Книга: Наука про живому
Очі 17 Координаційні системи: гормони і нерви
Очі 17 Координаційні системи: гормони і нерви
Для роботи організму потрібно надзвичайно ефективна координація діяльності всіх його частин. Будь-яке подія, що відбувається в будь-якій частині тіла тварини, впливає на подію в іншій його частині або ж, навпаки, піддається впливу цієї події через гормони або нерви. Коли викладач знайомить своїх учнів з гормонами, він зазвичай не відмовляє собі в задоволенні зобразити деяке замішання при спробі пояснити, що ж таке гормони «насправді». Проблема ця, однак, ні на хвилину не утруднить ендокринологів - біологів, що спеціалізуються на вивченні гормонів і залоз, які їх виробляють. Гормони - це такі речовини, як тироксин і трийодтиронін, які виробляються щитовидною залозою; інсулін, що виділяється тією частиною підшлункової залози, яка не виробляє травних ферментів, і кортізоноподобной речовини, що виробляються кірковим шаром надниркових залоз; все це - біологічно активні речовини, які циркулюють в крові і роблять загальне або специфічне, стимулюючий або гальмівну дію на біологічні процеси в різних частинах організму. Вроджена або виникло пізніше відсутність окремого гормону (наприклад, інсуліну, або адреналіну при туберкульозному ураженні наднирників, або гормонів щитовидної залози через брак в їжі необхідного для їх синтезу йоду) викликає легко розпізнається хвороба або функціональну неповноцінність організму, начебто цукрового діабету, надмірної втрати солі і кретинізму відповідно - захворювань, які нерідко можуть бути вилікувані штучним заміщенням відсутніх гормонів.
У той час як у більшості органів секретируемой речовина проводиться до місця своєї дії будь-яким протокою, гормони зазвичай виділяються в ток лімфи або крові. Багато органів нашого тіла мають подвійну функцію: вони виробляють свій звичайний секрет (наприклад, підшлункова залоза - травні ферменти), а крім того, ще й гормон. Інший приклад - яєчка: вони крім сперматозоїдів виробляють і чоловічі статеві гормони.
Видалення органу і заміщення вироблюваних їм гормонів - ось класичний експериментальний метод демонстрації гормональної функції того чи іншого органу, але, природно, подібна процедура не застосовується по відношенню до органу, необхідного для життя з причин, не пов'язаних з гормонами, які він виробляє, і ми можемо бути майже впевнені, що існує багато поки що не упізнаних гормонів.
В еволюції залоз, що виробляють гормони, є ряд вельми цікавих особливостей: одна з них полягає в тому, що ці залози часто гомологични органам, які на якийсь більш ранній стадії еволюції виконували зовсім іншу функцію, а пізніше стали функціонально зайвими. Щитовидна залоза, наприклад, гомологична апарату, який у найвіддаленіших предків хребетних - тварин, схожих з асцидії, - грав важливу роль, вловлюючи крихітні частинки їжі з морської води, що протікала через їх глотку і околожаберную порожнину. Дуже схоже, що в цьому і, можливо, у багатьох інших подібних випадках орган, втративши свою головну функцію, просто зберіг здатність виробляти гормони. Діяльність щитовидної залози у наземних тварин саме така, якою і слід було очікувати від гомологичного органу, який мав особливі можливості накопичувати йод, необхідний для вироблення секретується нею речовини; і вже, звичайно, загальна регуляція інтенсивності обміну речовин в організмі (одна з функцій щитовидної залози) - цілком підходяще заняття для органу, який грав настільки важливу роль в харчуванні наших віддалених предків. Серед інших залоз внутрішньої секреції, що походять від функціонально згаслого «ендофарінгального апарату» схожих з асцидії організмів, можна назвати околощітовідние і вилочкової залози.
Інша цікава тенденція в еволюції залоз внутрішньої секреції така: тканини, свого часу розкидані і розсіяні по організму, в кінці кінців збираються разом і утворюють єдиний компактний орган. А третя - це те, що органи абсолютно різного походження та функціонального призначення можуть в процесі еволюції структурно включатися один в одного. Найзнаменитіший приклад - це мозковий шар і кора надниркових залоз: перший виник з симпатичного ганглія, що виконував функції, подібні до функцій нерва (див. Нижче), а другий - з того, що могло бути надзвичайно примітивною почкоподобной структурою, відала регулюванням концентрації солі в організмі .
Особливо важливі серед ендокринних залоз ті, які впливають на інші залози; наприклад, гормони, вироблені передньою долею гіпофіза, регулюють роботу щитовидної залози, статевих залоз і кори надниркових залоз. Назви гормонів, що регулюють вироблення інших гормонів, мають суфікс «стежок». Таким чином, тиреотропний гормон - це той гормон, який регулює роботу щитовидної залози (тіроідов), а гонадотропний гормон впливає на дозрівання тканин, які б виробляли статеві клітини (гонади).
Специфічність дії гормонів пояснюється частково їх хімічною будовою (абсолютно, здавалося б, незначні зміни в молекулярній будові стероїдних гормонів надають глибоке вплив на їх дію), а почасти особливим характером рецепторів тих клітин, на які ці гормони діють.
Ендокринологічні, т. Е. Викликані гормонами, реакції мають «пам'яттю» тільки в тому сенсі, в якому це слово вживається в неврологічному або імунологічному контексті: характерна риса будь-якої імунної реакції полягає в тому, що друга зустріч з антигеном викликає реакцію, відмінну від тієї , яка була викликана першою зустріччю з ним; гормон ж зазвичай при всіх наступних впливах викликає одну і ту ж біологічну реакцію. Саме на цьому принципі будується дозування інсуліну при лікуванні пов'язаних з ним діабету.
Порівняння гормонів і нервів. Нерви працюють абсолютно не так, як гормони, але існує велика область, в якій реакції, викликані гормонами, і реакції, викликані нервами, взаємно перекриваються. З одного боку, деякі залози внутрішньої секреції відбуваються з елементів нервової системи: ми вже згадували про походження мозкового шару надниркових залоз, але ще більш наочним прикладом може послужити відділ проміжного мозку - гіпоталамус, що виробляє не тільки гормони, перш приписувалися лише задній частині гіпофізу, а й так звані гормони тропів (рилізинг-фактори), які стимулюють або пригнічують секрецію гормонів передньої долі гіпофіза. У свою чергу передача нервового імпульсу сама почасти відбувається під дією гормонів. Контактні гормони, такі, як ацетилхолін, діють безпосередньо в тому самому місці, де вони виробляються, і тут же руйнуються.
Залози внутрішньої секреції, що виникли з елементів нервової системи, надають дію, якого і слід було від них очікувати, судячи з їх походженням; так, гормон адреналін, що виробляється мозковим шаром надниркових залоз, діє саме так, як і повинен був би діяти орган, що виник з симпатичного ганглія. І гіпоталамус надає саме таке ендокринне вплив, якого і слід було очікувати від тієї частини мозку, яка є головним центром автономних рухових функцій, т. Е. Функцій регулювання діяльності «не підкоряються нашій волі» м'язів - тих м'язів, які при нормальному стані речей працюють самі по собі, без свідомого впливу на них з нашого боку.
Специфіка нервової діяльності, звичайно, в значній мірі визначається анатомією; конкретні складові поведінки виникають тому, що органи чуття і виконавчі органи пов'язані нервами абсолютно певним чином.