Fyziologie živočichů (a člověka) Bi2BP_FYZP III. ročník 1/0/2 Zk část – řídící a regulační funkce Soustavy: humorální nervová A. Žákovská, B. Rychnovský [USEMAP] Evoluce regulací Fylogeneze – střet dvou protichůdných tendencí: 1. zvětšování složitosti se specializací proti 2. upevňování jednoty a utužování vztahů mezi částmi. Sladění – regulační mechanismy. Systém: senzorická x výkonná x řídící jednotka. Senzorická jednotka – smyslové orgány (receptory) – signál – přenos do ústředí (CNS) – dekódování, vyhodnocení – instrukce – příkaz – signál do výkonná jednotka oblasti (orgánu) Biologický projev: reflexní oblouk - receptorová složka (smysl. orgán reaguje na specifický podnět) - dostředivá dráha - centrum - odstředivá dráha (motorické a vegetativní nervy, hormony) - efektorová složka (výkonný orgán) Zachycení informace a přenos od receptoru k centru – vzruchové signály. Reakce typu vše nebo nic. V centru – porovnání. Výsledný signál závisí na: a) změně prostředí b) vnitřním stavu organismu [USEMAP] Odstředivý přenos – u mnohobuněčných: a) látkové mechanismy (regulace humorální – chemická) b) změny polarizace povrchové membrány (nervová – vzrušivá regulace) ad a) Fylogeneticky nejstarší, látka (signál) v mezibuněčném prostředí. Vývojově pokročilejší: účinné látky – specifické látky = hormony (signály). ad b) Buňky čivé, nervové a hybné, signál (změny elektrického potenciálu) vzniká na povrchu buněk. Rozdíly mezi typy regulací: Humorální regulace – proces pomalý, nelokalizovatelný. Specifická citlivost cílové tkáně (ne specifičnost povahy hormonu). Uplatnění při adaptačních dějích. Vzrušivá regulace – pohotová, rychlé rozvinutí, rychlé vymizení. Účinek přísně zaměřený na cílový efektor. Společné rysy: - přes rozdílnost mechanismu dálkového přenosu – shodnost mechanismu přenosu informace na výkonný prvek – látkový (hormon x mediátor). - prostorová návaznost humorální a nervové regulace – smíšené regulační soustavy (hypotalamo-hypofyzární) [USEMAP] Mezibuněčná komunikace a způsoby přenosu signálu 6 základních poslů: neutrotransmitery, neurohormony, hormony, parakrinní látky, feromony a cytokiny 1.Gap junction – propojení mezi buňkami 2.Přímá reakce buněk (fagocyt) 3.intercelulární chemické látky (přes receptor 4. Typy látkové signalizace. Neurotransmitery (a) působí pouze v synaptické štěrbině. Neurohormony (b) cirkulují krví a hemolymfou podobně jako hormony (c). Tkáňové hormony (d,e) jsou určeny pouze buňkám v bezprostřední blízkosti. [USEMAP] HUMORÁLNÍ (látková) regulace Základ látkových (humorálních, hormonálních) regulací: schopnost buněk specificky reagovat na přítomnost látek z jiných buněk. Nejnižší stupeň fylogeneze: - regulační látky z buněk (induktory) působily na sousední buňky diferenciace buněk, vznik orgánů - látky působí 1. v místě vzniku – tkáňové hormony 2. ve vzdáleném místě - rozvodnými soustavami- vznik žláz s vnitřní sekrecí (endokrinní žlázy) – produkty: hormony [USEMAP] Humonální regulace bezobratlých Neurohumorální charakter. Kroužkovci: Na hlavním mozkovém gangliu (v zadním prostomiu) mají nervové buňky se sekreční funkcí. Od nich se svazky nervů dostávají na spodinu mozku a tam, kde nervy naléhají na stěnu hřbetní cévy (u perikapsulární membrány), zde pronikají přes její stěnu. Tyto látky jsou přenášeny krví do celého těla. (Cévní soustava uzavřená, nemají srdce). Korýši: 1. neurosekreční komplex očního stvolu – nejnápadnější X-orgán – hormony přenášeny nervovými vlákny do sinusové (splavové) žlázy, kde se hromadí a následně vylučují do hemolymfy. 2. soustava postkomisurální a subezofageální – Hormony vznikají v gangliových buňkách, jejíchž vlákna vycházejí z příčné komisury nervové soustavy a vedou k blízkým svalům. Ty řídí hlavní metabolické funkce př. svlékání, pohlavní funkce a metabolismus cukrů a hospodaření s vodou. 3. soustava perikardiální – osrdečník + blízké tělní splavy (produkují látky působící na srdeční tep) horm regul hmyzu horm regul hmyzu [USEMAP] Hmyz: 1. několik skupin neurokrinních buněk na povrchu hemisfér spojených nervovými vlákny s kardiálními tělísky (corpora cardiaca), ty párem nervů spojeny s přilehlými tělísky (corpora allata) 2. protorakální žlázy – nepravidelné žláznaté orgány na ventrální straně středohrudi. Neurokrinní buňky → aktivační hormon (protoracikotropní PTTH) → corpora cardiaca – hromadění, hemolymfa →a) → b) . horm regul hmyzu [USEMAP] Humonální řízení svlékání hmyzu. Produkce ekdysonu z prothorakálních žláz je stimulována protoracikotropním hormonem (PTTH) syntetizovaného v mozku a vylévaného z kardiálních tělísek (CC). Ekdyson iniciuje svlékací děje. Zda se vytvoří kutikula kuklová nebo opět larvální, rozhodne koncentrace juvenilního hormonu (JH). Ten je produkován v tělískách přilehlých (CA). Další funkce: 1. prodlužuje larvální vývoj, 2. oddaluje metamorfózu. 