Взаимодействие нервной и эндокринной системы

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НЕРВНОЙ  И ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМЫ

Тело  человека состоит из клеток, соединяющихся  в ткани и системы - все это  в целом представляет собой единую сверхсистему организма. Мириады клеточных элементов не смогли бы работать как единое целое, если бы в организме не существовал сложный механизм регуляции. Особую роль в регуляции играет нервная система и система эндокринных желез. Характер процессов, протекающих в центральной нервной системе, во многом определяется состоянием эндокринной регуляции. Так андрогены и эстрогены формируют половой инстинкт, многие поведенческие реакции. Очевидно, что нейроны, точно так же как и другие клетки нашего организма, находятся под контролем гуморальной системы регуляции. Нервная система, эволюционно более поздняя, имеет как управляющие, так и подчиненные связи с эндокринной системой. Эти две регуляторные системы дополняют друг друга, образуют функционально единый механизм, что обеспечивает высокую эффективность нейрогуморальной регуляции, ставит ее во главе систем, согласующих все процессы жизнедеятельности в многоклеточном организме. Регуляция постоянства внутренней среды организма, происходящая по принципу обратной связи, очень эффективна для поддержания гомеостаза, однако не может выполнять все задачи адаптации организма. Например, кора надпочечников продуцирует стеройдные гормоны в ответ на голод, болезнь, эмоциональное возбуждение и т.п. Чтобы эндокринная система могла «отвечать» на свет, звуки, запахи, эмоции и т.д. должна существовать связь между эндокринными железами и нервной системой.

Гипофиз может получать сигналы, оповещающие о том, что происходит в теле, но он не имеет прямой связи  с внешней средой. Между тем, для  того, чтобы факторы внешней среды  постоянно не нарушали жизнедеятельность  организма, должно осуществятся приспособление тела к меняющимся внешним условиям. О внешних воздействиях организм узнает через органы чувств, которые  передают полученную информацию в центральную  нервную систему. Являясь верховной  железой эндокринной системы, гипофиз  сам подчиняется центральной  нервной системе и в частности  гипоталамусу. Этот высший вегетативный центр постоянно координирует, регулирует деятельность различных отделов  мозга, всех внутренних органов. Частота  сердечных сокращений, тонус кровеносных  сосудов, температура тела, количество воды в крови и тканях, накопление или расход белков, жиров, углеводов, минеральных солей – словом существование  нашего организма, постоянство его  внутренней среды находится под  контролем гипоталамуса. Большинство  нервных и гуморальных путей  регуляции сходится на уровне гипоталамуса и благодаря этому в организме  образуется единая нейроэндокринная регуляторная система. К клеткам гипоталамуса подходят аксоны нейронов, расположенных  в коре больших полушарий и  подкорковых образованиях. Эти аксоны секретируют различные нейромедиаторы, оказывающие на секреторную активность гипоталамуса как активирующее, так и тормозное влияние. Поступающие из мозга нервные импульсы гипоталамус «превращает» в эндокринные стимулы, которые могут быть усилены или ослаблены в зависимости от гуморальных сигналов, поступающих в гипоталамус от желез и тканей подчиненных ему.

Гипоталамус руководит гипофизом, используя и нервные связи, и  систему кровеносных сосудов. Кровь, которая поступает в переднюю долю гипофиза, обязательно проходит через серединное возвышение гипоталамуса и обогащается там гипоталамическими нейрогормонами. Нейрогормоны - это вещества пептидной природы, которые представляют собой части белковых молекул. К настоящему времени обнаружено семь нейрогормонов, так называемых либеринов (то есть освободителей), которые стимулируют в гипофизе синтез тропных гормонов. А три нейрогормона - пролактостатин, меланостатин и соматостатин,- напротив, тормозят их выработку. К нейрогормонам относят также вазопрессин и окситоцин. Окситоцин стимулирует сокращение гладкой мускулатуры матки при родах, выработку молока молочными железами. Вазопрессин активно участвует в регуляции транспорта воды и солей через клеточные мембраны, под его влиянием уменьшается просвет кровеносных сосудов и, следовательно, повышается давление крови. За то, что этот гормон обладает способностью задерживать воду в организме, его часто называют антидиуретическим гормоном (АДГ). Главной точкой приложения АДГ являются почечные канальцы, где он стимулирует обратное всасывание воды из первичной мочи в кровь. Продуцируют нейрогормоны нервные клетки ядер гипоталамуса, а затем по собственным аксонам (нервным отросткам) транспортируют в заднюю долю гипофиза, и уже отсюда эти гормоны поступают в кровь, оказывая сложное воздействие на системы организма.

