background image

Funkcjonowanie układu nerwowego hormonalnego 
 
Zwierzęta żyja w stale zmieniającym się środowisku 

zewnętrznym. Zmiany te dotyczą: długości okresów 

światła i ciemności (dzień i noc), temperatury, wilgotności, dostępności 
pokarmu, obecności kryjówek, istniejących zagrożeń, partnerów seksualnych itp. W 
organizmie zwierzęcia muszą istnieć zarówno mechanizmy 
umożliwiające percepcję (odbiórtych zmian 

przez zwierzęta, jak i dostosowywanie jego reakcji do 

aktualnego stanu środowiska zewnętrznego. Reakcje 
te umożliwiają odpowiedź na zmienione warunki 
zewnętrzne, a jednocześnie utrzymują środowisko 
wewnętrzne we względnej stałości. Niezbędne są więc 

również mechanizmy analizy środowiska wewnętrznego i stałe czuwanie nad 

granicami, wjakich moga się 
dokonywać jego zmiany. 
  Świat zewnętrzny i środowisko wewnętrzne są 
bowiem bezustannym źródłem sygnałów i informacji 

dla organizmów. Informacje te odbierane są przez 

specjalne narządy, zwane receptorami, a sygnały, 
które środowisko przekazuje receptorom, noszą 
nazwę bodźców. 
  Informacje zawarte w bodźcach sa odbierane i 

przetwarzane przez receptory w taki sposób, że stają 

się zrozumiałe dla ośrodkowego układu nerwowego. 
Funkcja tego układu jest analiza i integracja informacji 
doń docierających oraz koordynacja czynności narządów reagujących na bodźce, 
czyli efektorów. Funkcję 

tę ośrodkowy układ nerwowy spełnia za pośrednictwem obwodowego układu nerwowego 
i układu hormonalnego. 

 
Działanie układu nerwowego i hormonalnego 
 

Przekazywanie informacji w układzie nerwowym 
odbywa się wzdłuż morfologicznie wyodrębnionych 

szlaków utworzonych przez komórki nerwowe majace 
liczne wypustki. Przekazywanie to jest serią impulsów 
elektrycznych i zachodzi bardzo szybko /ok.100 m/s). 

W miejscach wzajemnego kontaktu komórek nerwowych impulsy elektryczne są 
zamieniane na przekaźniki /mediatory) chemiczne, podobnie jak na styku 

komórek nerwowych z efektorowymi. Przekazywanie 
informacji w układzie nerwowym jest zatem szybkie i 
skierowane do ściśle określonego efektora. 

  Hormony są to substancje produkowane przez 
wyspecjalizowane narządy (gruczoły dokrewne) lub 

grupy komórek, skąd uwalniane są bezpośrednio do 
krwi, która roznosi je do komórek docelowych, niejednokrotnie znacznie 
oddalonych od miejsca wytwarzania tych substancji. Komórki docelowe znajduja się 
najczęściej poza uktadem krążenia, toteż docierajace 

do nich hormony muszą przeniknać przez śródbłonek 

naczyń krwionośnych i przestrzeń międzykomórkową. 
Jako przekaźniki informacji hormony są uwalniane w 
bardzo niewielkich ilościach. Informacje przenoszone 
przez hormony dotyczą tempa odpowiednich reakcji 

metabolicznych w komórkach docelowych. Dlatego 
też przenoszenie informacji tą droga jest powolniejsze 

i nie jest tak ściśle ukierunkowane jak w układzie 

background image

nerwowym, a wywołane reakcje trwają dłużej. Hormony docierają bowiem do ogromnej 
ilości komórek, 
ale nie każda z nich odbiera informację przeniesioną 

przez hormon. Odbiórten zależy od obecności w błonie 

lub cytoplazmie komórki docelowej receptorów dla 
poszczególnych hormonów. Dlatego jeden hormon 
może wywoływać bardzo wiele różnorodnych efektów 
w różnych miejscach organizmu. 

  Innym czynnikiem różniącym działanie układu 

nerwowego i hormonalnego jest czas trwania wywołanych przez te układy reakcji. 
Efekt wywołany pobudzeniem komórki nerwowej kończy się z chwila jej 
powrotu do stanu spoczynkowego. Kolejna reakcja, 
np. skurcz mięśnia poprzecznie prążkowanego, jest 

wywołana przez ponowną serię impulsów elektrycznych, przekazywanych drogą 

nerwową natomiast 
efekty działania hormonów mogą trwać od kilkunastu 
sekund aż do wielu dni. Niektóre hormony po uwolnieniu do krwi utrzymują się w 
niej długo, a w miejscu 

docelowym często wywołują trwałą reakcję. Reakcją 

taką są zmiany w metabolizmie komórek docelowych, 
zmiany przepuszczalności błon komórkowych lub 
stanu skurczu mięśni. Zmiany te dokonują się przez 
wpływ hormonów na aktywność enzymów. 

  Hormony określa się jako przenośniki informacji 

działajace wolńo, ale długotrwale. Natomiast informacje 
przekazywane przez komórki nerwowe rozchodza 
się szybko.  
 

