Системний аспект функціонування та дослідження ендокринної системи (стр. 2 из 3)

Регуляция через «реактор» гипофиза, который своими тропными гормонами управляет эффекторными железами внутренней секреции. В этом случае воспринимающие элементы («детекторы») находятся не в регулируемой железе, а в гипофизе. Так, микроинъекции тироксина в гипофиз тормозят его продукцию щитовидной железой за счет уменьшения выделения тиреотропного гормона.

Регуляция через ионное равновесие тканевой среды, возможно является наиболее тонкой. Именно таким путем изменяется уровень возбудимости реагирующих тканей и органов. Важную роль в этом играют эндокринные механизмы управления водно-солевым обменом. Обратные связи от осморецепторов, барорецепторов и разнообразных хеморецепторов образуют переплетающиеся контуры саморегуляции с многоуровневыми обратными связями.

Наиболее интересной особенностью эндокринной регуляции, с точки зрения организации управления, является исключительно тесная связь и непрерывное взаимодействие между отдельными железами внутренней секреции. Благодаря такой сложной взаимосвязи любой сдвиг в гормональной активности одной из желез немедленно вызывает «цепную реакцию» вовлечения в компенсаторные изменения всех других. Поэтому каждая железа внутренней секреции функционирует не изолированно, а выступает как звено. включенное в систему эндокринного управления, которая действует как единое целое. Взаимоотношения звеньев такой единой системы эндокринного управления во многом еще остаются недостаточно изученными, но уже сейчас эти связи оказываются настолько сложными, что некоторые исследователи считают невозможным анализировать их иначе, чем с помощью электронных вычислительных машин.

Ввиду чрезвычайной сложности взаимного влияния многочисленных звеньев разветвленной системы эндокринной регуляции и трудности их полного описания предпринимаются попытки обобщенного представления этих взаимосвязей, как типовых контуров управления с обратными связями (см. схему). Каждый контур рассматривается, как состоящий из элементарных блоков—эндокринона и нейроэндокринона, которые уже упоминались выше.

Нейрогландотропный контур образуется пусковым нервным механизмом стимуляции выделения тропных гормонов, активирующих деятельность ряда желез, гормоны которых действуют на эф-фекторные органы; в качестве примера показана схема одного из компонентов эмоциональной реакции. Возбуждение соответствующих гипоталамических центров ведет к инкреторной деятельности железистых клеток передней доли гипофиза. Выделенный ими ад-ренокортикотропный гормон активирует кору надпочечников, клетки которой усиливают выработку своего специфического гормона— кортизона, действующего на эффекторные органы. На схеме не показаны одновременно выделяющиеся гипофизом другие троп-ные гормоны—тиреотропный и гонадотропные. Этот контур состоит из следующих блоков: нейроэндокринона и, по крайней мере, трех эндокринонов с обратными связями между ними. Последние образуются как химическими сигналами адренокортикотропного гормона и кортизона (а₂), так и нервной импульсацией по афферентным путям от рабочего органа (a₃).

В случае, когда железы внутренней секреции активируются непосредственно нервными сигналами без посредника в виде тропных

Рис.3. Функциональная схема

гормонов, регуляция может быть представлена в виде эндокринно-метаболического контура. Примером могут служить поджелудочная и околощиторидные железы, на деятельность которых по обратной связи влияют сами регулируемые метаболиты: кальций— околощитовидные железы и сахар — на островки Лангерганса

Информация о результатах нейроэндокринного управления может поступать с периферии не только в виде химических сигналов, но и в форме импульсации по афферентным нервам от тканевых рецепторов. В таком случае образуется эндокринно-тканевой контур регуляции. На схеме показан гипоталамо-гипофизарный аппарат управления водно-солевым обменом. Изменения объема воды и концентрации в ней солей сигнализируются осмо-рецепторами тканей в гипоталамические центры, которые приводят в действие инкреторные клетки задней доли гипофиза и выделяемые ими гормоны антидиуретический, вазопрессин и окситоцин, действуя на почки и другие органы, восстанавливают нарушенное равновесие.

