Механизмы регуляции физиологических функций традиционно подразделяют на нервные и гуморальные, хотя в действительности они образуют единую регуляторную систему, обеспечивающую поддержание гомеостаза и приспособительную деятельность организма. Эти механизмы имеют многочисленные связи как на уровне функционирования нервных центров, так и при передаче сигнальной информации эффекторным структурам. При осуществлении простейшего рефлекса как элементарного механизма нервных регуляций передача сигнализации с одной клетки на другую осуществляется посредством гуморальных факторов – нейромедиаторов. Гуморальные регуляции в организме находятся под контролем нервной системы.
Гуморальные механизмы филогенетически более древние, они имеются даже у одноклеточных животных и приобретают большое разнообразие у многоклеточных и особенно у человека.
Нервные механизмы регуляции образовались филогенетически более поздно и формируются постепенно в онтогенезе у человека. Такие регуляции возможны лишь в многоклеточных структурах, имеющих нервные клетки, объединяющиеся в нервной цепи и составляющие рефлекторные дуги.
Гуморальные регуляции осуществляются путем распространения сигнальных молекул в жидкостях организма по принципу «радиосвязи».
Нервные регуляции осуществляются по принципу «письмо с адресом». Сигнализация передается от нервных центров к строго определенным структурам. Только в этом случае возможны целенаправленные, координированные движения человека. Гуморальные регуляции осуществляются медленнее, чем нервные.
Особенности нервного и гуморального механизмов регуляции функций организма.
1. Нервная система в отличие от гуморального механизма регуляции организует ответные реакции на изменение внешней среды организма. Пусковым звеном в нейрогуморальной регуляции при изменении внутренней среды также нередко является нервная система.
2. У нервного и гуморального механизмов регуляции функций различные способы связи: у нервной системы - нервный импульс как универсальный сигнал, а у гуморального механизма связь с регулируемым органом или тканью осуществляется с помощью различных химических веществ. Таковыми являются гормоны, медиаторы, метаболиты и так называемые тканевые гормоны. Некоторые медиаторы, например катехоламины, попадая в кровь, могут действовать не только в месте их выделения нервными окончаниями, но и на другие органы и ткани организма, т.е. выступать в роли гуморальных веществ, участвующих в регуляции функций других органов организма.
3. У нервного и гуморального механизмов регуляции функций организма различная точность связи. Химические вещества, попадая в кровь, разносятся по всему организму и действуют нередко на многие органы и ткани - это системный (генерализованный) характер влияния. Например, адреналин, тироксин, попадая в кровь, разносятся по всему организму и действуют на клетки всех органов и тканей организма. Нервная система может оказывать точное, локальное влияние на отдельный орган или даже на группу клеток этого органа. Так, нервная система может вызывать сокращения мышц указательного или другого какого-либо пальца руки, не вызывая сокращения мышц всей конечности или даже отдельных других пальцев. Следует заметить, что и у гуморального механизма нередко имеется точный адресат воздействий. АКТГ, например, хотя и разносится с кровью по всему организму, но действует только на кору надпочечников. Тиреотропный гормон (ТТГ) регулирует функцию щитовидной железы. В свою очередь и нервная система может оказывать генерализованное влияние. Например, возбуждение симпатической нервной системы в экстремальных условиях ведет к мобилизации ресурсов всего организма для достижения цели (стимулируется деятельность сердечнососудистой, дыхательной и эндокринной систем).
4. У нервного и гуморального механизмов регуляции различная скорость связи: относительно медленно распространяются химические вещества с током крови (самая большая скорость в аорте - 0,25 м/с, а самая маленькая - в капиллярах - 0,3-0,5 мм/с). Частица крови проходит один раз через весь организм (большой и малый круг кровообращения) за 22 с. Нервный импульс распространяется со скоростью до 120 м/с.
5. Гормональные механизмы регуляции подчиняются нервной системе, которая передает свое влияние на эндокринные железы непосредственно или с помощью нейропептидов и своих медиаторов (посредников), выделяемых нервными окончаниями и действующих на специальные, чувствительные к медиаторам структуры - рецепторы.
6. У гуморального механизма регуляции нередко наблюдается противоположное влияние биологически активных веществ на один и тот же орган в зависимости от точки приложения действия этого химического вещества. Так, угольная кислота, действуя прямо на кровеносные сосуды, вызывает их расширение, а посредством возбуждения центра кровообращения - сужение. Адреналин при непосредственном действии на сердце стимулирует его работу, а при введении в цереброспинальную жидкость, возбуждая центры блуждающих нервов, тормозит работу сердца. Поэтому результат действия химического вещества может зависеть от того, проникает оно в цереброспинальную жидкость через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) или нет (регулирующая функция ГЭБ).