МЕДИЧНА БІОЛОГІЯ, АНАТОМІЯ, ФІЗІОЛОГІЯ ТА ПАТОЛОГІЯ ЛЮДИНИ - Я.І.Федонюк 2010

БІОЛОГІЯ

РОЗДІЛ 1. БІОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ ЛЮДИНИ

1.4. ОНТОГЕНЕТИЧНИЙ РІВЕНЬ ОРГАНІЗАЦІЇ ЖИТТЯ

1.4.3. Біологія індивідуального розвитку

Системні механізми гомеостазу в людини на рівні організму

Гомеостаз — властивість живих організмів підтримувати відносну динамічну сталість свого внутрішнього середовища, незважаючи на мінливість умов навколишнього середовища. Основу гомеостазу складають механізми, які виникли в процесі еволюції і тому закріплені генетично. Ефективність гомеостазу багато залежить від генотипів особин, різноманітність яких у межах генофонду виду пояснює індивідуальні відмінності норми реакції на одну і ту ж зміну навколишнього середовища.

Живі організми є відкритими саморегулівними системами. Вони автоматично включають і виключають процеси, які підтримують гомеостаз. Взаємозв'язок між окремими ланками системи здійснюється за допомогою сигналів. Сигналом є зміна, що виникла в якійсь ланці системи. У відповідь на сигнал включається певний процес, що відновлює порушену властивість системи. Принципи існування саморегулівних систем вивчає наука- кібернетика. Ідеї кібернетики глибоко проникли в біологію (біокібернетика). Механізми регуляції гомеостазу в живих системах ґрунтуються на від 'ємних зворотних зв 'язках (вони ведуть до змін, які зменшують залежність реакції від подразника). Система від'ємного зворотного зв'язку передбачає наявність детектора, який фіксує зміни в стабільній системі, інтегруючого центра, який сприймає сигнали від детектора і регулює активність, і ефектора, який безпосередньо бере участь у відновленні гомеостазу системи. Кожна система органів бере участь у забезпеченні гомеостазу. Розглянемо ендокринні, нервові й імунні механізми гомеостазу.

Ендокринні механізми гомеостазу. Ендокринна система складається із залоз внутрішньої секреції (ендокринних). Ці залози виробляють хімічні сигнали - гормони. Гормони безпосередньо надходять у кров і лімфу і розносяться по всьому організму, але реагують на них лише компетентні клітини, які мають рецептори до цих сигналів. Центральною ендокринною залозою організму людини та вищих тварин є гіпофіз, який контролює ендокринну діяльність більшості підпорядкованих (периферичних) залоз. Так, при підвищенні в крові рівня тиреоїдного гормону пригнічується тиреотропна (збуджує щитоподібну залозу) функція гіпофіза і зменшується активність щитоподібної залози. Бувають випадки, коли в організмі збільшується активність щитоподібної залози (гіперфункція), підвищується основний обмін, підсилюються окислювальні процеси, але від'ємний зворотний зв'язок не виникає, гіпофіз не реагує на надлишок гормону щитоподібної залози і не гальмує її активність. У результаті гомеостаз не відновлюється і розвивається відхилення від норми - тиреотоксикоз. У свою чергу функціональна активність гіпофізу регулюється нейроендокринними клітинами спеціальних ядер гіпоталамуса.

Нервові механізми гомеостазу. Нервова система регулює функції організму, узгоджує між собою роботу клітин, тканин, органів та їхніх систем, забезпечує взаємозв'язок організму з навколишнім середовищем. Принцип роботи нервової системи-рефлекторний. Нейрони-рецептори сприймають сигнали, кодують їх у формі електричних імпульсів і передають до інших клітин і органів, які здатні відповідати на них. Нервова і ендокринна система діють координовано. Центрами координації є гіпоталамус і гіпофіз.

Імунні механізми гомеостазу. У процесі еволюції організм виробив неспецифічні і специфічні механізми захисту від бактерій, вірусів, найпростіших, гельмінтів - збудників захворювань людини. До неспецифічних захисних механізмів належать: бар'єрні властивості неушкодженої шкіри і слизових оболонок, антимікробні властивості лізоциму слини, фагоцитоз, відкритий І.І.Мечниковим. Специфічні захисні реакції забезпечуються імунною системою. Імунна система найбільш повно вивчена в ссавців і людини. До її складу входять: вилочкова залоза (тимус), кістковий мозок, селезінка, лімфатичні вузли, лімфоїдні скупчення. Основним діючим елементом цієї системи є лімфоцит (різновид лейкоцитів). Функція імунної системи -захист організму від генетично чужорідної інформації, підтримання імунологічного гомеостазу. Імунна система розпізнає "своє" і "чуже" і знищує "чуже". Спосіб захисту організму від генетично чужорідної інформації називають імунітетом. Приклади імунітету- несприйнятливість до інфекційних захворювань, відторгнення трансплантата при пересадках органів і тканин (трансплантаційний імунітет). Носіями чужорідної генетичної інформації можуть бути як зовнішні агенти (бактерії та їх токсини, віруси, гельмінти та їх токсини, інші організми та їх клітини, деякі синтетичні полімери), так і власні мутантні соматичні клітини (наприклад, клітини злоякісних пухлин). Усі вони несуть антигени. Антигени - високомолекулярні сполуки, які є генетично чужорідними для даного організму і здатні викликати імунну відповідь. Антигени вибірково взаємодіють з рецепторами лімфоцитів, викликають синтез антитіл і специфічно реагують з ними.

Формування системи імунного захисту починається з утворення Т- і В-лімфоцитів. Т-лімфоцит утворюється в тимусі з клітини-попередниці з кісткового мозку. В-лімфоцит також формується з клітинних елементів кісткового мозку. Основна властивість Т- і В-лімфоцитів - здатність до специфічного розпізнавання антигена. Специфічна імунна відповідь має два типи - клітинний і гуморальний (клітинний і гуморальний імунітет). Клітиннийтип полягає втому, що імунна відповідь забезпечується переважно активністю Т-клітин. Розрізняють декілька видів Т-клітин (субпопуляцій): 1) Т-хелпери (помічники); 2) Т-супресори (пригнічують імунну відповідь); 3) Т-ефектори, або Т- кілери (лімфоцити-"вбивці", які виробляють цитотоксичні речовини); 4) Т-контрсупресори (їхня дія протилежна дії Т-супресорів). Головними елементами гуморальної імунної відповіді є антитіла. Антитіла- це імуноглобуліни (Ig), які специфічно зв'язуються з антигенами. Антитіла синтезуються плазмоцитами, що походять від В-клітин. Ця форма реакції має місце в основному при антибактеріальному імунітеті. Імуноглобуліни (антитіла) зв'язують своїми активними центрами бактеріальні антигени і перешкоджають їх розмноженню або нейтралізують бактеріальні токсини. Іміноглубуліни належить до сироваткових розчинних білків. Вони являють собою глікопротеїни, білкова частина яких складається з чотирьох поліпептидних ланцюгів. У кожній молекулі імуноглобулінів є два важких Н-ланцюга і два легких L-ланцюга, які попарно однакові. Відомо п'ять класів імуноглобулінів людини - IgM, IgG, IgA, IgE, IgD. Наука, яка вивчає закономірності успадкування антигенної специфічності і генетичну зумовленість імунних реакцій, називається імуногенетикою.