Тропины образующиеся в гипофизе не только регулируют деятельность подчиненных желез, но и выполняют самостоятельные эндокринные функции. Например, пролактин оказывает лактогенное действие, а также тормозит процессы дифференцировки клеток, повышает чувствительность половых желез к гонадотропинам, стимулирует родительский инстинкт. Кортикотропин является не только стимулятором стердогенеза но и активатором липолиза в жировой ткани, а также важнейшим участником процесса превращения в мозге кратковременной памяти в долговременную. Гормон роста может стимулировать активность иммунной системы, обмен липидов, сахаров и т.д. Также некоторые гормоны гипоталамуса и гипофиза могут образовываться не только в этих тканях. Например, соматостатин (гормон гипоталамуса, ингибирующий образование и секрецию гормона роста) обнаружен также в поджелудочной железе, где он подавляет секрецию инсулина и глюкагона. Некоторые вещества действуют в обеих системах; они могут быть и гормонами (т.е. продуктами эндокринных желез), и медиаторами (продуктами определенных нейронов). Такую двоякую роль выполняют норадреналин, соматостатин, вазопрессин и окситоцин, а также передатчики диффузной нервной системы кишечника, например холецистокинин и вазоактивный кишечный полипептид.

Однако не следует думать, что гипоталамус и гипофиз  лишь отдают приказы, спуская по цепочке  «руководящие» гормоны. Они и  сами чутко анализируют сигналы, поступающие с периферии, от желез  внутренней секреции. Деятельность эндокринной  системы осуществляется на основе универсального принципа обратной связи. Избыток гормонов той или иной железы внутренней секреции тормозит выделение специфического гормона гипофиза, ответственного за работу данной железы, а недостаток побуждает гипофиз усилить выработку  соответствующего тройного гормона. Механизм взаимодействия между нейрогормонами гипоталамуса, тройными гормонами гипофиза и гормонами периферических желез внутренней секреции в здоровом организме отработан длительным эволюционным развитием и весьма надежен. Однако достаточно сбоя в одном звене этой сложной цепи, чтобы произошло нарушение количественных, а порой и качественных соотношений в целой системе, влекущее за собой различные эндокринные заболевания.

Адаптация (от лат. adaptatio - приспособление) в общем виде обозначает способность всего живого приспосабливаться к условиям внешней среды. Адаптация выступает как свойство организма, которое обеспечивается автоматизированными системами. В каждой из этих систем выделяется несколько уровней адаптации - от субклеточного до органного. Но ее конечный эффект - повышение устойчивости системы к факторам внешней среды - сохраняется на каждом из уровней. Адаптация содержит в себе эффективную, экономную и адекватную приспособительную деятельность организма к воздействию различных факторов. В адаптации выделяются две противоборствующие особенности. С одной стороны, это отчетливые изменения, которые в той или иной мере затрагивают все системы организма, а с другой стороны - это сохранение гомеостаза, перевод организма на новый уровень функционирования при обязательном условии - сохранении динамического равновесия.

При рассмотрении адаптации  необходимо отметить два важных фактора:

- возникновение адаптации  происходит под влиянием раздражителя, который действует на протяжении  некоторого времени, от нескольких  минут до многих поколений;

- адаптация характеризуется  адекватными нарушениями в организме  (включая морфологические) которые  происходят в результате изменений  внешней среды. 

Основным механизмом адаптации  организма является механизм стресс-реакции.

Стресс - это неспецифическая, приспособительная реакция организма  на действие сверхпорогового раздражителя.

У человека адаптация происходит в результате повторных действий стресса.

Процесс адаптации по механизмам развития разделяется на срочную  и долговременную адаптации.

Срочная адаптация - это процесс  срочного функционального приспособления организма к совершаемой им работе. .

Срочная адаптация происходит в три стадии:

1. Активизируется деятельность  различных компонентов функциональной  системы, которая обеспечивает  выполнение данной работы. Это  выражается в резком увеличении  ЧСС, уровня вентиляции легких, потребления кислорода и т.  д. 

2. Деятельность функциональной  системы протекает при стабильных  характеристиках основных параметров  ее обеспечения, в так называемом  устойчивом состоянии.

3. Происходит нарушение  установившегося баланса между  запросом и его удовлетворением.  Это происходит в результате  утомления нервных центров, которые  обеспечивают регуляцию движений  и исчерпанием углеводных ресурсов  организма.