Контуры гуморального управления включают в себя, как правило, сложную систему отрицательных и положительных обратных связей. Например, различают «длинные», «короткие» и «ультракороткие» эндокринные обратные связи, регулирующие выработку гипофизарных гонадотропинов (Martini, 1973).

«Длинные» обратные связи от желез—мишеней тропинов: отрицательные (эффекты кортикостероидов, эстрогена, прогестеро-на и тестостерона) и положительные (эффекты эстрогена и про-гестерона); «короткие» обратные связи от переднего гипофиза:

отрицательные (эффекты адренокортикотропного, лютеинизи-рующего и фолликулостимулирующего гормонов) и положительные (эффекты тиреотропного гормона); «ультракороткие» от релизинг — факторов, прямо влияющих на скорость образования гормона с отрицательной обратной связью (релизинг—фактор фолликулостимулирующего гормона).

Рассмотрим эндокриннотканевый контур:

1. Состав элементов: гипоталамус, задний гипофиз, почка, осморецептор. По однородности состав – гетерогенный.

2. Классификация элементов:

Элемент	По содержанию	По степеням свободы	По степени специализации	По времени действия	Происхожденияю
Гипоталамус	Информационный	Программный	Специализированный	Нерегулярного	Биологические
Задний гипофиз	Вещественный	Программный	Специализированный	Нерегулярного	Биологические
Почка	Вещественный	Программный	Специализированный	Непрерывн.	Биологические
Осморецептор	Информационный	Программный	Специализированный	Непрерывн.	Биологические

3. Описание подсистем см. выше

4. Связи: описание связей дано выше, в таблице – классификация связей:

Связь	По направлению	По содержанию	По силе
Гипоталамус- Задний гипофиз	Прямая	Информационная	Сильная
Задний гипофиз - Почка	Прямая	Вещественно-информационная	Сильная
Почка- Осморецептор	Прямая	Вещественно-информационная	Сильная
Осморецептор - Гипоталамус	Обратная отрицательная	Информационная	Сильная

5. Единый центр управления: гипофиз через гипоталамус.

6. Тип структуры: наличие контура обратной отрицательной связи, иерархическая. Структура устойчивая.

3. Информационное описание

Так как данная система является управляющей, то ее информационная схема практически полностью совпадает со схемой рис.2.

Охарактеризуем информационные связи:

Гипоталамус- Задний гипофиз:

носитель – электричество,

метод кодирования – импульс,

тип информации – управляющая,

скорость – быстрая (доли секунды).

Задний гипофиз- Почка:

носитель – вещество (гормоны),

метод кодирования – химическая формула вещества;,

тип информации – управляющая,

скорость – средняя (доли минуты, минуты).

Почка- Осморецептор:

носитель – вещество,

метод кодирования – раздражение рецептора в результате физико-химического взаимодействия;

тип информации – осведомительная,

скорость – быстрая.

Осморецептор - Гипоталамус:

носитель – электричество,

метод кодирования – импульс,

тип информации – осведомительная,

скорость – быстрая.

Надежность обеспечивается:

- дублированием элементов (имеются группы подобных клеток, как эндокринных, так и рецепторных);

- дублированием связей;

- повторением во времени: управление по отклонению обеспечивает непрерывное регулирование вплоть до момента, когда выход не окажется в нужном состоянии.

4. Генетико-прогностическое описание

Регулирующие клетки являются собственно надстройкой над рабочими. Они выполняют функции восприятия и переработки информации, необходимой для управления многочисленными рабочими элементами. Однако именно они приобрели наибольшее значение, так как при усложнении организмов роль управления возрастает гораздо быстрее роста рабочих клеток.

Рабочие элементы в процессе эволюции подверглись значительным изменениям. В некоторых случаях отдельные клетки соединились, образуя своеобразные колонии, более приспособленные для выполнения определенных функций (мышечный синтиций сердца). В других случаях возникли рабочие органы, в которых частично представлены регулирующие элементы и основные рабочие клетки, тесно спаянные с подсобными, поддерживающими. Органы объединились в системы, полностью обеспечивающие ту или иную рабочую функцию целого организма.