Основные этапы липидного обмена

Физиология

Животных

основные понятия, термины, закономерности

Часть 3

Санкт-Петербург

УДК: 636.612 (075.8)

Физиология животных: основные понятия, термины, закономерности. Часть 3. Учебно-методическое пособие для студентов 2 курса. - Санкт-Петербург: Анонс, 2011. - 92 с.

Составители:

Профессор, д.б.н. Скопичев В.Г., доцент, к.б.н. Эйсымонт Т.А., доцент, к.б.н. Панова Н.А., доцент, к.б.н. Яковлев В.И., доцент, к.б.н. Енукашвили А.И., ассистент, к.б.н. Жичкина Л.В.

Учебно-методическое пособие рассматривает основные вопросы и понятия физиологии обмена веществ, внутренней секреции, физиологии центральной нервной системы, высшей нервной деятельности. Представлены практические и теоретические данные по поведению животных (этологии). Рассмотрены основополагающие вопросы физиологии анализаторов животных.

Учебно-методическое пособие направлено на лучшее усвоение материала по физиологии животных, а также с целью облегчения подготовки к экзамену по физиологии. Пособие предназначено для студентов 2 курса ветеринарного факультета, также может быть полезно для ветеринарных врачей .

Рецензент:

профессор, д.б.н. Карпенко Л.Ю.

Утверждено на Методическом Совете Санкт-Петербургской

государственной академии ветеринарной медицины.

Протокол № 4 от 17.02.2011 г.

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ

Обмен веществ и энергии - совокупность химических и физических превращений веществ, происходящих в живом организме и обеспечивающих его жизнедеятельность во взаимосвязи с внешней средой. Обмен веществ и энергии отличает живой организм от мёртвого. Сущность: поступление веществ в организм, их усвоение, использование и выделение продуктов обмена. Одновременно происходит превращение одних видов энергии в другие (потенциальная энергия химических связей, механическая, тепловая, электрическая). Ассимиляция (от assimulo - делаю подобным, анаболизм) - усвоение питательных веществ корма, превращение их в собственные белки, жиры и углеводы организма, накопление энергии. Диссимиляция (от dissimulo - делаю неподобным, катаболизм) - распад сложных веществ организма, освобождение энергии, образование конечных продуктов метаболизма.

Три этапа обмена:

1 - превращения веществ в пищеварительном тракте, всасывание в кровь и лимфу;

2 - превращения веществ в органах и тканях;

3 - выделение конечных продуктов обмена.

Различают общий, основной и промежуточный обмен. ОБЩИЙ обмен - обмен между организмом и средой в обычных условиях жизни. На общий обмен влияют разнообразные внешние и внутренние факторы (сезон года, климат, солнечная радиация, наличие или отсутствие корма и воды, продуктивность животного, физическая нагрузка, физиологическое состояние - беременность, лактация и пр.). ОСНОВНОЙ обмен - минимальный уровень обмена, необходимый для поддержания жизненно важных функций организма. Определяют при следующих трёх условиях: комфортная температура помещения (сбалансированы теплопродукция и теплоотдача), состояние физиологического покоя, натощак. Приём корма повышает обмен веществ на 15-20%, это называется динамическое действие пищи”, поэтому основной обмен у животных определяют до утреннего кормления. ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ обмен - происходит в клетках и тканях, это превращения веществ после всасывания из пищеварительного канала.

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РЕГУЛЯЦИИ обмена веществ и энергии. Значение регуляции - приспособить уровень обмена веществ и энергии к потребностям организма.

Три уровня регуляторных процессов:

1 - автоматическая регуляция на уровне клетки;

2 - гуморальная, главным образом при помощи гормонов. Гормоны влияют на синтез и активность ферментов, проницаемость мембран.

3 - нервная регуляция. Нервная система воздействует на обменные процессы (трофическое влияние) в тканях, на деятельность эндокринных органов, на поступление крови в органы и ткани. Центр всех видов обмена - в гипоталамусе (промежуточный мозг).

МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ: Оценить интенсивность обмена можно по определению разности между энергетической ценностью всей потребленной пищей и энергетической ценностью всех экскретов (балансовые опыты). Второй способ оценки обмена веществ и энергии основан на определении общей теплопродукции организма - учитывается всё использованное "топливо", и практически определения параметров обменных процессов проводят, помещая организм в калориметр. Опыты, проведённые Лавуазье и Лапласом и многократно повторенные другими исследователями на различных видах животных показали удивительное совпадение величин выделения тепловой энергии при окислении питательных веществ в организме и при их сжигании вне организма. Третий способ определения интенсивности обмена основан на определении количества кислорода, используемого в процессах окисления. Для этого определяют дыхательный коэффициент (ДК) - отношение объёма выделенного углекислого газа к объёму поглощённого кислорода. При таких исследованиях оценивается выдыхаемый воздух - измеряется его объём и процентное содержание в нём углекислого газа и кислорода. Так как содержание различных газов в атмосферном (вдыхаемом) воздухе известно, то можно вычислить, насколько уменьшается содержание (потрачено) кислорода и насколько увеличивается содержание (произведено) углекислого газа в выдыхаемом воздухе. ДК зависит от окисляемого субстрата. Если окисляются углеводы, то в результате получается одинаковое количество молекул углекислого газа и воды, которые в соответствии с законом Авогадро занимают равные объемы, то и ДК оказывается равным единице. При окислении жиров ДК=0,7, а при окислении белков - 0,8, смешанное питание дает возможность применить ДК= 0,85 - 0,9. Определенному ДК соответствует определенный энергетический (калорический) эквивалент кислорода - количество тепла, выделяемого организмом при потреблении 1 литра кислорода. В практике среднее значение энергетического эквивалента принимают равным 20,2 кДж/л кислорода, что соответствует величине метаболического ДК = 0,82, причём диапазон колебаний энергетического эквивалента в зависимости от значения ДК, как правило, не велик и погрешность оценки интенсивности обмена энергии не превышает 4%. Оценивая интенсивность энергетического обмена по потреблению кислорода, что является довольно надежным критерием уровня энергетического обмена, обнаружили, что на единицу массы тела мелкие млекопитающие потребляют значительно больше кислорода чем крупные. Почти 100 лет назад немецкий физиолог М.Рубнер, исследуя интенсивность метаболизма у собак разной величины, выдвинул идею, согласно которой эта зависимость определяется отношением поверхности тела к его объёму. Так как температура тела у собак разной величины одинакова и для поддержания её выработка тепла в процессе метаболизма должна быть пропорциональна её потере, то мелкие животные, у которых относительная поверхность больше чем у крупных, вынуждены вырабатывать больше тепла на единицу веса. Рубнер вычислил теплопродукцию на квадратный метр поверхности тела и нашёл, что она составляет - как у крупных, так и у мелких собак - примерно 1000 ккал на 1 кв.м. поверхности в сутки. Таким образом, интенсивность энергетического обмена определяется размерами поверхности тела (площадью поверхности) что известно как правило Рубнера. Используется также анализ крови, притекающей и оттекающей от органов (кровь берут путём катетеризации сосудов), методы изолированных органов, перфузии органов, методы меченых атомов. Широко используются биохимические и цитохимические методы исследования крови, лимфы, тканей.

БЕЛКОВЫЙ (АЗОТИСТЫЙ) ОБМЕН

ЗНАЧЕНИЕ БЕЛКОВ: 1) пластическое (входят в структуру клеток и тканей, биологических мембран) и 2) энергетическое (1 г белка - 4,1 ккал). Белками являются ферменты, некоторые гормоны (инсулин, СТГ, АКТГ). Белки обеспечивают сократительные процессы клеток (актин, миозин), транспорт газов кровью (гемоглобин), свертывание крови (фибриноген), защиту организма от вирусов, микробов, чужеродного белка (иммуноглобулины). В состав белков обязательно входит азот (в углеводах и липидах его нет). Исходя из того, что в белке в среднем содержится 16% азота легко рассчитать поступление белка в организм - 1г азота соответствует 6,25г белка. Поэтому оценка состояния белкового обмена, а также многие методы исследования белкового обмена основаны на определении содержания азота в кормах, моче, кале и поте.

АЗОТИСТЫИ БАЛАНС - соотношение азота, поступающего с кормом и азота, выделяющегося из организма. Азотистое равновесие - одинаковое поступление и выделение из организма азота. Имеет место у взрослых здоровых животных при благоприятных условиях кормления и содержания. Отрицательный азотистый баланс - больше выделяется азота, чем с пищей поступает и организм - развивается при недостатке белка в рационе, или при усиленном распаде белка в организме. Положительный азотистый баланс - количество поступающего белка больше, чем выделяющегося. Наблюдается во время роста животного, при беременности, при спортивных тренировках, в восстановительном периоде после голодания или перенесённого заболевания (ретенция, или задержка азота).

