Эндокринная и химическая регуляция

Как животные координируют работу удаленных тканей с помощью химических посредников — гормонов внутри тела и сигналов между животными — и как обратная связь поддерживает стабильность внутренней среды.

Definition

Эндокринная регуляция — это контроль физиологических процессов с помощью гормонов — химических посредников, секретируемых в жидкости организма и действующих на удаленные клетки-мишени. Химическая регуляция в более широком смысле включает нейроэндокринную интеграцию этих сигналов с нервной системой и химическую коммуникацию, происходящую между организмами.

Scope

Эта область охватывает сравнительную физиологию химической регуляции: природу и действие гормонов, интеграцию нервного и эндокринного контроля через нейроэндокринные системы, петли обратной связи, поддерживающие гомеостаз, и химическую коммуникацию между животными посредством феромонов и других сигналов. Она рассматривает разнообразие эндокринных систем у животных и общую логику медленного, широко распространяющегося химического контроля, дополняющего быстрый нервный контроль. Охват является сравнительным и механистическим, а не клиническим.

Sub-topics

• Химическая коммуникация и феромоны
• Гомеостаз и обратная связь
• Гормоны и эндокринная сигнализация
• Нейроэндокринная интеграция

Core questions

• Что такое гормоны и как они действуют на свои клетки-мишени?
• Как нервная и эндокринная системы работают вместе для координации организма?
• Как обратная связь поддерживает стабильность регулируемых переменных?
• Как животные общаются друг с другом химически?

Key theories

Гормональный контроль с помощью химических посредников

Гормоны, секретируемые эндокринными тканями, перемещаются в жидкостях организма, чтобы действовать на клетки-мишени, несущие специфические рецепторы, обеспечивая медленную, устойчивую и широко распространенную регуляцию, которая дополняет быструю, локализованную сигнализацию нервов.

Регуляция гомеостаза по принципу отрицательной обратной связи

Регулируемые переменные удерживаются вблизи заданных значений с помощью петель отрицательной обратной связи, в которых выходной сигнал противодействует исходному изменению, что является принципом контроля, лежащим в основе эндокринных осей и гомеостатической регуляции во всем организме.

Mechanisms

Эндокринные клетки секретируют гормоны — пептиды, амины или стероиды — в кровь или гемолимфу, где они достигают клеток-мишеней, экспрессирующих соответствующие рецепторы. Водорастворимые гормоны связываются с поверхностными рецепторами и действуют через каскады вторичных посредников для быстрых эффектов, в то время как липидорастворимые стероидные и тиреоидные гормоны проникают в клетки и изменяют экспрессию генов для более медленных, длительных эффектов. Эндокринная активность регулируется обратной связью: в осях позвоночных гипоталамус и гипофиз выделяют гормоны, которые стимулируют периферические железы, чьи продукты по принципу обратной связи подавляют дальнейшее высвобождение, удерживая уровни в определенных пределах. Нейроэндокринные клетки связывают нервную и эндокринную системы, преобразуя нервные сигналы в высвобождение гормонов, как, например, при гипоталамическом контроле гипофиза и в нейросекреторных системах беспозвоночных. Помимо индивидуального организма, животные выделяют феромоны и другие химические сигналы, которые влияют на физиологию и поведение сородичей, расширяя химическую регуляцию между организмами.

Clinical relevance

Сравнительная эндокринология установила принципы действия гормонов и обратной связи, лежащие в основе понимания эндокринной функции и ее нарушений, а исследования химической коммуникации используются в борьбе с вредителями и в природоохранной деятельности. Данная статья носит образовательный характер и не содержит медицинских рекомендаций.

History

Старлинг ввел термин «гормон» в 1905 году после открытия секретина, установив химическую регуляцию через кровь. Джеффри Харрис и другие исследователи выявили нервный контроль гипофиза, Шарреры задокументировали нейросекрецию у беспозвоночных и позвоночных, а сравнительная эндокринология картировала разнообразие и консервативность гормональных систем у животных.

Key figures

• Ernest Starling
• Geoffrey Harris
• Roger Guillemin
• Berta Scharrer

Seminal works

• hill2016
• randall2002
• norris2013

Frequently asked questions

Чем гормоны отличаются от нервных сигналов?

Гормоны — это химические посредники, переносимые в жидкостях организма, которые действуют медленно и достигают многих тканей одновременно, тогда как нервные сигналы быстры и направлены на конкретные цели; обе системы работают вместе для координации организма.

Что такое отрицательная обратная связь в эндокринной системе?

Это петля управления, в которой эффект гормона или продукт, который он стимулирует, действует обратно, чтобы уменьшить дальнейшую секрецию этого гормона, поддерживая регулируемую переменную вблизи стабильной заданной точки.