1. Регуляция функций в организме человека. Взаимосвязь нервной и гуморальной регуляции
Для того чтобы организм человека мог нормально существовать, необходима постоянная, быстрая и очень точная регуляция всех функций.
При отдыхе человека заторможена работа сердца, снижено давление крови, дыхание менее глубокое и частое, мышцы расслаблены, а вот процессы пищеварения во время отдыха не тормозятся. Если же человек, например, сдает экзамен, то сердечный ритм ускоряется, давление крови повышается, дыхание учащается, потребление глюкозы и кислорода мозгом возрастает и т.д.
Для постоянной регуляции физиологических процессов в организме существует два механизма: гуморальный и нервный.
Гуморальная регуляция происходит с помощью особых регуляторных веществ, поступающих из специальных эндокринных желез (а иногда и других тканей) в кровь. С кровью эти регулирующие вещества разносятся по всему организму и могут влиять на все его органы и системы. Гуморальная регуляция эволюционно является очень древней, однако ее недостатком является относительно медленное развитие эффектов: необходимо время для выброса регулирующих веществ в кровь, переноса с током крови к органам-мишеням и взаимодействия с этими органами.
В процессе эволюции возникла еще одна регуляторная система – нервная. Нервные влияния передаются с помощью электрических сигналов – нервных импульсов. Возникают эти импульсы в нервных клетках – нейронах, из которых по длинным отросткам – аксонам – достигают органа-мишени. Аксон каждого нейрона прорастает в строго определенную точку организма. Импульсы по аксонам распространяются с очень большой скоростью – до 120 м/с. Таким образом, нервная регуляция отличается высокой точностью и быстротой.
Гуморальный и нервный способы регуляции тесно связаны друг с другом, и все процессы в нашем организме обязательно управляются обоими способами. Таким образом, можно говорить о единой нервно-гуморальной регуляции в человеческом организме. Дело в том, что нервная система постоянно находится под воздействием химических веществ, приносимых кровью. В свою очередь выделение в кровь химических веществ контролируется нервной системой.
Один из отделов мозга – гипоталамус – содержит большие группы нейронов, которые способны выделять в кровь целый ряд химических веществ белковой природы, регулирующих деятельность практически всех эндокринных желез. Таким образом, этот отдел центральной нервной системы одновременно является и важнейшим органом гуморальной регуляции.
Взаимодействие двух регуляторных систем – гуморальной и нервной – позволяет обеспечить быстрое и надежное приспособление организма к постоянно меняющимся условиям внешней среды.
2. Деление клетки и его значение
Способность к делению является важнейшей особенностью клеток. Без деления клеток не может увеличиваться число одноклеточных существ, не может развиваться многоклеточный организм из оплодотворенной яйцеклетки, не могут возникать клетки взамен отмирающих в процессе жизнедеятельности.
Различают несколько видов деления клеток: амитоз, митоз, мейоз.
1. Амитоз, или прямое деление. В этом случае ядро делится без видимых предварительных изменений. Амитоз встречается довольно редко.
2. Митоз, или непрямое деление. Это сложный поэтапный процесс. Вся подготовка к делению происходит во время интерфазы: удваивается генетический материал (т.е. удваиваются хромосомы, которые состоят из двух одинаковых половинок – хроматид, соединенных вместе в особой области – центромере); увеличивается число органоидов клетки; синтезируются белки, необходимые для деления; запасается энергия для деления.
Общая схема митоза.
1– интерфаза; 2 – профаза; 3 – прометафаза; 4 – метафаза; 5 – анафаза; 6 – телофаза;
а – ядерная оболочка; б – хромосомы; в – центриоли; г – ядрышки
Во время первой фазы деления – профазы – хромосомы спирализуются, ядерная оболочка распадается, образуется веретено деления.
Во время метафазы хромосомы располагаются на экваторе клетки и к центромере каждой хромосомы прикрепляются нити веретена деления.
Во время анафазы хромосомы разделяются на дочерние хроматиды, которые переносятся нитями веретена к полюсам клетки.
И, наконец, во время телофазы происходит разматывание хромосом, восстанавливаются ядерные оболочки двух новых ядер, формируются ядрышки, веретено деления исчезает. Одновременно формируется перегородка или перетяжка между двумя клетками – и митоз заканчивается.
В результате митоза из одной клетки возникают две с таким же диплоидным набором хромосом, как и у материнской клетки.
3. Мейоз – способ деления, при помощи которого у животных образуются гаметы с уменьшенным в два раза, т.е. гаплоидным, набором хромосом; у растений мейоз идет при образовании микро- и мегаспор.
Мейоз представляет собой два последовательных деления: во время первого к полюсам клетки расходятся гомологичные хромосомы, каждая из которых состоит из двух хроматид, а во время второго деления к полюсам клеток расходятся хроматиды. Таким образом, в результате мейоза получаются четыре клетки, каждая из которых содержит один (гаплоидный) набор хромосом.