Ďurekové stránky

ECT človeka: NaCl:KCl:CaCl₂ = 100:2:1

Z vývojového hľadiska starším typom regulácie je regulácia látková, hormonálna, ktorú sprostredkovávajú zvláštne, vysoko špecializované a účinné látky - hormóny. Vylučujú ich žľazy s vnútornou sekréciou (endokrinné žľazy). Najvyššiu dokonalosť dosiahol u človeka vysoko špecializovaný nervový systém s nervovou reguláciou. Jednotlivé regulačné systémy nie sú navzájom celkom izolované, ale úzko spolu pracujú. Pri tom môžeme aj tu pozorovať hierarchické usporiadanie. Znamená to, že fylogeneticky (vývojové) mladšie štruktúry majú v reguláciách nadradený význam.

Moderná fyziológia odhaľuje predovšetkým štruktúry a súvislosti vzájomného pôsobenia týchto regulačných mechanizmov, najmä vo forme tzv. “regulačných obvodov”. Riadiace systémy živých organizmov majú mnoho úrovní a celý tento zložitý biokybernetický systém sa zakladá na výmene informácií spätnými väzbami. Štruktúru regulácie v živom organizme môžeme schematicky vyjadriť tromi úrovňami

• najnižšiu úroveň tvoria miestne systémy zaisťujúce stálosť fyziologických parametrov v normálnych podmienkach;

• druhá úroveň vylepšuje funkciu prvej úrovne tým, že mení jej režim podľa podmienok existencie celého systému;

• najvyššia úroveň sa uplatňuje len vtedy, keď vo vonkajšom prostredí vzniká situácia, ktorá si vyžaduje aktívne preladenie funkcie nižších úrovní v záujme zachovania jedinca.

Odstupňovanie úrovne všetkých regulácií sa zaisťuje viacerými spôsobmi. Vysvetlíme si to podrobnejšie. Ak sú málo intenzívne podnety, neustále pôsobiace na organizmus a prichádzajúce do centrálneho nervového systému biologicky nezávažné, neohrozujú organizmus - utlmia sa a nevyvolávajú žiadny regulačný zásah z vyšších úrovní (podobne ako šikovná sekretárka neobťažuje svojho nadriadeného maličkosťami, ktoré môže vybaviť vo vlastnej kompetencii). Regulačné mechanizmy nižších úrovní pracujú teda autonómne, i keď sú pod kontrolou vyšších úrovní. K zásahom “zhora” dochádza, ako sme už spomínali, ak podnety z vonkajšieho, či vnútorného prostredia sú biologicky závažné, resp. často sa osakujú a mohli by narušiť pokojnú rovnováhu. Veľmi veľký význam vo vzájomnom prepojení jednotlivých úrovní má mechanizmus “spätnej väzby”, ktorý zabezpečuje, že regulácia bude kvalitatívne a kvantitatívne najvhodnejšia). Spätná väzba - technický termín, ktorý znamená, že produkt nejakej činnosti spätne ovplyvňuje túto činnosť tak, aby si uchoval stálosť).

Princípy a mechanizmy biologických regulácii si najlepšie objasníme na spolupráci dvoch významných regulačných sústav- nervovej a humorálnej. Spolupráca nervovej a humorálnej regulačnej sústavy je pre organizmus výhodná už aj preto, že nervová sústava zabezpečuje rýchle reakcie organizmu na zmeny prostredia, zatiaľ čo vnútorné vylučovanie (hormonálna regulácií pôsobí s oneskorením, ale pretrváva dlhšie). Podrobnejšie sa budeme zaoberať reguláciou humorálnou, do ktorej patrí systém žliaz s vnútorným vylučovaním, produkujúci hormóny, ktoré môžeme charakterizovať tiež ako prenášače informácie v biolégickom systéme. Hormóny vylučujú nepretržite, alebo podľa požiadaniek tieto orgány: hypothalamus (podkôrová oblasť mozgu), hypofýza, štítna žľaza, prištítné telieska, slinivka brušná (Langerhansove ostrovčeky), nadoblička, epifýza, pohlavné žľazy, plodový koláč a tiež niektoré tkanivá. Denná celková produkcia jednotlivých hormónov za normálnych, fyziologických podmienok sa udržuje na konštantnej úrovni. Má však pulzujúci charakter a v niektorých prípadoch možno pozorovať kolísanie aj v priebehu dňa v závislosti od zmien vonkajšieho prostredia a od fyzickej aktivity.