БЕЛКОВЫЙ МИНИМУМ - минимальное количество белка, поступающее в организм для сохранения азотистого равновесия. Его величина из расчета на 1 кг массы тела составляет: для нелактирующих коров 0,6-0,7 и, для лактирующих коров - 1 г, для овец и свиней - 1 г. Кроме общего количества белка в корме имеет значение его аминокислотный состав. Полноценные белки: содержат все незаменимые аминокислоты, то есть не синтезирующиеся в организме. Неполноценные белки: не содержат каких-либо незаменимых аминокислот. НЕЗАМЕНИМЫЕ АМИНОКИСЛОТЫ: валин, изолейцин, метионин и, лизин, триптофан, фенилаланин. ЧАСТИЧНО НЕЗАМЕНИМЫЕ АМИНОКИСЛОТЫ: аргинин, гистидин, цистеин, тирозин. Без незаменимых аминокислот нарушается синтез белка, задерживается рост, животное худеет и погибает.

Основные этапы белкового обмена.

1. Пищеварительные процессы. Пищевой белок начинает перевариваться в желудке (соляная кислота, пепсин, гастриксин, желатиназа, химозин) - до пептонов. Заканчивается процесс в тонком кишечнике (трипсин, химотрипсин, эластаза, пептидазы поджелудочного и кишечного соков, в щелочной среде) - до аминокислот. Аминокислоты всасываются в тонком кишечнике в кровь. У новорожденных животных иммунные белки молозива всасываются в кишечнике в нерасщеплённом виде путем пиноцитоза. Особенности у жвачных: в рубце белок распадается при участии ферментов микроорганизмов до аминокислот и аммиака. Они всасываются в кровь (часть аммиака отрыгивается). В печени аммиак превращается в мочевую кислоту и в мочевину. Часть мочевины выводится из организма с мочой и потом, а частично возвращается обратно в рубец - со слюной и путем фильтрации через стенку рубца из крови. В рубце мочевина снова распадается до аммиака и происходит синтез микробиального белка - из аммиака и аминокислот. Микробиальный белок переваривается в кишечнике; он является полноценным, так как микрофлора рубца синтезирует все незаменимые аминокислоты.

2. Промежуточный обмен белков Всосавшиеся из кишечника аминокислоты по воротной вене поступают в печень. Здесь происходят их изменения -дезаминирование, переаминирование (или трансаминирование), декарбоксилирование. В результате образуются новые аминокислоты, отщепляются амино- и кетогруппы. Безазотистые остатки аминокислот идут на синтез жиров и углеводов. Из свободных аминокислот и полипептидов крови в клетках синтезируется белок, свойственный данному организму (индивидуальный). Происходит это в рибосомах при участии нуклеиновых кислот РНК и ДНК. Одновременно в клетках происходит и распад белков в лизосомах. Поскольку белки не синтезируются в организме животных из безазотистых веществ, постоянно необходим приток нового белка с кормами. У жвачных животных, в связи с особенностями пищеварения, часть белка может синтезироваться из азотсодержащих небелковых веществ - например, из мочевины.

3. Продукты белкового обмена углекислый газ, вода и азотсодержащие вещества - мочевина, мочевая кислота, аммиак, креатинин, гиппуровая кислота и др. Азотсодержащие метаболиты выделяются из организма через почки, желудочно-кишечный тракт, пот, и в меньшей степени - через лёгкие.

РЕГУЛЯЦИЯ БЕЛКОВОГО ОБМЕНА

Центр белкового обмена в гипоталамусе. Высшие центры - в коре больших полушарий (белковый обмен изменяется при психических воздействиях, во сне и при гипнозе, условнорефлекторно). Интегративная функция центральной нервной системы, призванная обеспечить наиболее адекватное приспособление к условиям постоянно меняющейся среды обитания обеспечивает свои трофические функции через гипоталамические структуры головного мозга. Гипоталамус регулирует деятельность желез внутренней секреции. Анаболические гормоны СТГ (гипофиз), андрогены и эстрогены (половые железы), инсулин (поджелудочная железа) - усиливают синтез белка в мышцах, меньше - в печени, способствуют накоплению белка во время роста, при беременности. Катаболические гормоны тироксин, трийодтиронин (щитовидная железа), глюкокортикоиды и минералокортикоиды (кора надпочечников) - усиливают распад белков, ограничивают белковый синтез.

УГЛЕВОДНЫЙ ОБМЕН

ЗНАЧЕНИЕ углеводов. 1 - энергетическое: обеспечивают 40-60% энергии организму, причем в экстренных ситуациях (быстро). 1 г углеводов даёт в метаболических реакциях 4,1 ккал; 2 - пластические функции: углеводы входят в структуру клеток, являются элементами нуклеиновых кислот, входят в соединения с жирами (гликолипиды) и белками (гликопротеиды, мукопротеиды). СОДЕРЖАНИЕ глюкозы в крови - важный гомеостатический показатель. У жвачных в крови содержится 0,4-0,6 г/л глюкозы, у моногастричных больше - 1,0-1,6 г/л; у птиц - до 3 г/л. При снижении концентрация сахара в крови могут наступать судороги, потеря сознания (глюкоза - основной источник энергии для ЦНС). При повышении уровня глюкозы в крови она частично переходит в гликоген (резерв), частично выделяется с мочой.