Przekazywanie informacji w układzie nerwowym 
 

Anatomićzną jednostka układu nerwowego jest 
neuron, czyli komórka nerwowa. Jest ona pobudliwa, 
to znaczy reaguje na działający na nią bodziec. Reakcja 

ta. następuje jednak dopiero wówczas, gdy działajacy 
bodziec osiągnie odpowiednią siłę. Najsłabszy bodziec 

wywołujący reakcję danej komórki nerwowej nosi: 
nazwę bodźca progowego. Pod jego wpływem następuje pobudzenie komórki nerwowej, 
czyli wyzwolenie 

jej potencjału czynnościowego (impuls nerwowy). 
Powstanie tego potencjału polega na gwałtownej 

zmianie ładunków elektrycznych po obu stronach 
/wewnątrz i na zewnatrz) błony neuronu (depolaryza=  
cja), wywołanej przemieszczeniem się jonów Na+ i IC. 

Szczegółowe informacje dotyczące budowy neuronu i 
mechanizmu powstawania potencjału czynnościowego znajdują się w rozdziale 

2.4.2.5. 
  Zadaniem neuronu jest zatem odebranie informacji zawartej w bodźcu, 
przetożenie jej na "język" 
zrozumiały dla tych komórek, do których jest następnie: 

przekazywana. W języku tym, będącym językiem 

potencjału czynnościowego, musi być także zawarta= 
informacja o sile działającego bodźca. Skoro wielkość 
potencjału czynnościowegojest dla danego neuronuw. 
określonych warunkach zawsze taka sama, to informa~ 

cję o sile bodźca zawiera częstotliwość pojawiania si 
potencjałów czynnościowych. Reasumując: odpowie-= 

dzią na bodziec progowy, lub silniejszy od niego, jest  

background image

przepływ przez neuron serii potencjałów czynnościowych równych co do wartości, 
lecz o częstotliwości 
proporcjonalnej do siły pobudzenia. 

  Fala potencjałów czynnościowych przebiega 

przez neuron w jednym kierunku: od dendrytów, przez 
ciało komórki aż do zakończeń jego wypustki osio= 
wej - aksonu. Jednakże komórki nerwowe nie przylegają ściśle do siebie, toteż 
impuls nerwowy nie może 

być przekazany bezpośrednio do sąsiedniego neuronu. 1 

Miejsce przekazywania pobudzenia z aksonu jednej 
komórki nerwowej na dendryty, ciało komórki lub 
akson drugiego neuronu nosi nazwę synapsy. W tym  
miejscu następuje zmiana sposobu przekazywania 

informacji - z elektrycznej na chemiczna /rys. 4.62. 

Błony kontaktujących się komórek nerwowych sa 
rozdzielone szczeliną synaptyczną, przez która informacja przenoszona jest przez 
mediator, czyli przekaźnik synaptyczny.   Zakończenie aksonu, przez który 
przebiegał 

potencjał czynnościowy, nosi nazwę błony presynaptycznej. Wydzielane są w niej 

porcje mediatora (np. 
acetylocholiny), które przez szczelinę dyfundują do 
błony postsynaptycznej, należącej do drugiego 
neuronu. W btonie tej znajdują się receptory zdolne do 

przyłączenia cząsteczek przekaźnika. Ilość mediatora 

wydzielana do szczeliny synaptycznej jest proporcjonalna do częstotliwości 
impulsów nerwowych, które 
spowodowały jego uwolnienie. A zatem informacja, 
która dotarła do błony presynaptycznej, jest przekazywana dalej w takiej samej 

ilości. Ponieważ cząsteczki 
mediatora znajdują się w pobliżu błony presynaptycznej, a jego receptory są 

zlokalizowane jedynie w błonie 
postsynaptycznej - przekazywanie informacji przez 
szczelinę synaptyczną jest zawsze jednokierunkowe: 

od błony presynaptycznej do postsynaptycznej. W 
błonie postsynaptycznej cząsteczki mediatora połączone z receptorem powodują 

powstanie serii potencjałów czynnościowych, których częstotliwość jest 
znowu proporcjonalna do ilości mediatora. 
  Bywa, że mediator nie wywołuje w błonie postsynaptycznej pobudzenia, a 

informacja wygasa i nie 
zostaje przekazana do następnych komórek nerwowych. Taką synapsę nazywamy 

hamujacą. 
 
 

Funkcjonowanie układu nerwowego 
 

System nerwowy można podzielić na ośrodkowy 
układ nerwowy, obejmujący mózg i rdzeń kręgowy, 
oraz obwodowy układ nerwowy, utworzony przez 
nerwy. Nerwy są to skupienia wypustek różnych 

neuronów, otoczone wspólną osłonką łacznotkankową. Nerwy łączą mózg (nerwy 

czaszkowe) i rdzeń 
kręgowy /nerwy rdzeniowe) z receptorami i efektorami. 
  Receptorami są narządy zmysłów /wzroku, słuchu, węchu, dotyku, smaku) i 
pojedyncze komórki 

czuciowe, rozmieszczone zarówno na powierzchni 
ciała, jak i wewnątrz narządów. Zadaniem receptorów 

jest odbieranie informacji płynącej z zewnątrz oraz ze 

background image

środowiska wewnętrznego organizmu i przetwarzania 
jej na język układu nerwowego - potencjał czynnościowy komórek nerwowych. 
  Efektorami są mięśnie i gruczoły. Odpowiedzią na 

pobudzenie efektorów jest skurcz mięśni lub wydzielanie przez gruczoły. Droga, 

jaką pobudzenie, czyli 
impuls nerwowy, musi przebyć od receptora do efektora, nosi nazwę łuku 
odruchowego.  
 