Ďalšou významnou vlastnosťou hormónov je ich špecifičnosť - nemožnosť nahradiť ich účinok inou látkou. Pri nedostatočnej funkcii niektorej endokrinnej žľazy chýbajúci hormón môžeme nahradiť iba extraktom - látkou, získanou z takej istej žľazy, novšie aj syntetickými látkami, ak je známe predné biochemické zloženie príslušného hormónu. Pri tom je účinnosť hormónov veľmi vysoká. Účinkujú už vo veľmi nízkych koncentráciách rádove 10^-6 až 10^-12 molov.

1. jednoduché - hormón v tkanive brzdí ďalšiu sekréciu hormónu. Sekrečné bunky môžu byť súčasne aj chemoreceptormi pre zmeny v zložení krvi (napr.: inzulín podporí spaľovanie glukózy, hladiny glukózy v krvi poklesne, pribrzdí sa) ďalšia sekrécia inzulínu.

2. Zložité - vylučovanie periférnych endokrinných žliaz ovládajú tzv. glandotropné hormóny predného laloka hypofýzy (malá žľaza, umiestnená pod mozgom, s ktorým je spojená tenkým zväzkom nervových vlákien a krvných ciev). Najznámejšie glandotropné hormóny sú tyreotropný hormón, podporujúci funkciu štítnej žľazy; adrenokortikotropný hormón podporujúci funkciu nadobličiek, gonadotropné hormóny ovplyvňujúce činnosť pohlavných žliaz.

Donedávna sa hypofýze pripisovala úloha “šéfa hormonálneho orchestra” pretože prostredníctvom horeuvedených tropných hormónov reguluje činnosť všetkých periferných endokrinných žliaz. Ak napr. v krvnom obehu cirkuluje vzhľadom na zvýšené nároky organizmu (napr. pri strese, fyzickej námahe apod.) malé množstvo príslušného hormónu, hypofýzy vylúčením tropného hormónu podporí činnosť tej žľazy, ktorá potrebný hormón produkuje. Objavom neurohormónov (hormónov, produkovaných neurosekrečnými bunkami hypotalamu) sa zistilo, že aj “šéf” má svojho “šefa”, že činnosť a produkciu hypofýzy reguluje nadradené regulačné centrum uložené v hypotalame. Hypotalamická oblasť má priame nervové spojenie so zadným lalokom hypofýzy, v ktorom sa vylučujú tiež hormóny: vasopressín - Zvyšujúci krvný tlak a oxytocín - podporujúci vylučovanie mlieka po pôrode a provokujúci sťahy maternice pri pôrode. Predný lalok hypofýzy je s hypotalamom spojený prestredníctvom tzv. vrátnicového krvného obehu, cez ktorý sa do predného laloka dostávajú neurohormóny podporuhjúce vylučovanie tropných hormónov hypofýzou. Spoločný názov pre tieto hormóny je “releasing hormon” - uvoľňujúci hormón. Zvláštnosťou týchto hormónov je, že sa nedostávajú do celého krvného obehu, ale prestupujú priamo do hypofýzy, aby regulovali jej sekréciu.

Pohľad na organizmus cez viacstupňový systém regulácie, objav neurohormónov a mechanizmu ich pôsobenia ukázali nové cesty v liečbe mnohých chorôb. Všade, kde je príčinou ochorenia porucha hormonálnej regulácie, možno liečebne zasahovať na rôznej úrovni. Napr. pri cukrovke pri ktorej sa podstata ochorenia hľadala v tom, že bunky organizmu nemôžu “vychytávať” cukor v krvi, pretože chýba inzulín a tak sa hladina cukru v krvi zvyšuje, liečba spočívala v periodickom podávaní inzulínu. Ak sa však pozeráme na problém z vyššie uvedeného hľadiska, z úrovne hypotalamu, do úvahy prichádza možnosť prirodzenejšie stabilizovať rovnováhu, napr. podávaním hormónu somatostatínu. Tento hormón, pripravený už aj synteticky, pôsobí síce tlmivo na vylučovanie rastového hormónu, ale inhibuje aj vylučovanie glukogónu hormónu, zvyšujúceho hladinu cukru v krvi. Teda somatostatín uvedeným mechanizmom môže stabilizovať hladinu cukru v krvi.

Biokybernetiké prístupy, objavy mechanizmov spätnej väzby v organizme a úzkej spätosti humorálnych a nervových regulačných systémov umožnili prekročiť rámec endokrinológie a rozšíriť ich vplyv aj na oblasť psychiatrie.