Основные этапы углеводного обмена.

1. Пищеварительный основные углеводы корма - крахмал и гликоген начинают перевариваться в желудке (внутри пищевого кома, в щелочной среде, амилолитические ферменты слюны, корма, микрофлоры), а заканчивают - в тонком кишечнике (амилаза, мальтаза, лактаза, инвертаза поджелудочного и кишечного соков). Моносахариды (глюкоза и фруктоза) всасываются в кровь. Особенности у жвачных: клетчатка в рубце расщепляется ферментами целлюлозолитических бактерий до глюкозы. Крахмал и глюкоза сбраживаются (уксуснокислые, молочнокислые бактерии) до ЛЖК - уксусной, масляной, пропионовой, которые всасываются через стенку рубца в кровь. Из глюкозы и дисахаридов инфузории синтезируют полисахариды и откладывают их в форме крахмальных зерен в цитоплазме. Это предотвращает избыточное брожение в рубце (а брожение сопровождается образованием большого количества тепла и газов!). В сычуге инфузории погибают и в кишечнике крахмал переваривается до глюкозы. У лошадей клетчатка переваривается таким же образом в толстом отделе кишечника. ЛЖК используются на образование энергии, синтез глюкозы, кетоновых тел, образование молока.

2. Промежуточный обмен углеводов. По воротной вене глюкоза поступает в печень. Здесь происходят следующие процессы: гликогенез - образование гликогена из глюкозы, неогликогенез - образование гликогена не из глюкозы, а из молочной кислоты, ЛЖК, глицерина, безазотистых остатков аминокислот; гликогенолиз - распад гликогена до глюкозы. Аналогичные процессы происходят в мышцах. Распад глюкозы происходит двумя путями: Аэробный распад (окисление) - до углекислого газа и воды, при этом полностью освобождается энергия. Часть энергии переходит в потенциальную энергию химических связей - макроэргов (АТФ, АДФ, креатинфосфат, гексозофосфат), остальная тратится организмом непосредственно. Анаэробный распад (бескислородный) - идёт до молочной кислоты. В процессе многостадийных реакций энергия освобождается не сразу, а порциями, что предотвращает потери энергии в виде избытка тепла.

3. Конечный этап обмена углеводов. Конечными продуктами углеводного обмена являются СО₂ и Н₂0 которые выделяются из организма. Молочная кислота, образующаяся при анаэробном распаде углеводов, частично идет на ресинтез гликогена.

РЕГУЛЯЦИЯ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА.

Нервная регуляция. Центр - в гипоталамусе (“сахарный укол” Клода Бернара). высшие центры - в коре больших полушарий (эмоциональная гипергликемия). Гипоталамус влияет на углеводный обмен через симпатическую нервную систему и через гипофиз. Симпатическая нервная система увеличивает распад гликогена и повышает уровень сахара в крови. Раздражитель - начальная концентрация сахара в крови. Гормональная регуляция:

Инсулин

- снижает уровень сахара в крови,

- повышает проницаемость клеточных мембран,

- усиливает потребление сахара клетками,

- способствует превращению глюкозы в гликоген и в жир,

- тормозит неогликогенез.

Повышают уровень сахара в крови - шесть гормонов:

адреналин - активирует фосфорилазу печени;

глюкагон - активирует образование глюкозы из гликогена;

глюкокортикоиды - активируют образование глюкозы из неуглеводов;

АКТГ - стимулирует синтез глюкокортикоидов;

СТГ - уменьшает утилизацию глюкозы тканями;

тироксин - уменьшает распад глюкозы, улучшает всасывание глюкозы из кишечника.

ЛИПИДНЫЙ ОБМЕН

ЗНАЧЕНИЕ.

1 - энергетическое: 1 г жира - 9,3 ккал.

2 - пластическое: входят в структуру клеток, мембран.

Количество жира, входящее в структуру ядра, митохондрий, мембран - постоянное и устойчивое. Жировое депо - подкожная клетчатка, сальник, околопочечный и околосердечный жир. Количество резервного жира непостоянно, зависит от вида, возраста, пола животного, кормления, физиологического состояния и индивидуальных особенностей. Жир фиксирует внутренние органы; предохраняет их от внешних воздействий; участвует в терморегуляции; является источником воды; необходим для всасывания жирорастворимых витаминов. Жир входит в структуру некоторых ферментов, гормонов, сложных белков и углеводов.

По структуре липиды подразделяют на нейтральные жиры (глицерин и жирные кислоты) и липоиды (фосфатиды и стерины). Ненасыщенные жирные кислоты - линолевая и её производные - линоленовая и арахидоновая - в организме не синтезируются, называются незаменимыми и должны постоянно поступать с кормом.

