Група  18Т1

Біологія 

Заняття № 31. 

    Тема: «Нейрогуморальна регуляція процесів метаболізму»

       Чинники регуляції метаболізму визначають інтенсивність процесів надходження, перетворення й видалення речовин та енергії. Їх поділяють на статичні й динамічні, зовнішні й внутрішні.

Чинники регуляції метаболізму, що не піддаються корекції з боку людини, називаються статичними. Це спадковість, стать, тип статури тіла,вік, нервові ендокринні впливи регуляторних систем. Так, з віком інтенсивність обміну знижується

на 7 – 10 % кожні десять років, досягаючи в старості свого мінімуму, а простуда чи травми активізують обмінні процеси. Обмін речовин у чоловіків у середньому на 10 – 20 % вищий, ніж у жінок, оскільки у них відсоткова частка м’язів є більшою відносно маси тіла. Високий рівень обміну речовин у дитячому віці пояснюється високою активністю процесів, посиленим ростом тканин. У похилому віці поряд із зниженням вмісту води, кількості й активності клітин знижується й м’язова активність.

В іншу групу об’єднують чинники, вплив яких людина може змінювати. Їх назвали

динамічними. Це раціон і режим харчування, маса тіла, психоемоційний

стан, сон, фізична активність, хронічні хвороби. Важливим є вплив на обмін ре-

човин загальної кількості й складу їжі. Разом із генетичними чинниками та спосо-

бом життя саме їжа визначає стан здоров’я кожної конкретної людини.

Приймання їжі підвищує інтенсивність обміну речовин, що триває протягом

5 – 6 год. Такий вплив їжі на рівень обміну речовин та енергії називається специ-

фічною динамічною дією їжі. Механізм такої дії їжі більшість дослідників пояс-

нюють впливом на клітини продуктів розпаду й проміжного обміну, активізацією

перистальтики кишечнику і посиленням роботи травних залоз.

На метаболізм впливають зовнішні й внутрішні чинники. Так, тривалий

вплив на організм людини низької температури підвищує обмін речовин (зі зни-

женням температури повітря на 10 °С рівень обміну підвищується на 2,5 %). До-

бові та сезонні зміни в природі визначають спадкову ритмічність процесів обміну

речовин. Так, підвищення інтенсивності обміну речовин спостерігається навесні

та раннім літом, а зниження – пізньої осені й узимку. Під час відпочинку обмін ре-

човин знижується на 13 % (за рахунок розслаблення скелетних м’язів). На рівень

обміну впливають й такі внутрішні чинники, як гормони та участь енергетичних

систем у забезпеченні клітин енергією. Це фосфатна система АТФ (забезпечен-

ня енергією на час, менший за 30 с), гліколізна (анаеробна) (від 30 с до 3 хв) та

аеробна (на час, більший за 3 хв) системи.

     Регуляція обміну речовин та енергії – сукупність рівнево організованих

біохімічних й фізіологічних процесів, що здійснюють пристосування обміну речо-

вин й енергії до потреб організму. На молекулярному рівні організації організму

людини відбувається генетична регуляція, що визначає синтез ферментів. Регу-

ляція на рівні генів веде до збільшення чи зменшення концентрації тих чи інших

ферментів шляхом впливу на активність ферментних генів регуляторних біл-

ків-індукторів чи репресорів. Цей тип регуляції обміну речовин вирізняється ви-

сокою специфічністю, але сам процес відбувається повільно (зазвичай годинами).

    Клітинна регуляція ґрунтується на особливостях взаємодії ферменту і

субстрату. За наявності субстрату клітина синтезує фермент, за відсутності –

припиняє синтез. Окрім того, активність ферментів у клітинах залежить від умов,

в яких діє фермент, а саме від рН середовища, температури, концентрації як фер-

менту, так і субстрату. Наприклад, накопичення кислих продуктів реакції може

сповільнити швидкість біокаталітичної реакції.

     Гуморальна регуляція обміну речовин на рівні організму полягає в дії гор-

монів на активність ферменту або на діяльність тканин та органів. Наприклад,

тиреотропний гормон гіпофіза впливає на щитоподібну залозу, яка може секре-

тувати більше чи менше тироксину, що веде до прискорення чи сповільнення об-

міну речовин. Гуморальна регуляція обміну речовин має повільну регулювальну

дію, і її прояви підпорядковані нервовій системі. Регулювальна дія гормонів є

різнобічною і може бути реалізована через активацію й пригнічення ферментів,

біосинтезу білків, зміну проникності клітинних мембран тощо. Гормони беруть

важливу участь як у терміновій регуляції, так і у тривалій регуляції (адаптації)

обміну речовин до умов середовища, кількості та якості вживаної їжі, регуля-

ції надходження і засвоєння кількості рідини та електролітів в організмі. Після

реалізації своїх функцій відбувається руйнування гормонів. Невелика частина

залишків гормональних продуктів може знову ресинтезуватись у гормони, але

більша їх частина піддається незворотному катаболізму. Видалення гормонів та

їхніх метаболітів здійснюється переважно із сечею й жовчю.

Найвищим рівнем регуляції обміну речовин в організмі людини є нервова

регуляція. Контроль за обміном речовин й перетворенням енергії належить до

інтегративних процесів, що регулюються гіпоталамусом. Крім центрів голоду, си-

тості й спраги, центрів, що регулюють обмін білків, вуглеводів, ліпідів, водно-со-

льовий обмін, у гіпоталамусі розміщений і центр терморегуляції. Вони поєднані

в один інтегративний центр, який регулює усі ці процеси. Найчастіше нервова система свою регуляторну функцію здійснює через ендокринну систему.  Яскравим прикладом цього зв’язку є вплив емоцій на обмін речовин. Нервова регуляція обміну речовин перебуває також під контролем кори великого мозку, тому людина може свідомо й швидко впливати на процеси харчування й чинники, від яких залежить обмін речовин.

Така регулювальна дія кори головного мозку називається кортикальною регу-

ляцією.

Нервова регуляція обміну речовин           здійснюється трьома шляхами:

1) виділенням нейромедіаторів – біологічно активних речовини, за допомогою яких передаються імпульси з нейронів через синапси (наприклад, серотонін, адреналін, гістамін, ацетилхолін);

2) зміною концентрації йонів, що активують або сповільнюють дію ферментів;

3) за допомогою впливів на ендокринні залози (наприклад, дія гіпоталамаса через гіпофіз на ендокринні залози)

Самостійна робота з таблицею

Регуляція обміну речовин в організмі людини

Організм людини має такі рівні організації, як молекулярний, клітинний, рі-

вень органів, системний, організмовий. Наведіть приклади фізичних, хімічних чи

фізіологічних процесів обміну речовин, що відбуваються на кожному із цих рівнів

Рівень організації                                          Приклади процесів обміну речовин

Молекулярний

Клітинний

Рівень органів

Системний

Організмовий

Завдання для самоконтролю

1. Що таке чинники обміну речовин?
2. Назвіть групи чинників, що впливають на обмін речовин.
3. Наведіть приклади зовнішніх й внутрішніх чинників обміну речовин.
4. Що таке регуляція обміну речовин?
5. Назвіть основні типи регуляції обміну речовин та енергії.
6. Наведіть приклади нервової й гуморальної регуляції обміну речовин.