Łuk odruchowy 

 
Łuk odruchowy jest elementem funkcjonalnym układu 
nerwowego. Jego częściami składowymi są: receptor, 
droga czuciowa, czyli dośrodkowa, ośrodek /neurony 

leżące w ośrodkowym układzie nerwowym), droga 

ruchowa, czyli odśrodkowa, i efektor. Sposób funkcjonowania łuku odruchowego 
wyraźnie dowodzi integracyjnej i koordynacyjnej funkcji układu nerwowego 
/rys. 4.63). 
  Receptory są to struktury wyspecjalizowane w 

odbieraniu bodźców, czyli zmian środowiska zewnętrznego i wewnętrznego będących 

źródłem informacji. 
Bodźcami są tylko te zmiany środowiska, które zachodzą z 
odpowiednią siłą i trwają wystarczająco długo, 
aby w receptorze wyzwolić potencjał czynnościowy. 

Bodźcami są np. dźwięki o określonej częstotliwości, 

światło, temperatura, zawartość tlenu w krwi, stopień 
rozciągnięcia mięśni itp. Struktura receptorów sprawia, że maja one zdolność 
przeksztatcania różnych 
rodzajów energii /mechanicznej, chemicznej, cieplnej) 

w potencjał czynnościowy. Istnieje specjalizacja 
receptorów polegająca na tym, że określony typ komórek czuciowych tworzących 

dany receptor reaguje 
najszybciej na odpowiedni rodzaj energii bodźca. Są to 
bodźce adekwatne, np. światło dla receptorów siatkówki oka. Wszystkie receptory 

mogą być jednakże 
pobudzane przez bodźce nieadekwatne, jeśli działają 

z dużą siłą, np. odpowiednio silny nacisk na gałkę 
oczną może wywołać wrażenie światła. 
  Zmiany wywołane przez bodziec zostają w receptorze przekształcone w serię 

potencjałów czynnościowych, przekazywanych do neuronu czuciowego. W ich 
częstotliwości zawarta jest informacja o sile bodźca, 

który działał na receptor. Ilość receptorów połączonych z jednym neuronem 
czuciowym jest różna, 
zależna od ilości rozgałęzień włókna dośrodkowego. 

Receptory połączone z rozgałęzieniami jednego 
neuronu czuciowego tworzą z nim jednostkę czuciową. Pobudzenie jakiegokolwiek 

receptora należącego 
do danej jednostki czuciowej kieruje informację tylko 
na tę jedną, określoną drogę dośrodkowa. 
  Aksony włókien czuciowych rozgałęziają się tworząc synapsy z ciałami różnych 

komórek, leżących w 

ośrodkowym układzie nerwowym. Najprostszym łukiem odruchowym - jest łuk (odruch) 
monosynaptyczny. W takim odruchu następuje na synapsie przekazanie informacji 
bezpośrednio z aksonu komórki czuciowej do ciała komórki ruchowej, której akson 
kończy się 

na efektorze. tuki odruchowe są jednak najczęściej 
wielosynaptyczne, co oznacza, że między neuronem 

czuciowym a ruchowymwystępuje jeden lub kilka 

background image

neuronów pośredniczących, a każde połączenie między neuronami dokonuje się za 
pośrednictwem synapsy. W każdej z nich następuje, omówiona wcześniej, 
zamiana potencjału czynnościowego na mediator, 

pokonujący szczelinę synaptyczną i ponowne wytworzenie potencjału czynnościowego 

w błonie postsynaptycznej. W związku z tym pojawia się pewne 
opóźnienie w przekazywaniu informacji, ponieważ 
szybkość, z jaką potencjał czynnościowy rozprzestrzenia się (zjawisko 
elektryczne), jest znacznie większa od 

tempa zmian chemicznych zachodzących w synapsie. 

Szybkość, z jaką pobudzenie przebiega od receptora 
do efektora, zależy zatem od ilości synaps w łuku 
odruchowym. 
 

Ośrodki nerwowe 

 
Skupienia ciał neuronów w ośrodkowym układzie 
nerwowym, zawiadujące określoną funkcją, nosza 
nazwę ośrodków nerwowych. Obecność synaps w 

ośrodkach ma ogromne znaczenie dla ukierunkowania 

przebiegu pobudzenia. Aksony komórek dośrodkowych rozgałęziają się wielokrotnie 
i tworzą synapsy z 
błonami postsynaptycznymi różnych komórek. Zjawisko to nazywamy dywergencją. 
Błona postsynaptyczna natomiast skupia na sobie zakończenia różnych 

komórek-jest to konwergencja. Dzięki tym zjawiskom, zachodzącym na synapsach w 

ośrodkach nerwowych, informacja przekazywana w łuku odruchowym może być 
odpowiednio skupiona lub wysyłana w 
różnych kierunkach. Niektóre synapsy mogą hamować, czyli wygaszać pobudzenie, co 
jest jednym z 

warunków sprawnego funkcjonowania układu nerwowego (na przykład podczas 
pobudzenia mięśni zginaczy kończyn następuje jednoczesne zahamowanie 

czynności antagonistycznych mięśni prostowników- i dopiero wówezas możliwe staje 
się wykonanie 
określonego ruchu). 

