Биология. 11 класс

Регуляция жизненных функций у животных. Строение и функционирование систем жизнеобеспечения в организме животных более сложное. У них для поддержания гомеостазиса требуется координированная работа пищеварительной, дыхательной, кровеносной и выделительной систем. Для обеспечения слаженной работы этих систем в организме животных, в отличие от растений, существуют две специализированные регуляторные системы — эндокринная и нервная.

Регуляция работы органов, осуществляемая эндокринной системой, по основному принципу сходна с регуляцией у растений. Определенные вещества — гормоны — действуют непосредственно на клетки, что приводит к изменению внутриклеточных процессов. Гормоны синтезируются клетками специальных органов — желез внутренней и смешанной секреции. Эти вещества распределяются системой кровообращения по всему организму, но действуют избирательно. Под их действие попадают только те клетки, у которых есть рецепторы к этим гормонам. Такая регуляция называется гуморальной. Она позволяет изменить активность клеток сразу во многих тканях и органах.

Нервная система работает по другому принципу. Здесь сигнал передается от управляющего органа — нервного центра к конкретному регулируемому органу. Это достигается за счет многочисленных нервов, соединяющих все органы с центральной нервной системой (ЦНС). *У беспозвоночных животных центральная нервная система представлена нервными узлами — ганглиями. Более сложно организованные животные из подтипа Позвоночные имеют и более сложную нервную систему. Их ЦНС — это головной и спинной мозг, состоящие из гораздо большего количества нейронов. Это дает возможность лучше и быстрее координировать работу всех органов и систем.*

В ЦНС по чувствительным волокнам нервов поступает информация о состоянии каждого органа. Здесь она сопоставляется с информацией о состоянии окружающей организм среды, которая поступает от органов чувств. Результатом такой деятельности являются регуляторные сигналы — нервные импульсы, которые передаются к органам по двигательным волокнам. В зависимости от этих сигналов работа органов перестраивается.

*Под таким контролем находятся все органы многоклеточного организма. Контроль осуществляется постоянно и непрерывно. При этом деятельность всех систем жизнеобеспечения координируется так, чтобы в тканевых жидкостях организма поддерживались оптимальные для клеток условия.*

Нервная регуляция осуществляется во много раз быстрее, чем гуморальная. Она позволяет организму реагировать на очень незначительные колебания факторов внешней и внутренней среды. Но проведение регуляторных сигналов по нервным клеткам осуществляется с определенными энергетическими затратами. После проведения нервного импульса нейронам приходится восстанавливать оптимальное для них количество молекул АТФ. Поэтому в целом для нервной системы характерна утомляемость, свидетельством которой является периодически наступающее снижение ее активности. В частности, организм человека ежесуточно вынужден переходить в состояние сна. Во время сна нервная регуляция не прекращается полностью, а осуществляется на более низком уровне по сравнению с периодом бодрствования. Полное лишение возможности заснуть приводит к нарушениям в работе нервной системы, а длительное отсутствие сна становится смертельно опасным.

С одной стороны, это подчеркивает значимость нервной регуляции, а с другой — позволяет понять, почему при наличии высокоточной и быстродействующей нервной системы в организме животных сохраняется и гуморальная регуляция. Действие гормонов дает возможность при значительно меньших энергетических затратах поддерживать длительно текущие жизненно важные процессы. Прежде всего речь идет об обмене веществ, который должен происходить в организме постоянно в течение всей жизни. Кроме того, длительно протекающие процессы роста и развития также подвержены контролю со стороны желез внутренней и смешанной секреции. Связанные с нарушениями работы этих желез заболевания (о них вы знаете из курса биологии 9-го класса) наглядно подтверждают роль гуморальной регуляции.

Еще одним примером значимости гуморальной регуляции являются ситуации, при которых в активное состояние необходимо одновременно перевести большинство систем организма. Известная каждому из нас мобилизация всех ресурсов организма при ощущении опасности (испуг) определяется во многом быстрым выбросом гормонов, в частности адреналина.

Этот пример демонстрирует взаимосвязь нервной и гуморальной регуляции. Все эндокринные железы и железы смешанной секреции иннервированы, т. е. находятся под контролем нервной системы. Это, с одной стороны, позволяет в определенных ситуациях усилить или ослабить секреторную активность этих органов в зависимости от получаемых нервной системой сигналов. С другой стороны, имеет место влияние концентрации некоторых гормонов на функционирование нервной системы. Поэтому говорят, что деятельность органов, систем органов и всего организма животных находится под контролем так называемой нейрогуморальной регуляции.