Фосфатиды - (лецитин, кефалины) - содержат глицерин, жирные кислоты, фосфорную кислоту и азотистое основание. Входят в состав всех тканей, мембран. Много их в нервной ткани. Участвуют в синаптических процессах (синтез ацетилхолина), в транспорте жира кровью, в свертывании крови. Стерины - циклические спирты (холестерин, витамин Д, половые гормоны, кортикостероиды и желчные кислоты).

ОБМЕН ВОДЫ

ЗНАЧЕНИЕ воды: вода - универсальный растворитель всех веществ. Все биохимические реакции в организме идут в водных растворах; вода необходима для поступления питательных веществ и минеральных солей в организм, их всасывания, использования и выделения конечных продуктов обмена; вода необходима для кровообращения, дыхания, пищеварения и др. функций; вода участвует в распределении тепла в организме и теплоотдаче. Распределение воды в организме: 71% - внутри клеток, 19% - в тканевой жидкости, 10% - в крови. В среднем содержание воды в организме составляет 65% от массы тела. Больше всего воды -в головном мозге (70-80%), меньше всего - в костях (22%).

ОБМЕН МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ

Общее значение минеральных веществ:

1 - входят в структурные элементы всех органов и тканей;

2 - участвуют в сохранении водного баланса;

3 - определяют осмотическое давление крови, тканевой жидкости, лимфы и цитоплазмы клеток;

4 - участвуют в регуляции кислотно-щелочного равновесия внутренней среды организма;

5 - участвуют в процессах возбуждения, генерации биопотенциалов сокращении мышц.

Минеральные веществ поступают в организм с кормом и водой, депонируются в костях, печени, селезенке, коже. В жидких средах находятся либо в свободном (ионизированном) состоянии, либо входят в структуру каких-либо веществ. Выделяются из организма с мочой, калом, потом. В зависимости от концентрации в крови различают:- макроэлементы (мг/100 мл, или ммоль/л) - натрий, калий, кальций, фосфор, магний, сера, хлор, железо микроэлементы (мкг/100 мл, или мкмоль/л) - кобальт, медь, марганец, цинк, йод, фтор, стронций, селен и др. Металлопротеиды выполняют исключительно важные и разнообразные функции в живых организмах как в качестве транспортных систем (Fe-содержащий трансферрин и ферритин, Cu-содержащий церулоплазмин) так и в роли металлоферментов (Cu-содержащие оксидазы, например тирозиназа, содержащие Zn карбоангидраза и карбоксипептидаза, содержащая Мо-ксантиоксидаза и др.).

ВИТАМИНЫ

ВИТАМИНЫ - низкомолекулярные биологически-активные вещества, обеспечивающие нормальные биохимические и физиологические процессы в организме. Витамины разделяют на две группы: - жирорастворимые и водорастворимые.

ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ

Понятие «температура тела» является очень неопределенным, так как температура разных органов и тканей неодинакова. Температура кожи различна на разных её участках, может колебаться в пределах 10-20^оС и зависит от особенностей кровоснабжения, густоты волосяного покрова, температуры и влажности воздуха, ветра и др. факторов. Температура внутренних органов более постоянна, колеблется в пределах 1-2^о С, в меньшей степени зависит от внешних условий и в большей - от функционального состояния органов и организма в целом. С клинической целью у животных принято измерять температуру в прямой кишке на расстоянии 5-8 см от ануса; эту температуру и принимают за температуру тела.

Ректальная температура у разных видов животных различна.

Постоянство температуры тела (гомойотермия) определяется балансом двух процессов - теплопродукцией и теплоотдачей. Температура тела повышается, если теплопродукция превышает теплоотдачу, и понижается, если теплоотдача превышает теплопродукцию.

Ректальная температура у различных видов животных

Животное	t, ºC	Животное	t, ºC	Животное	t, ºC
лошадь	37,5 - 38,5	собака	37,5 - 39,0	овца, коза	38,5 - 40,0
корова	37,5 - 39,5	кошка	38,0 - 39,5	свинья	38,0 - 40,0
птицы	40,0 - 44,0

ТЕПЛОПРОДУКЦИЯ, или ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ, или ТЕРМОГЕНЕЗ это образование тепла в результате освобождения энергии из химических связей. Тепло выделяется как в аэробных условиях (окислительные процессы), так и в анаэробных (распад ма­кроэргов). Основными органами, участвующими в химической тер­морегуляции, являются мышцы, печень, кишечник, а у жвачных - и рубец. Химическая терморегуляция с первых дней жизни хорошо развита у телят, ягнят, жеребят; они устойчивы к колебаниям внешней температуры. Поросята, цыплята, утята рождаются с неразвитой химической терморегуляцией, поэтому они нуждаются в тщательном соблюдении температурного режима в помещении.