  Ośrodki odruchowe znajdują się w rdzeniu kręgowym i są ułożone odcinkowo. Od 
każdego odcinka 

odchodzi nerw rdzeniowy, dzielący się w pobliżu 
rdzenia na korzeń grzbietowy i brzuszny. Korzeniem 
grzbietowym wchodzą do ośrodków rdzeniowych 

włókna dośrodkowe, czyli czuciowe, przenoszące 
informacje pochodzące zarówno od receptorów znajdujących się na powierzchni 

ciała (na przykład w 
skórze), jak i z narządów wewnętrznych. Przez korzeń 
brzuszny ośrodki rdzeniowe opuszczają wtókna 

odśrodkowe, czyli ruchowe: somatyczne - prowadzące do mięśni poprzecznie 
prążkowanych, i autonomic2ne - dochodzące do serca, mięśni gładkich i gruczołów. 

Ośrodki odruchowe rdzenia kręgowego połączone są między sobą drogami własnymi 
rdzenia, 
przekazującymi pobudzenie między ośrodkami, co ma 
szczególne znaczenie dla koordynacji ruchów kończyn 

(rys. 4.64). 

  Informacja docierająca do ośrodkowego układu 
nerwowego w rdzeniu kręgowym zostaje przekazana 
nie tylko do neuronów ruchowych: aksony neuronów 
czuciowych tworza synapsy także z neuronami dróg 

wstępujących, przekazujących informację do wyższych pięter ośrodkowego układu 
nerwowego, z 

korą mózgową włcznie. Drogami wstępującymi 

background image

informacja dociera do odpowiednich ośrodków, którymi sa skupienia ciał komórek 
nerwowych mózgu. W 
ośrodkach tych informacja podlega analizie wyższego 

rzędu i drogami zstępującymi jest kierowana ponownie do właściwych dla danego 

odruchu ośrodków 
rdzeniowych, a stamtąd do efektorów (rys. 4.65). W 
ten sposób zostaje odebrane wrażenie, na przykład 
smaku, dotyku czy bólu, pojawiające się z pewnym 

opóźnieniem w stosunku do reakcji odruchowej, 

zachodzącej bez udziału świadomości. U wyższych 
kręgowców, w tym przede wszystkim u człowieka, ma 
również miejsce świadoma interpretacja, będąca 
wyrazem najbardziej złożonej działalności mózgu, 

dotyczącej na przykład podejmowania decyzji, uczenia 

się itp. 
 
Drogi odśrodkowe 
 

Neurony odśrodkowe, czyli ruchowe, przekazują 

pobudzenia do efektorów zlokalizowanych w catym 
ciele zwierzęcia. W zależności od typu unerwionego 
efektora można wyróżnić dwa rodzaje neuronów 
ruchowych: somatyczne i autonomiczne. 

  Neurony ruchowe somatyczne unerwiają mięśnie szkieletowe (poprzecznie 

prążkowane) pokrywające szkielet zwierzęcia. Czynności komórek tworzących 
mięśnie szkieletowe uwarunkowane są pobudzeniem nadchodzącym z układu nerwowego. 
Dlatego 
włókna ruchowe somatyczne kontaktują się swymi 

zakończeniami z każda komórka wchodzącą w skład 
tych mięśni. Jednostkę motoryczną (ruchową) stanowi neuron ruchowy ze wszystkimi 

komórkami 
mięśni poprzecznie prążkowanych, do których dochodzą wypustki tego neuronu. 
  Neurony ruchowe autonomiczne (wegetatywne) unerwiają narzady wewnętrzne: 

serce, mięśnie 
gładkie tworzące ściany naczyń krwionośnych i trzewi 

oraz znajdujące się tam gruczoły. Większość narządów 
wewnętrznych jest unerwiona przez dwa rodzaje włókien należących do układu 
autonomicznego: współczulne (sympatyczne) i przywspółczulne (parasympatyczne). 