Механизмы срочной адаптации  являются врожденными, наследственно  обусловленными. На проявлении срочной  адаптации сказываются типологические особенности нервной системы. Поэтому  у одних спортсменов стартовое  состояние проявляется в высокой  готовности к предстоящей работе, а у других как апатия или лихорадочно-возбужденное состояние.

.

В общих чертах, механизм реакции человеческого организма  на выполнение физических нагрузок выглядит так: в результате действия сигналов, которые воспринимаются рецепторами, в кору головного мозга поступает  афферентная импульсация, там возникают возбуждающие и тормозящие процессы, которые формируют функциональную систему, объединяющую определенные структуры головного мозга. Эта руководящая система мобилизирует определенные мышечные группы. В этом процессе участвуют все моторные уровни мозга: корковый моторный уровень (моторная кора), подкорковый моторный уровень, столбовой моторный уровень, в который входят двигательные центры продолговатого и среднего мозга, сегментарный моторный уровень, объединяющий двигательные центры спинного мозга и конечное звено - мотонейроны. Одновременно с мобилизацией мышц, эта цепочка управления действует и на центры кровообращения, дыхания и другие вегетативные функции.

К системе регуляции движений относятся - центральная нервная  система, периферическая нервная система  и железы внутренней секреции.

Для регуляции большинства  движений человека простейшей рефлекторной дуги недостаточно. К различным моторным структурам ЦНС должна постоянно  поступать информация от соответствующих  рецепторов о положении, скорости, ускорении  движения отдельных звеньев двигательной системы. Все это обеспечивает формирование обратной связи, что значительно  повышает точность движений. Кроме  этого человек может выполнять  целенаправленные, осознанные движения, команды для которых зарождаются  в коре больших полушарий.

Несмотря на то что во время выполнения физических нагрузок, основную регулирующую работу берет на себя нервная система, не менее активно участвует в этом процессе и эндокринная система. Она постоянно следит за состоянием внутренней среды, замечает любые изменения и быстро на них реагирует с целью предотвращения нарушения гомеостаза. Свой контроль эндокринная система осуществляет с помощью гормонов, которые она выделяет. Нервная и эндокринная системы совместно обеспечивают контроль, регуляцию и взаимодействие движений, а также все физиологические процессы, которые с этим связаны. Нервная система функционирует очень быстро, производя недлительные локальные влияния. В свою очередь эндокринная система работает намного медленнее, но оказывает более длительные и более общие влияния. В эндокринную систему входят все ткани и железы, секретирующие гормоны - это гипофиз, щитовидная железа, паращитовидная железа, надпочечная железа, поджелудочная и половые железы. Все эти железы выделяют гормоны непосредственно в кровь. Действие гормонов подобно химическим сигналам во всем организме. Они выделяются эндокринными клетками и транспортируются с кровью в специальные клетки мишени. Особенностью гормонов является то, что они перемещаются от клеток, из которых выделились и влияют на активность других клеток и органов. Одни гормоны действуют на множество тканей, а другие - только на отдельные клетки-мишени, это обусловлено наличием в клетках-мишенях специальных рецепторов. Это взаимодействие сравнимо с принципом взаимодействия замка и ключа.

При физических нагрузках  происходят существенные изменения  метаболических процессов во всем организме, что сопровождается значительными  изменениями секреции и концентрации ряда гормонов.

Одним из первых на физические нагрузки реагирует Мозговый шар  надпочечников. Это проявляется  резким повышением секреции катехоламинов - адреналина и норадреналина. Эти  гормоны участвуют в регуляции  деятельности сердца, дыхательной системы, мобилизации энергетических ресурсов путем усиления гликогенолиза и гликолиза (в следствии активизации катехоламинами ключевых ферментов гликогенолиза и гликолиза, в скелетных мышцах и сердце увеличивается выход в кровь из печени глюкозы и ее транспорт к клеткам миокарда и мышцам), окислительных процессов. Это говорит о том, что адреналин и норадреналин стимулируют активное участие ряда функциональных систем в обеспечении физической работы.

При долговременной напряженной  работе значительную роль в обеспечении  мышечных сокращений энергией играют гормоны, принимающие участие в  регуляции обмена жиров 

При физических нагрузках  повышается нейросекреция в клетках  ядер гипоталамуса. Этот нейросекрет  по гипоталамо-гипофизарным путям перемещается в заднюю долю гипофиза, где используется при образовании гормонов - вазопрессина (АДГ) и окситоцина, которые влияют на сокращение гладкой мускулатуры  стенок сосудов, внутренних органов  и на центральную нервную систему.