Регуляторные системы нервная и эндокринная

Определения и обозначения

Нервная регуляция — управление работой органов с помощью нервных импульсов. Импульс быстро проходит по нервным клеткам к нужному органу, поэтому ответ обычно возникает почти сразу и имеет точный адрес. Такое действие чаще всего кратковременно: команда прекращается, когда прекращается поток импульсов.

Гуморальная регуляция — управление работой органов химическими веществами, которые переносятся жидкостями организма. Главную роль здесь играют гормоны, разносящиеся кровью. Такая регуляция обычно развивается медленнее, зато её действие может сохраняться дольше.

Эндокринная система — совокупность желёз и клеток, выделяющих гормоны во внутреннюю среду организма. У эндокринных желёз нет выводных протоков: их секрет поступает непосредственно в кровь или тканевую жидкость. Благодаря этому гормоны могут переноситься далеко от места образования.

Гормон — биологически активное вещество, которое выделяется в кровь или другую внутреннюю среду и влияет на клетки-мишени. Клетка-мишень имеет подходящие рецепторы — особые белки, распознающие данный гормон. Поэтому гормон не вызывает одинаковую реакцию во всех клетках организма.

Как это устроено

Нервная регуляция начинается с рецептора, который воспринимает изменение во внешней или внутренней среде. От рецептора сигнал в виде нервного импульса идёт по чувствительной нервной клетке в центральную нервную систему, где обрабатывается. Затем команда передаётся по двигательной нервной клетке к органу-исполнителю, например мышце или железе. Такой путь называют рефлекторным, а ответ возникает потому, что нервные клетки соединены в последовательную цепь.

Эндокринная железа выделяет гормон не на поверхность тела и не в полость органа, а во внутреннюю среду. С током крови гормон переносится к разным тканям, в том числе к органам, расположенным далеко от железы. Однако случайное распространение не означает действия на все клетки: эффект появляется только там, где есть рецепторы к этому гормону. Связывание гормона с рецептором меняет работу клетки-мишени.

Нервная регуляция обычно быстрее, потому что импульс движется по определённому нервному пути и сразу достигает исполнителя. Её адресность объясняется тем, что сигнал поступает к конкретной клетке или группе клеток. Гормональная регуляция требует времени на выделение вещества, его перенос кровью и связывание с рецепторами. Зато гормон может долго поддерживать изменённое состояние клеток, пока сохраняется его концентрация.

Постоянство внутренней среды, или гомеостаз, невозможно поддерживать одной системой. Нервная система быстро замечает изменения и запускает срочную реакцию, а эндокринная система помогает закрепить её на более длительный срок. Например, при изменении условий организм одновременно меняет работу сердца, сосудов, дыхания и обмена веществ. Согласованность этих ответов позволяет органам работать не разрозненно, а как единая система.

Нервная и эндокринная системы связаны двусторонне. Нервные центры могут посылать сигналы к эндокринным железам и изменять выделение гормонов. В свою очередь, гормоны влияют на клетки мозга и нервные центры, меняя уровень активности, настроение, обмен веществ и другие реакции. Поэтому разделять эти виды регуляции можно для изучения, но в организме они постоянно взаимодействуют.

Сравнение нервной и гуморальной регуляции

При сравнении сначала определите, чем передаётся сигнал и каким путём он движется. Затем сопоставьте скорость, длительность и адресность действия. В реальной реакции оба способа могут дополнять друг друга.

Разбор задач

Человек отдёрнул руку от горячего предмета. Определите, какая система передала сигнал к мышцам и почему ответ возник быстро.

Условие указывает на внезапное воздействие, которое может повредить ткани. Для защиты организм должен не ждать распространения вещества с кровью, а немедленно передать команду мышцам. Значит, нужно проследить короткий рефлекторный путь.

1. Рецепторы кожи воспринимают высокую температуру и возбуждаются.
2. Нервный импульс проходит по чувствительным нейронам к центральной нервной системе.
3. По двигательным нейронам команда быстро достигает мышц, и они сокращаются.

Ответ: сигнал передала нервная система. Реакция возникла быстро, потому что импульс двигался по определённому нервному пути, не дожидаясь переноса гормона кровью.

После выделения гормона в кровь меняется работа органов, удалённых от железы. Объясните, как гормон достигает этих органов и почему действует не на все клетки одинаково.

В условии названы кровь и удалённые органы, поэтому речь идёт о гуморальной регуляции. Эндокринная железа выпускает гормон во внутреннюю среду, а не направляет его по нерву. Дальше нужно объяснить и перенос, и избирательность ответа.

1. Гормон поступает из железы в капилляры и смешивается с кровью.
2. Кровь переносит его по сосудам к различным органам.
3. Ответ возникает только в клетках, на мембране или внутри которых есть подходящие рецепторы.

Ответ: гормон достигает удалённых органов с током крови. Он действует не на все клетки, потому что только клетки-мишени способны распознать его и запустить ответ.

При волнении учащаются сердцебиение и дыхание, а в организме меняется уровень гормонов. Объясните, почему в этой реакции участвуют обе регуляторные системы.

Волнение требует быстрой подготовки организма к действию, поэтому первой включается нервная система. Одновременно нервные центры влияют на эндокринные железы, и в кровь выделяются гормоны. Так краткий нервный сигнал сочетается с более длительным химическим воздействием.

1. Нервная система быстро передаёт команды сердцу и дыхательным мышцам, поэтому пульс и дыхание учащаются.
2. Сигналы нервных центров стимулируют выделение гормонов эндокринными железами.
3. Гормоны с кровью достигают клеток-мишеней и поддерживают изменения обмена веществ и работы органов.

Ответ: обе системы участвуют совместно: нервная обеспечивает быстрый старт реакции, а гормональная усиливает и продлевает её. Их взаимодействие помогает организму согласованно пережить волнение.

Типичные ошибки

Считать нервную и гуморальную регуляцию полностью независимыми. Так думают, потому что сигналы у них разные. Проверка: спросите, может ли нервная система управлять железами и влияют ли гормоны на нервные центры.

Утверждать, что гормон действует на любую клетку. Ошибка возникает из-за того, что гормон разносится по всему телу. Проверка проста: укажите рецептор и назовите клетку-мишень, иначе действие не доказано.

Путать нервный импульс с гормоном. Оба вещества передают информацию, поэтому их иногда смешивают. Проверьте путь: импульс идёт по нервным клеткам, а гормон переносится внутренней средой.

Считать, что все эндокринные органы — отдельные железы. Такое представление слишком узкое, поскольку гормоны могут выделять отдельные клетки и группы клеток. Проверяйте не форму органа, а способ выделения вещества: в кровь или другую внутреннюю среду без выводного протока.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания о частях нервной системы, строении нервной клетки и рефлексе. При изучении органов чувств и поведения регуляция помогает объяснить передачу сигналов и ответные реакции. Позже эти знания пригодятся при изучении эндокринных желёз, гормонов, обмена веществ и поддержания постоянства внутренней среды.

Что запомнить

• Нервная регуляция осуществляется нервными импульсами.
• Гуморальная регуляция осуществляется химическими веществами, переносимыми внутренней средой.
• Гормоны выделяются в кровь или другую внутреннюю среду организма.
• Клетки-мишени отвечают на гормон при наличии подходящих рецепторов.
• Нервные сигналы обычно действуют быстро и адресно.
• Гормональное воздействие обычно развивается медленнее и длится дольше.
• Нервная и эндокринная системы действуют согласованно.