Sposób działania tych dwóch składowych układu autonomicznego (rys. 4.66) jest 
taki, że ich 

pobudzenie wywołuje w unerwianym narządzie efekty 
przeciwstawne. Na przykład pobudzenie drogi współczulnej 
dochodzacej do serca powoduje zwiększenie 

częstotliwości jego skurczów, natomiast pobudzenie 
przekazane przez zakończenia przywspółczulne hamuje akcję serca.   W 

autonomicznych drogach odśrodkowych występują dodatkowe połaczenia synaptyczne, 
leżące 
poza ośrodkowym układem nerwowym, tzw. zwoje. Z 
tego powodu drogę tę stanowią dwa włókna: przedzwojowe i zazwojowe. W układzie 

współczulnym 

włókna przedzwojowe są krótkie, zwoje leżące w 
pobliżu rdzenia kręgowego tworzą tzw. pień współczulny. Włókna zazwojowe są 
długie i kończą się we 
wszystkich narządach wewnętrznych. Przywspółczulne włókna przedzwojowe są 

długie, ich zwoje 
znajdują się w pobliżu lub w obrębie unerwianych 

background image

narządów wewnętrznych. Włókna zazwojowe przywspółczulne są bardzo krótkie. Na 
zakończeniach 
przedzwojowych obu części układu autonomicznego 

jako mediator synaptyczny uwalniana jest acetylocholina, podobnie jak na 

zakończeniach zazwojowych 
włókien przywspółczulnych. Mediatorem wydzielajacym się na zakończeniach 
zazwojowych włókien 
wspótczulnych jest noradrenalina. 

 

Rodzaje odruchów 
 
Odruchy wrodzone, w których rodzaj reakcji zależy od 
rodzaju pobudzonego efektora: mięśnia gładkiego, 

szkieletowego czy gruczołu, nazwano odruchami bezwarunkowymi. Wywoływane sa one 

przez bodźce 
bezwarunkowe. W naturalnych warunkach odruchom 
tym towarzyszy szereg bodźców obojętnych, to jest 
takich, które działajac na różne receptory, nie wywołują 

reakcji odruchowych. Zwierzęta wyższe moga nauczyć 

się reakcji odruchowych w odpowiedzi na bodźce 
dotyehczas obojętne. Takie nabyte odruchy nazywamy warunkowymi. Można je 
wywotywać poprzedzając odruch bezwarunkowy działaniem bodźca, 
który uprzednio reakcji nie wywoływał. Po wielokrotnym powtarzaniu takiego 

oddziatywania bodziec obojętny wywoła taką samą reakcję, jak bodziec 

bezwarunkowy. Klasycznym przykładem wytwarzania odruchu warunkowego są 
doświadczenia nad wydzielaniem śliny u psów. Odruchem bezwarunkowym jest 
wydzielanie śliny przez zwierzę, któremu podano mięso. Jeżeli każdorazowo 
podanie psu mięsa będzie 

poprzedzane zapaleniem światła lub dźwiękiem 
dzwonka (bodźce obojętne), to po wielu powtórzeniach ślina będzie wydzielana już 

po zadziałaniu tego 
poprzednio obojętnego czynnika. W rezultacie wytworzy się więc odruch warunkowy 
/nabyty), który może 

po pewnym czasie zaniknąć, jeśli po zastosowaniu 
bodźca-ůteraz już warunkowego /dzwonek, światło) - zaprzestanie się podawania 

mięsa. Bodziec taki 
znów stanie się dla zwierzęcia obojętny. 
  Odruchy warunkowe sa, jak widać, bardzo ważnym elementem uc2enia się i 

zapamiętywania. 
 

Integracyjna rola podwzgórza 
 
Ośrodki nerwowej regulacji czynności narządów 

wewnętrznych znajdują się w poszczególnych odcinkach ośrodkowego układu 
nerwowego: w rdzeniu 

kręgowym, rdzeniu przedłużonym, śródmózgowiu i 
międzymózgowiu. W części międzymózgowia zwanej 
podwzgórzem mieszczą się ośrodki związane z utrzymaniem homeostazy /czyli 
stałości) środowiska 

wewnętrznego, a także z zachowaniem się i stanami 

emocjonalnymi zwierząt. Informacje o stanie środowiska wewnętrznego organizmu 
docieraja do podwzgórza dwiema drogami - nerwową i hormonalną. Podobnie dwiema 
drogami są wydawane przez podwzgórze polecenia. W ośrodkach podwzgórzowych 
dokonuje 

się analiza informacji do nich dochodzących i wydawanie poleceń, których 
skutkiem jest przywrócenie 

homeostazy. 

background image

  Od receptorów do podwzgórza informacje docierają nerwowymi drogami 
dośrodkowymi. Poprzez 
autonomiczne drogi odśrodkowe uruchamiane zostają 

mechanizmy nerwowe regulujące czynności narządów 

wewnętrznych. W podwzgórzu znajdują się też 
komórki wrażliwe bezpośrednio na poziom poszczególnych hormonów w krwi, a także 
na zmiany jej 
składu, np. zawartości wody, poziomu glukozy itp. 

