливаться к меняющимся условиям.

Орган-мишень — орган или группа клеток, на которые действует конкретный гормон. Клетки-мишени способны распознать его и ответить изменением своей работы, тогда как другие клетки могут не реагировать. Поэтому гормон, оказавшийся в крови, не обязательно влияет на каждый орган. Понятие «мишень» помогает объяснить избирательность действия гормонов.

Как это устроено

Железа выделяет гормон в кровь, а кровоток переносит его по сосудам к разным частям тела. Такой путь удобен потому, что кровь проходит через множество органов и может доставить вещество даже далеко от места его образования. Гормон не должен иметь отдельный проток до каждого органа. Когда он достигает клеток, ответ возникает только там, где есть способность распознать этот гормон.

Гормональная реакция обычно развивается медленнее нервной, потому что веществу нужно попасть в кровь, пройти по сосудам и достичь клеток-мишеней. Нервный сигнал передаётся по нервным клеткам напрямую и потому часто вызывает быстрый ответ. При этом гормон может некоторое время оставаться в крови и влиять на работу клеток дольше. Так организм получает не только быстрые команды, но и более продолжительное регулирование.

Гормоны влияют на рост, обмен веществ и развитие, потому что меняют активность клеток и органов. Например, гормоны щитовидной железы участвуют в регулировании обмена веществ, а гормон роста влияет на увеличение тела. Другие гормоны помогают управлять работой органов и поддерживать необходимые условия внутри организма. Благодаря этому различные процессы согласуются, а не происходят каждый сам по себе.

Нервная и гормональная регуляция связаны: нервная система может влиять на выделение гормонов, а гормоны способны менять деятельность органов и нервной системы. При испуге нервные сигналы помогают быстро запустить реакцию, а гормоны надпочечников поддерживают её. Такой совместный ответ эффективнее, чем работа только одной системы. Нервная регуляция часто обеспечивает скорость, а гормональная — более длительное влияние.

Выработка одного гормона может отражаться на нескольких процессах, потому что его мишени находятся в разных органах. Если гормона становится слишком мало или слишком много, клетки получают недостаточный либо чрезмерный сигнал. В результате могут измениться сразу несколько сторон работы организма, например обмен веществ и рост. Поэтому состояние желёз важно для поддержания согласованной деятельности тела.

Железы внутренней секреции и их гормоны

Таблица показывает примеры гормонов, но не перечисляет все вещества, которые вырабатывает каждая железа. Поджелудочная железа также выделяет пищеварительный сок по протоку, однако её клетки, вырабатывающие гормоны, выделяют их в кровь. Сравнивая строки, можно увидеть, что разные железы участвуют в регулировании разных процессов.

Разбор задач

Задача 1. Ученик испугался, и его сердце стало биться быстрее. Определите, какой способ регуляции участвует в реакции. Нужно учесть, что испуг вызывает быструю реакцию, но в ней могут участвовать не только нервы. Проследим, какие управляющие сигналы помогают организму подготовиться к действию.

1. Сначала нервная система распознаёт ситуацию и быстро передаёт сигнал.
2. Затем надпочечники выделяют в кровь адреналин, который помогает организму отвечать на испуг.
3. Адреналин переносится кровью и влияет на органы, в том числе на работу сердца.

Ответ. В реакции участвуют нервная и гормональная регуляция. Учащение сердцебиения связано в том числе с действием адреналина надпочечников. Если требуется назвать именно гормональный способ, укажите действие адреналина.

Задача 2. При недостатке гормона щитовидной железы у человека изменился обмен веществ. Объясните связь между железой, гормоном и проявлением. Здесь важно не перепутать место образования гормона с местом, где проявляется его действие. Свяжем эти звенья по порядку.

1. Щитовидная железа вырабатывает гормоны, в том числе тироксин.
2. Гормон поступает в кровь и переносится к органам и клеткам-мишеням.
3. Тироксин влияет на обмен веществ, поэтому недостаток гормона может изменить его интенсивность.

Ответ. Щитовидная железа вырабатывает гормон, который кровь доставляет к клеткам-мишеням. Если гормона недостаточно, его регулирующее влияние ослабевает, и обмен веществ меняется. Это пример связи между работой железы и процессами во всём организме.

Задача 3. У двух органов изменилась работа после попадания в кровь одного гормона, но третий орган не отреагировал. Объясните, почему так возможно, и назовите понятие, описывающее восприимчивые органы. Сам факт присутствия гормона в крови ещё не означает, что каждый орган ответит на него. Нужно выяснить, какие клетки способны распознать вещество.

1. Гормон переносится кровью и может достигать разных органов.
2. Проверяем, какие органы способны воспринимать именно этот гормон и отвечать на него.
3. Органы, изменившие работу, относятся к мишеням гормона; отсутствие ответа третьего органа объясняется тем, что он не является его мишенью.

Ответ. Восприимчивые органы называют органами-мишенями. Один гормон может повлиять на несколько таких органов, а другие органы не ответят на него. Значит, действие гормона избирательно и зависит от свойств клеток.

Типичные ошибки

Ошибочно считать гормоны нервными импульсами: гормон — вещество, а нервный импульс — сигнал, распространяющийся по нервным клеткам. Их путают, потому что и те и другие управляют работой органов. Чтобы проверить себя, спросите, что именно переносится: гормон — кровью, нервный сигнал — по нервной системе.

Неверно думать, что каждая железа обязательно имеет выводной проток. У желёз внутренней секреции протока нет, поэтому их гормоны попадают прямо в кровь. Путаница возникает из-за того, что существуют и железы внешней секреции, выделяющие секрет по протокам. Проверка простая: если речь о гормонах эндокринной железы, укажите поступление в кровь.

Нельзя предполагать, что гормон одинаково действует на все органы. Хотя кровь разносит его по телу, ответить могут только клетки-мишени, способные распознать это вещество. Ошибку допускают, представляя кровоток как рассылку одинаковой команды каждому органу. Проверьте себя вопросом: является ли данный орган мишенью именно этого гормона?

Нервную и гормональную регуляцию ошибочно считать независимыми. Их различают по способу передачи сигнала, но в организме они взаимодействуют и совместно управляют процессами. Путаница появляется, когда сравнивают только скорость их действия. Чтобы проверить ответ, вспомните: один способ регуляции не отменяет другой, а дополняет его.

Связь с другими темами

Для понимания переноса гормонов пригодятся знания о кровеносной системе. Кровь движется по сосудам и доставляет вещества к органам, поэтому может переносить гормоны от места образования к удалённым мишеням. Без этого звена трудно объяснить, как железа влияет на весь организм.

Связь с нервной системой помогает сравнить два способа регуляции. Нервные сигналы и гормоны отличаются способом передачи и скоростью, но взаимодействуют. Это позволяет понять, почему ответ организма может включать и быструю, и более продолжительную составляющую.

Тема пригодится при изучении обмена веществ, роста и развития, а также причин нарушений работы желёз. Если меняется выработка гормона, могут измениться процессы в нескольких органах-мишенях. Эти знания помогают объяснять, как работа отдельных желёз связана с состоянием всего организма.

Что запомнить

• Гормоны — биологически активные вещества.
• Гормоны переносятся кровью.
• Железы внутренней секреции выделяют гормоны без выводных протоков.
• Гормон действует на определённые органы и клетки-мишени.
• Нервная и гормональная регуляция дополняют друг друга.
• Нарушение выработки гормона может изменить работу организма.