3. u adultů podmiňuje vývoj přídatných pohlavních žláz, u ♀♀ nutný k tvorbě vajíček. Chemicky: aktivační hormon = polypeptid, svlékací h. = steroid, juvenilní h. = terpeny hemolymfa [USEMAP] Hormonální regulace obratlovců Dostatek pramenů, podrobnější studium v Antropologii Žlázy s vnitřní sekrecí a jejich účinky ─────────────────────────────────────────────────────────────── Endokrinní žláza Hormony(faktory) Cílová tkáň Základní účinek ─────────────────────────────────────────────────────────────── 1. hypotalamus CRF,TRF,FRF, adenohypofýza regulace výdeje hormonů LRF,PRF,PIF, GRF,GIF,MRF,MIF 2. komplex ADH (vazopr.) ledvina zvyš. zpět. resorpce v tubulech hypotalamus- oxytocin uterus,mléč.žl. podněc. stahy hladkého svalstva neurohypofýza 3. adenohypofýza ACTH kůra nadledvin zvýš. sekrece gluko-, mineralokortik., pohl.horm., růst buněk kůry, lepší permeabilita membrán pro cholesterol a glukózu TSH (tyreotr.) štítná žláza vyplavování tyreoid. hormonů do krve, aktivace jodid. pumpy, jodace tyrozinu, růst buněk štít. žl. FSH vaječník,varle tvorba pohl.b. u M, růst folikulů, stimulace tvorby estrogenů u F LH(ICSH) " " syntéza progesteronu a estrogenu, růst intersticiálních b.varlete, stimulace sekrece testosteronu, jeho přeměna na estrogen [USEMAP] Hypotalamus CRF faktor uvolňující kortikotropin TRF faktor uvolňující tyreotropin FRF f. uvolňující folikulostimulační hormon LRF f. uvolňující luteinizační hormon PRF f. uvolňující prolaktin PIF prolaktin inhibující hormon GRF uvolňující růstový hormon GIF faktor inhibující růstový h. MRF faktor regulující myogenezi MIF faktor inhibující myogenezi [USEMAP] Žlázy s vnitřní sekrecí a jejich účinky - pokrač. ─────────────────────────────────────────────────────────────── Endokr. žláza Hormony Cílová tkáň Základní účinek ─────────────────────────────────────────────────────────────── 3. adenohypofýza LTH (LUT,PL) mléč.žl., vaječ. tvorba b. mléčné žl., sekrece mléka, - pokrač. zvýš. prod. progester. ve žl.těl. STH játra (vznik zvyš. přenos aminokyselin přes somatomedin) membr., stimul. růst většiny tkání omezuje vstup glukózy do buněk, štěpí glykogen a tuky MSH melanofory disperze melanoforů 4. štítná žláza T3, T4 většina tkání diferenciace tkání, růst, zvýšení metabolismu, ovlivnění metamorfózy, termoregulace kalcitonin kost ukládání Ca2+ 5. příštitná paratyreoidní ledvina, snižování zpětné resorpce fosfátu tělíska hormon kost, střevo v tubulech, uvolňuje Ca2+ z kostí, zvyšuje resorpci Ca2+ ve střevě 6. kůra kortizol, játra, svaly inhibice spotřeby gluk., štěpení bílk. nadledvin kortikosteron přeměna aminokyselin na glukózu aldosteron ledviny, slin.a zvýšení zpětné resorpce Na+ pot.žlázy,žaludek androgeny většina orgánů stimulace syntézy bílkovin 7. dřeň noradrenalin " " stimulace rozpadu glykogenu, tuků, nadledvin adrenalin kalorigeneze, stah hladkých a srdečního svalů [USEMAP] Žlázy s vnitřní sekrecí a jejich účinky - pokrač. ─────────────────────────────────────────────────────────────── Endokr. žláza Hormony Cílová tkáň Základní účinek ─────────────────────────────────────────────────────────────── 8. pankreas A) buňky Langerhans.o. glukagon játra, tuk.tkáň stimulace štěpení glykogenu v játrech a tuku v tukové tkáni, stimul. glykogeneze z AK B) b. Lang. ostrůvků inzulin játra, sval, stimul. přenosu glukózy do b., tuková tkáň zvýš. aktiv. enzymů glukogeneze, inhib.štěp. tuků, zvýš. přenosu ak do buněk, aktiv. syntézy bílk. 9. vaječník A) stěna folikulu estrogeny pohl. org. F, stimuluje syntézu bílkovin a růst (estradiol) mléč.žl., mozek orgánů,vyvolává říji F,zvyšuje stahy dělohy,stimuluje sekreci androgenů z nadledvin B) žluté těl. progesteron děloha, mléč.žl. nidace vajíčka v děloze,tlumí stahy dělohy 10. placenta estrogeny, vaječ.,mléč.žl. vývoj zárodku,růst tkání,udržení progester., funkce žlutého tělíska choriogonado-,somatomamotropin 11. varle A) interstic. b. testosteron varle stimuluje růst orgánů (i pomoc. B) Sertoliho b. estrogeny pohlavních struktur), zrání spermií, chování M 12. epifýza melatonin hypotalamus inhib. výdej uvolňovacích faktorů (pro gonadotrop. a melanocyt. h.) 13. brzlík lymfocyty imunologické zrání [USEMAP]