Występują w nim także skupienia wyspecjalizowanych komórek neurosekrecyjnych 

syntetyzujących i 
wydzielającYch hormony do krwi. W ciałach tych 
komórek syntetyzowane są hormony, które - połączone z nośnikami białkowymi - 
przenoszone są 

wzdłuż aksonów do zakończeń nerwowych. Podwzgórze jest połączone drogami 

nerwowymi oraz przez 
naczynia krwionośne z gruczołem dokrewnym - przysadką mózgową. Stanowi ona 
narząd docelowy dla 
neurohormonów podwzgórzowych, regulujących za 

pośrednictwem hormonów przysadkowych czynność 

innych gruczołów dokrewnych. 
  Kolejnym sposobem integracji procesów regulujących homeostazę są tzw. odruchy 
nerwowo-hormonalne. Przykładem takiego odruchu może być wydzielanie oksytocyny w 
odpowiedzi na pobudzenie dochodzące do podwzgórza drogą nerwową z receptorów 

dotyku znajdujących się w układzie rozrodczym: w 

sutkach, macicy, narządach płciowych zewnętrznych 
 
Przekazywanie informacji 
w układzie hormonalnym 

 
Jak już powiedziano, hormonami są różne substancje 

wytwarzane w organizmie zwierzęcym przez wyspecjalizowane narządy lub grupy 
komórek, a wspólną ich 
cechą jest to, że transportowane przez krew, docieraja 

do odlegtych niekiedy komórek docelowych (efektorowych/, niosąc im informacje o 
wymaganym poziomie 

metabolizmu. 
 
Natura chemiczna hormonów 

 
Natura chemiczna hormonów jest bardzo zróżnicowana, można jednak wyodrębnić dwa 

zasadnicze plany 
ich budowy. Istnieją więc hormony, których cząsteczki 
są pochodnymi cholesterolu - są to hormony steroidowe (np. hormony płciowe). 

Natomiast drugą grupę 
stanowią hormony pochodzące od aminokwasów. 

Hormony będące pochodnymi aminokwasów mogą 
być: przekształconymi cząsteczkami aminokwasów, 
(np. tyroksyna - pochodna tyrozynypeptydami (na 
przykład neurohormon wazopresyna będący oktapeptydem) i białkami (np. 

prolaktyna) powstałymi w 

wyniku połączeń aminokwasów  
 
Receptory hormonów 
 

Odebranie informacji przenoszonej przez hormony 
zależy od obecności swoistych receptorów hormonów 

w komórkach docelowych. Receptory hormonów są to 

background image

substancje natury biatkowej rozpoznające i wiążące 
niewielkie ilości odpowiednich hormonów. Jeden hormon może wYwoływać bardzo 
różne efekty, często 

bowiem związanie receptorów komórkowych jednego 

hormonu umożliwia reakcję innego hormonu z właściwymi mu 
receptorami w tej komórce. 
  Receptory komórkowe hormonów są zlokalizowane w zewnętrznej btonie 
cytoplazmatycznej komórki (błonie komórkowej) lub wjej wnętrzu. Hormony 

steroidowe, jako substancje rozpuszczalne w tłuszczach, stosunkowo łatwo 

przenikaja przez warstwę 
lipidową błony cytoplazmatycznej otaczającej komórkę zwierzęcą. W komórce łącza 
się z receptorem 
cytoplazmatycznym, wraz z nim docierają do materiału 

  genetycznego zawartego w jadrze wywierając wpływ 

  na syntezę białek enzymatycznych (rys. 4.69): 
  W odróżnieniu od steroidów hormony będące 
  polipeptydami lub przekształconymi aminokwasami z 
reguły nie wnikaja do komórek docelowych, ale wiażą 

się z białkowym receptorem znajdującym się w błonie 

komórkowej. W wyniku tego związania następuje 
aktywacja zawartego w błonie enzymu cyklazy adenylanowej 
katalizujacej reakcję przekształcania wysokoenergetycznego związku, ATP, w 
pochodną - 3', 

5'-cykliczny adenozynomonofosforan, oznaczany 

skrótem cAMP (rys. 4.70). 
  Powstały cAMP tatwo dyfunduje w komórce, 
działając jako drugi przenośnik informacji zawartej w 
hormonie połączonym z receptorem btonowym. 

Cykliczny AMP aktywuje w komórce już istniejace w 
niej enzymy. 

 
Miejsca powstawania hormonów 
 

Ze względu na miejsce powstawania wyróżniamy 
następujące grupy horrnonów: 

  1. Hormony wytwarzane w gruczołach wewnątrzwydzielniczych (dokrewnych), 
których wydzielina 
przenika bezpośrednio do krwi i jest przez nia roznoszona niekiedy na duże 

odległości. Gruczołami 
  dokrewnymi są np. tarczyca czy przysadka mózgo  wa. 

  2. Hormony tkankowe, produkowane przez grupy 
  wyspecjalizowanych komórek, ale umiejscowione w 
  narzadach o innej funkcji. Ich działanie ma zwykle 

mniej rozległy (niż hormonów wytwarzanych w gruczołach) zasięg, np. hormony 
produkowane przez 

komórki znajdujące się w śluzówce przewodu pokarmowego regulują wydzielanie w 
nim soków trawiennych. 
3. Neurohormony i przekaźniki nerwowe, czyli substancje chemiczne produkowane w 
komórkach nerwowych. Rola przekaźników nerwowych (acetylocholiny) polega na 

przenoszeniu pobudzenia między dwiema komórkami nerwowymi (synapsa) lub między 

zakończeniem neuronu ruchowego a efektorem. Natomiast neurohormony będące 
również wydzielinami 
komórek nerwowych, są przekazywane do krwi, z 
 

którą przedostają się do bardziej odległych komórek i 
narzadów docelowych. Neurohormonami są hormony 

podwzgórzowe. 