ТЕПЛООТДАЧА, или ФИЗИЧЕСКАЯ ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ, или ТЕРМОЛИЗ - это процессы выделения тепла из организма. Основные механизмы физической терморегуляции следующие:

- теплоизлучение: радиация - рассеивание тепла в окружающем воз­духе,

- конвекция - согревание слоя воздуха, окружающего тело животно­го;

- теплопроведение: передача тепла от тела животного к холодному предмету (пол, стенка); в холодное время теплоотдача уменьшается за счет пиломоторного рефлекса – гладкая мышца в основании воло­са или пера сокращается, волосы или перья приподнимаются и задер­живают больший объем нагретого воздуха;

- выделение тепла из организма для испарения пота, слюны;

- выделение тепла с выдыхаемым воздухом (периодическое частое дыхание), мочой, калом, молоком. У сельскохозяйственных живот­ных ведущую роль в поддержании постоянной температуры тела иг­рают механизмы физической терморегуляции

РЕГУЛЯЦИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕЛА (температурный гомеостаз) осуществляется нейрогуморальным путем.

Центр теплорегуляции находится в гипоталамусе, состоит из двух отделов - отдела, регулирующего теплопродукцию, и отдела, регули­рующего теплоотдачу. Информация в центр теплорегуляции поступа­ет от терморецепторов, расположенных в коже и в кровеносных сосу­дах. Чувствительны к температуре крови также нейроны гипоталаму­са (медиальная преоптическая зона). В этот же центр поступает ин­формация через кору больших полушарий от других анализаторов. Эффекторами являются органы, которые обеспечивают образование или выделение тепла - скелетные мышцы, кровеносные сосуды, кожа, печень, легкие и т.п. В эфферентных звеньях участвуют железы вну­тренней секреции. Кора больших полушарий обеспечивает тонкое взаимодействие между различными системами, участвующими в ре­гуляции температурного гомеостаза, и в условно-рефлекторных и эмоциональных изменениях температуры тела.

ГИПОФИЗ

ГИПОФИЗ состоит из трех долей - передней, средней и задней

ПЕРЕДНЯЯ ДОЛЯ ГИПОФИЗА или аденогипофиз. Гормоны: СТГ, АКТГ, ПГ, ЛТГ, ФСГ, ЛГ

ФУНКЦИЯ:

СТГ, или соматотропный гормон, гормон роста: синтез нуклеиновых кислот и белка, накопление белка; мобилизация жира из депо, расход жира; задержка в организме кальция, фосфора, натрия; рост костей, хрящей внутренних органов стимуляция молокообразования.

ТТГ, или тиреотропин, тиреотропный гормон: накопление йода в щи­товидной железе, увеличение выработки тироксина.

АКТГ, или кортикотропин, адренокортикотропный гормон: стимуля­ция глюкокортикоидной функции коры надпочечников.

ЛТГ, или пролактин, лактотропный гормон: регуляция образования молока, стимуляция желтого тела яичников.

ФСГ, или фолликулостимулирующий гормон, фоллитропин: регуля­ция роста и развития фолликулов у самок, спермогенеза - у самцов.

ЛГ, или лютеинизирующий гормон, лютропин: у самок - образование жёлтого тела в яичниках, у самцов - стимуляция выработки тестосте­рона. ЛГ совместно с ФСГ регулируют овуляцию. ЛГ и ФСГ называ­ют гонадотропными гормонами, или -гонадотропинами.

Липотропин. Известны две формы этого гормона: α- и β-липотропи­ны, обладающие мощным жиромобилизующим действием. В гипота­ламусе и гипофизе липотропины являются предшественниками энке­фалинов и эндорфинов, обладающих морфиноподобным действием.

ЗАДНЯЯ ДОЛЯ ГИПОФИЗА или нейрогипофиз. Место выделения в кровь гормонов (окситоцина и вазопрессина) синтезированных в па­равентрикулярном и супраоптическом ядрах гипоталамуса.

ФУНКЦИИ: ОКСИТОЦИН: сокращение гладких мышц матки и мио­эпителиальных клеток молочной железы. У самцов - сокращение гладких мышц спермопроводящих путей. ВАЗОПРЕССИН, или анти­диуретический гормон, АДГ: увеличение реабсорбции воды в почеч­ных канальцах, уменьшение реабсорбции натрия, калия, хлоридов. Отсюда - уменьшение диуреза, но увеличение концентрации мочи. Сосудосуживающее действие на артериолы и капилляры, повышение кровяного давления.

