Для того, щоб організм нормально функціонував, потрібного є постійність складу його внутрішнього середовища. Склад внутрішнього середовища організму людини ви розглядали в темі «Транспорт речовин». Згадаємо, що внутрішнє середовище організму — це сукупність рідин — крові, лімфи, тканинної, спинномозкової, що беруть участь у процесах обміну речовин і підтримці відносної сталості організму. Вперше думку про те, що постійність внутрішнього середовища забезпечує оптимальні умови для життя організмів, висловив у 1857 р. французький фізіолог К. Бернар. Пізніше, у 1932 р., американський учений У. Кеннон увів термін гомеостаз для визначення механізмів підтримки сталості внутрішнього середовища. У цій темі ми спробуємо з’ясувати особливості зазначених механізмів.

Отже, гомеостаз — це здатність організму підтримувати постійність складу та фізико-хімічних властивостей внутрішнього середовища. Гомеостатичні реакції мають захисний або пристосувальний характер і мають різний кінцевий результат. Захисні реакції ставлять на меті відновити порушене внутрішнє середовище. Пристосувальні ж спрямовані на відновлення порушених зв’язків між організмом та навколишнім середовищем. Часто буває так, що реакція, яка починається як захисна або пристосувальна, потім переходить у свою протилежність.

Гуморальна регуляція. Центральною ланкою збереження гомеостазу вважають рідини (гумор) організму. Для більшості органів — це кров і лімфа, для мозку — кров і спинномозкова рідина, для клітин — тканинна рідина.

Функції рідин у підтримці гомеостазу різноманітні. По-перше, вони забезпечують обмінні процеси між тканинами. Вони не лише приносять до клітин необхідні для життєдіяльності речовини, а й транспортують від них метаболіти, які інакше можуть накопичуватися в клітинах у високій концентрації.

По-друге буферні системи рідин пом’якшують зміну кислотно-лужного балансу під час надходження в кров кислот або основ.

По-третє, вони беруть участь в організації системи контролю гомеостазу. До підтримання сталості середовища підключаються легені, нирки, через які виводяться продукти обміну. Крім того, метаболіти, що знаходяться у крові, збуджуючи рецептори органів і систем, можуть запускати складні рефлекторні механізми. Наприклад, терморецептори реагують на температуру крові та відповідним чином змінюють активність органів, що беруть участь в утворенні або виділенні тепла.

Рецептори стінок кровоносних судин беруть участь у регуляції хімічного складу крові, її тиску, об’єму. Під час їхнього подразнення виникають рефлекси, кінцевою ланкою яких є органи і системи організму.

Прикладом такої гуморальної регуляції є інтенсивна м’язова діяльність. Під час її виконання з м’язів у кров надходять молочна, піровиноградна, ацетооцтова та інші кислоти. Вони спочатку нейтралізуються лужними резервами крові. Водночас вони активують кровообіг і дихання. Це веде до підвищеного надходження кисню до м’язів, а отже і зменшує кількість недоокиснених продуктів. З іншого боку це сприяє збільшенню виділення легенями вуглекислого газу, а інших продуктів — потовими залозами, нирками.

Але ці процеси не можуть відбуватися без дії нервової системи. Організм людини функціонує як єдине ціле і є саморегулюючою системою. Така єдність забезпечується нервовими і гуморальними механізмами.

У процесі еволюції першими сформувалися гуморальні механізми регуляції. Гуморальна регуляція функцій відбувається за рахунок гормонів, медіаторів, продуктів обміну та інших активних речовин, що знаходяться в рідинах та розносяться по організму.

Цей вид своєрідної хімічної регуляції є найбільш універсальним. Водночас за рахунок гуморальної регуляції неможливо швидко перебудувати діяльність організму, змінити його функції лише тому, що є обмеження швидкості руху крові по судинах (до 0,5 мм/с).

З виникненням нервової системи з’явився нервовий механізм регуляції функцій, який за рахунок швидкого розповсюдження нервових імпульсів (120-140 м/с) по нервових шляхах, забезпечує перебудову функцій органів та організму в цілому.

Нервова регуляція не виключає, а підпорядковує собі гуморальну регуляцію. Тому, в цілісному організмі існує єдина нейрогуморальна регуляція функцій.

Нервову систему та принципи її дії ви розглянули в попередній темі. Зараз спробуємо розглянути біологічно активні речовини, що утворюються у невеликих кількостях, і впливають на функціонування організму.

Гормони беруть участь у процесах росту, розмноження, обміну речовин. Вони мають специфічність, тобто, кожен гормон виконує певну функцію. Для них характерною є дистантність дії. Потрапляючи в кров, вони діють далеко від місця свого синтезу на клітини-мішені, що мають відповідні рецептори (мал. 116).

Мал. 116. Вплив гормонів на процеси в організмі

Активність синтезу або дії будь-якого гормона визначається різними показниками. Наприклад, віком (статеві гормони), фізіологічним станом (адреналін), потребами (глюкагон). Але для виконання багатьох функцій гормони перебувають у складній взаємодії з іншими гормонами.

Для них характерною є висока біологічна активність: 1/125000 г інсуліну змінює вміст цукру у крові, а 1/107 г адреналіну підсилює роботу серця. Розмір молекул гормонів є порівняно невеликим. Це забезпечує їхнє проникнення крізь стінки капілярів із кров’яного русла в тканини. Гормони швидко руйнуються тканинами, тому для забезпечення тривалої дії необхідне їхнє постійне надходження в кров, що підтримує їх постійну концентрацію.

За хімічною будовою гормони поділяють на три основних класи: 1) стероїдні (статеві гормони, кортикостероїди); 2) похідні амінокислот (адреналін, норадреналін, тироксин, трийодтиронін); 3) поліпептидні (білкові) сполуки (інсулін, соматотропін, пролактин, окситоцин, вазопресин та ін.).

Гормони реалізують свій вплив на діяльність організму виконуючи такі функції:

• гомеостатична — полягає в тому, що гормони забезпечують підтримання деяких фізіологічних показників на постійному рівні. Наприклад, осмотичний тиск, рівень глюкози в крові. Найчастіше так діють два гормони протилежної дії, один контролює верхню межу, а другий — нижню;
• адаптаційна — пристосовує організм до змін умов внутрішнього і зовнішнього середовищ;
• розвивальна — забезпечує статевий, фізичний і розумовий розвиток;
• інформаційна — носій відповідної інформації або сигналу.

Гормони діють подібно до нервової системи, але реакції організму у відповідь на дію гормонів розвиваються повільніше й тривають довше, ніж при дії нервової системи.

• 1. Поясніть явище гомеостазу на прикладі обраного вами фізіологічного процесу.
• 2. Поясніть процес гуморальної регуляції дихання.
• 3. Схарактеризуйте значення гормонів для функціонування організму.
• 4. Яку природу мають гормони?
• 5. Схарактеризуйте функції гормонів.