background image

4. Prostaglandyny, zaliczane do hormonów, ale produkowane przez większość tkanek 
organizmu zwierzęcego. Są to pochodne kwasów tłuszczowych wytwarzane w 
minimalnych ilościach i podlegajace bardzo 

szybkiej degradacji. Wywołują one liczne efekty biologiczne, np: wywołują 

skurcze mięśni gładkich macicy, 
wpływają na stan naczyń krwionośnych i ciśnienie 
krwi, na czynności wydzielnicze gruczołów, na przekaźnictwo nerwowe, na 
krzepliwość krwi itp. Swoje 

różnorodne skutki prostaglandyny wywierają przypuszczalnie za pośrednictwem 

pobudzania lub hamowania cyklazy adenylanowej. Moga zatem powodować w 
komórce podwyższanie lub zmniejszanie ilości drugiego przekaźnika informacji, 
jakim jest cAMP. W ten 
sposób prostaglandyny mogą również modyfikować 

dziatanie innych hormonów. 

  Prócz hormonów o różnej budowie i pochodzeniu, 
działających wewnątrz produkującego je organizmu, 
istnieja także feromony, substancje wydzielane w 
niezmiernie małych ilościach poza organizm. Feromony są zazwyczaj rozpoznawane 

przez osobniki tego 

samego gatunku i służą np. do przyciagania partnerów 
seksualnych, zaznaczania własnego terytorium itp. 
Dotychczas rolę feromonów najlepiej poznano u owadów, u których spełniaja ważną 
rolę w regulacji życia 

we wspólnotach. 

 
Struktura układu hormonalnego 
 
Gruczoły dokrewne, w większości nie powizane ze 

sobą anatomicznie, pozostają jednak w tączności za 
pośrednictwem krwi, tworzac układ hormonalny. 

Układ ten tworzą: przysadka mózgowa, tarczyca, 
przytarczyce, nadnercza, część wewnątrzwydzielnicza trzustki i gonad: jajników i 
jąder, oraz u 

ssaków łożysko w czasie ciąży. Nadrzędnym gruczołem dokrewnym jest przysadka 
mózgowa, połączona z 

podwzgórzem. Produkuje ona tzw. hormony tropowe, 
sterujące wydzielaniem hormonów przez inne gruczoły dokrewne, sama zaś pozostaje 
pod nadrzędna 

kontrolą neurohormonów podwzgórzowych (rys. 
4.71 /. 

  Niektóre zakończenia komórek neurosekrecyjnych podwzgórza bezpośrednio 
docierają do tylnego 
(nerwowego) płata przysadki mózgowej. W ten sposób 

neurohormony wytwarzane w podwzgórzu są przechowywane w tylnym płacie przysadki 
mózgowej. 

Hormonami tymi są wazopresyna (wazotocyna u kręgowców niższych) i oksytocyna. 
  Neurohormony wytwarzane w innych neuronach 
podwzgórza przekazywane sa do układu krótkich 
naczyń krwionośnych, tzw. układu wrotnego przysadki 

mózgowej, i docieraja nimi do jej przedniego płata. Sa 

to hormony stymulujące lub hamujące uwalianie 
hormonów tropowych przysadki mózgowej /tab. 
4.17). 
  Narzadami docelowymi hormonów przedniego 

płata przysadki w większości przypadków są pozostałe 
gruczoły dokrewne, których funkcjonowanie zależy od 

obecności hormonów tropowych przysadki. Wskazuje 

background image

to na nadrzędną rolę przysadki mózgowej w układzie 
dokrewnym (tab. 4.18). Istnieją jednak gruczoły 
dokrewne, których działanie nie podlega kontroli ze 

strony przysadki /trzustka, przytarczyce). 

  Gruczoły dokrewne, zarówno te, które pozostają 
pod kontrolą przysadki mózgowej, jak i działajace 
niezależnie od niej, wydzielają hormony rozprowadzane przez krew po całym 
organizmie. Hormony te 

przenoszone sa najczęściej w postaci połączeń z 

obecnymi w osoczu białkami, pełniącymi funkcje nośników. Wydzieliny tych 
gruczołów oraz charakterystykę ich dziatania obwodowego przedstawiono w 
tabelach, zachowując podział uwzględniajcy ich 
naturę chemiczną  

 

Regvlacja wydzielania hormonów 
 
 Ilość hormonu znajdującego się w danym momencie w 
  krwi zależy od tempa jego syntezy i uwalniania oraz 

 degradacji. Niektóre hormony podlegaj inaktywacji w 

  komórkach docelowych, inne sa w nich aktywowane. 
  Większość hormonów jest zamieniana w watrobie w 
! nieczynne pochodne, wydalane wraz z moczem. Hor  mony są regulatorami reakcji 
metabolicznych, ich 

  wydzielanie musi być więc bardzo precyzyjnie stero! wane. i Optymalne 

funkcjonowanie komórek i.tkanek 
i możliwe jest jedynie w optymalnym środowisku 
  wewnętrznym. Zmiany tego środowiska musza być 
  odbierane przez nadrzędny ośrodek integracyjny, 

  który dokonuje analizy tych zmian i wysyła polecenia 
  mogące spowodować wyrównanie odchyleń od stanu 

  optymalnego. Ośrodkiem takim jest podwzgórze, 
  otrzymujące informacje zarówno z układu nerwowego, 
  jak i przez krew. 