ПРОМЕЖУТОЧНАЯ или СРЕДНЯЯ ДОЛЯ ГИПОФИЗА Гормон: меланотонин или интермедин, меланоцитостимулирующий гормон.

ФУНКЦИИ: регуляция пигментного обмена кожи, меха, радужной и сетчатой оболочек глаза; адаптация зрительного анализатора.

Регуляция активности гипофиза осуществляется при участии гипота­ламуса, который, в свою очередь, подчиняется высшим отделам ЦНС, в том числе коре больших полушарий. Кроме того, секреция гипофизарных гормонов зависит от содержания в крови гормонов других желез внутренней секреции по принципу обратной связи.

РОЛЬ ГИПОТАЛАМУСА В РЕГУЛЯЦИИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

ГИПОФИЗА ( ГIIПОТАЛАМО-ГИПОФИЗАРНАЯ СИСТЕМА)

Гипоталамус - отдел промежуточного мозга.Некоторыми клетками гипоталамуса вырабатываются гормоны, или нейросекреты. Эти гор­моны, или релизинги, релизинг-факторы, подразделяют на две груп­пы -либерины (стимулирующие) и статины (тормозящие).

В АДЕНОГИПОФИЗ релизинги поступают по кровеносным сосудам (воротная система), в ответ в гипофизе либо вырабатываются, либо прекращают вырабатываться соответствующие гормоны. Каждый гормон передней и средней доли гипофиза регулируется соответствующими гормонами гипоталамуса.

Гормоны задней доли гипофиза (окситоцин и вазопрессин) образуют­ся в гипоталамусе, по аксонам нейронов перемещаются в заднюю долю гипофиза, где накапливаются, активизируются и по мере надоб­ности выделяются в кровь. В гипоталамусе образуются, помимо ли­беринов и статинов, нейропептиды (энкефалины, эндорфины), обла­дающие болеутоляющим морфиноподобным действием, и играющие роль в регуляции вегетативных функций и поведения животных. Та­ким образом, гипоталамо-гипофизарная система включает в себя три механизма: 1 - гипоталамус-нейрогипофиз, 2 - гипоталамус-аденоги­пофиз, 3 - нейрорегуляторные пептиды

ЩИТОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА

Паренхима органа включает в себя несколько типов клеток: тиреоидные (формирующие стенку фолликула), парафолликулярные и интерфолликулярные. Исходными продуктами для биосинтеза йодированных гормонов является аминокислота тирозин и йодид. Поставляемый с кровью йодид в тиреоцитах подвергается окислению и превращается в молекулярный йод, который вступает в соединение с тирозином, и через ряд промежуточных соединений (монойодтирозин, дийодтирозин) образуется тироксин (тетрайодтирозин) и трийодтиронин. ФУНКЦИИ трийодтиронина и тироксина:

1. Стимуляция обменных процессов: усиление расщепления белков, жиров. углеводов; усиление окислительных процессов; термогенез; активация пищеварительных процессов, повышение продуктивности.

2. Регуляция роста, развития, дифференцировки тканей. Метаморфоз. Формирование костей. Рост шерсти. Развитие нервной ткани и сти­муляция нервных процессов.

З. Усиление сердечной деятельности, повышение чувствительности сердца к влиянию симпатической нервной системы.

РЕГУЛЯЦИЯ секреции трийодтиронина и тироксина:

1. Нервная регуляция.

Кора больших полушарий - ретикулярная формация - гипоталамус - вегетативная нервная система. Симпатическая нервная система - уси­ливает активность щитовидной железы, парасимпатическая - угнета­ет.

2. Гуморальная регуляция: тиреотропный гормон, адренокортико­тропный, соматотропный (гипофизарные гормоны). Уровень сахара в крови (обратная связь). Известна физиологическая гипофункция щи­товидной железы: во время спички. Физиологическая гиперфункция железы: во время беременности, лактации, при повышении молочной продуктивности.

ФУНКЦИИ тиреокальцитонина (пептидного гормона, продуцируе­мого парафолликулярными клетками): понижает уровень кальция и фосфора в крови. Угнетает остеокласты, активизирует остеобласты - кальций и фосфор из крови переходит в костную ткань. Усиливает выведение фосфора с мочой. РЕГУЛЯЦИЯ синтеза тиреокальцитони­на зависит от уровня кальция в крови: увеличивается содержание кальция - увеличивается образование тиреокальцитонина. Это и нор­мализует уровень кальция в крови.

НАДПОЧЕЧНИКИ

НАДПОЧЕЧНИКИ состоят из двух зон - корковой и мозговой, которые являются как бы самостоятельными железами внутренней секреции.

МОЗГОВАЯ ЗОНА НАДПОЧЕЧНИКОВ

ГОРМОНЫ: норадреналин и адреналин (катехоламины) - производ­ные аминокислоты тирозина.

Кроме надпочечников, адреналин и норадреналин образуются хро­маффинными клетками, разбросанными по всему организму, а также в окончаниях адренергических нервов (медиаторы). ФУНКЦИИ: ад­реналин и норадреналин обеспечивают экстренную перестройку функций, направленную на повышение работоспособности организ­ма в чрезвычайных условиях (физическая нагрузка, эмоциональное возбуждение, охлаждение и т.п.).

1 - усиливают обменные процессы в клетках - распад гликогена, жира, освобождение энергии.

2 - усиливают работу сердца, повышают кровяное давление; сужива­ют сосуды кожи, брюшных органов; расширяют сосуды работающих скелетных мышц, сердца, мозга.

3 - уменьшают тонус мышц желудка и кишечника, угнетают секре­цию пищеварительных соков; расслабляют бронхи.

4 - повышают возбудимость рецепторов (слуха, зрения).

Действия адреналина и норадреналина несколько различны.

В тканях имеются α- и β-адренорецепторы. При взаимодействии ка­техоламинов с α-рецепторами наблюдаются эффекты возбуждения (сужение сосудов, сокращение матки и др.). При взаимодействии их с β-рецепторами наблюдаются тормозные эффекты (расширение сосу­дов, расслабление бронхов, торможение сокращений матки и др.). Раздражение β-рецепторов миокарда вызывает стимулирующий эффект. Адреналин влияет на оба типа рецепторов, норадреналин - только на α-рецепторы.

РЕГУЛЯЦИЯ ФУНКЦИЙ МОЗГОВОГО СЛОЯ НАДПОЧЕЧНИКОВ

Нервная регуляция: Кора больших полушарий: анализ внешних и внутренних раздражений; условно-рефлекторный выброс адреналина перед стартом, перед экзаменом. Лимбическая система, гипоталамус - высшие центры вегетативной нервной системы, и через симпатиче­скую нервную систему (через чревные нервы) - усиливают секрецию гормонов. Гуморальная регуляция: При снижении уровня сахара в крови усиливается функция мозгового слоя надпочечников.

КОРА НАДПОЧЕЧНИКОВ

В коре надпочечников - 3 зоны: пучковая, клубочковая и сетчатая. Вырабатывают кортикостероидные гормоны, их предшественники - холестерин и ацетат.

КЛУБОЧКОВАЯ ЗОНА - ГОРМОНЫ: минералкортикоиды - альдо­стерон, дезоксиальдостерон.

ФУНКЦИИ: регуляция водно-минерального обмена, кислотно-ще­лочного равновесия и объема жидких сред в организме - крови, тка­невой жидкости. Повышение содержания в крови натрия и снижения калия. Альдостерон усиливает реабсорбцию натрия и хлора из пер­вичной мочи и способствует выведению из организма с мочой калия, водорода и аммония. РЕГУЛЯЦИЯ: зависит от уровня натрия и калия в крови и тканевой жидкости: увеличение содержания в крови натрия тормозит выделение из надпочечников альдостерона. Торможение секреции альдостерона наблюдается также при увеличении объема тканевой жидкости.

ПУЧКОВАЯ ЗОНА - ГОРМОНЫ: глюкокортикоиды - гидрокортизон (или кортизол) и кортикостерон. Из кортизола. но вне надпочечни­ков, образуется кортизон.

ФУНКЦИИ:

1. Регуляция обмена веществ. В углеводном обмене: глюконеогенез (из дезаминированных аминокислот и жирных кислот), увеличение уровня сахара в крови и гликогена в тканях. В белковом обмене: рас­пад и синтез белков, дезаминирование аминокислот. В жировом об­мене: при недостатке глюкозы - мобилизация жира из депо и ис­пользование его в энергетических процессах. Стимуляция водно-ми­нерального обмена.

2. Противовоспалительное действие: уменьшение проницаемости мембран, угнетение выделения гистамина, торможение активности лимфоидной системы, инволюция тимуса, уменьшение лимфатиче­ских узлов, уменьшение количества лимфоцитов и эозинофилов в крови, уменьшение синтеза антител. РЕГУЛЯЦИЯ секреции глюко­кортикоидов: Адренокортикотропный гормон гипофиза (АКТГ). Се­креция АКТГ и глюкокортикоидов увеличивается при стрессах лю­бой этиологии. Зависит от исходного уровня белковых, липидных и углеводных компонентов в крови, и от уровня глюкокортикоидов: при высоком уровне глюкокортикоидов в крови (например, при лече­нии гормонами) синтез этих гормонов в коре надпочечников умен<