  Rodzaj informacji wysytanej zależy od tego, jakie 
informacje dotarły do podwzgórza. Głównym sposobem regulacji aktywności układów 

biologicznych jest 
ujemne sprzężenie zwrotne. Oznacza to, że efekt 
danej reakcji (lub ich ciągu) oddziałuje hamująco na 

wywołujcą go przyczynę. Działanie systemu ujemnego sprzężenia zwrotnego jest 
wyrazem tendencji do 

przywracania odpowiedniego stanu fizjologicznego. 
Czasami ma miejsce dodatnie sprzężenie zwrotne, w 
którym efekt reakcji działa na przyczynę aktywująco, 

np. aktywacja układu krzepnięcia krwi. 
  Dzięki ujemnemu sprzężeniu zwrotnemu ilość hormonów uwalnianych na 

poszczególnych poziomach 
układu dokrewnego podlega bardzo precyzyjnej regulacji (rys. 4.72).   Wzrost 
stężenia hormonów podwzgórzowych w 
krwi dopływającej do przedniego płata przysadki 

powoduje zwiększone wytwarzanie przez przysadkę 

odpowiednich hormonów tropowych. Hormony tropowe, docierając do docelowych 
gruczołów dokrewnych, 
stymulują syntezę i uwalnianie ich wydzielin do krwi. 
Podwyższony we krwi poziom hormonów wydzielanych przez gruczoły dokrewne wpływa 

hamujaco na 
uwalnianie hormonów podwzgórzowych. Skutkiem 

tego spada poziom hormonów tropowych przysadki, a 

background image

w dalszej kolejności ilość hormonów w krwi. W ten 
sposób zamyka się długa pętla ujemnego sprzężenia 
zwrotnego. 

  Hormony tropowe przysadki docieraja wraz z 

krwią także do podwzgórza. Wzrost ich stężenia 
powoduje zmniejszenie ilości podwzgórzowych hormonów uwalniających, wydzielanych 
do krażenia 
wrotnego przysadki. Taką regulację określa się jako 

krótką pętlę ujemnego sprzężenia zwrotnego. 

  Sama ilość hormonów uwalniających także reguluje swe własne wydzielanie. Jest 
to ultrakrótka pętla 
ujemnego sprzężenia zwrotnego. 
  Dzięki takim poziomom regulacji, w prawidłowo 

funkcjonujacym organizmie, ilość wydzielanych w 

danym momencie hormonów ściśle odpowiada rzeczywistym potrzebom organizmu. 
Istnieje także 
mechanizm ujemnego sprzężenia zwrotnego regulujący wydzielanie niektórych 
hormonów bez pośrednictwa nadrzędnych gruczołów dokrewnych. Tak odbywa 

się regulacja poziomu glukozy w krwi przez insulinę i 

glukagon oraz poziomu wapnia przez parathormon i 
kalcytoninę (rys. 4.73). 
  Wzrost stężenia glukozy w krwi stymuluje wydzielanie insuliny przez 
wewnątrzwydzielniczą część trzustki. Insulina ułatwia przenikanie glukozy z krwi 

do 

komórek, w wyniku czego poziom glukozy w krwi 
spada. Obniżony poziom glukozy w krwi powoduje 
zahamowanie dalszej sekrecji insuliny przez trzustkę. 
 

Hormonalna regulacja procesów życiowych roślin 
 

Po zapoznaniu się z precyzyjnym mechanizmem koordynujacym przebieg procesów 
życiowych u zwierzat 
nasuwa się pytanie, w jaki sposób u roślin, nie mających systemu nerwowego, 

koordynowane są poszczególne czynności fizjologiczne -tak precyzyjnie, że 
możliwy jest harmonijny przebieg wszystkich, złożonych procesów życiowych. 

  Porównujac przebieg procesów życiowych u roślin i zwierzat od wielu lat 
podejrzewano, że u roślin 
muszą występować jakieś substancje uczestniczace w 

regulacji tych procesów. Substancje takie wykryto w 
trzydziestych latach bieżacego stulecia i nazwano je w 

pierwszym okresie substancjami wzrostowymi, później regulatorami wzrostu i 
rozwoju, gdyż wykryto je w 
badaniach dotyczacych wzrostu i rozwoju roślin. W 

ostatnich latach coraz częściej nazywamy je fitohormonami, czyli hormonami 
roślinnymi, podkreślając 

analogię funkcji tych substancji do hormonów zwierzęcych. Obecnie znamy już co 
najmniej cztery grupy 
fitohormonów o bardzo zróżnicowanej budowie chemicznej i funkcjach. Są to: 
auksyny, gibereliny, cytokininy i inhibitory wielu procesów, głównie wzrostu: 

kwas abscysynowy i etylen. Substancje te sa u wielu 

roślin syntetyzowane w różnych organach rośliny. Na 
przykład auksyny są syntetyzowane głównie w wierzchołkach wzrostu, ale powstają 
również w owocach i 
nasionach. Cytokininy i gibereliny są produkowane 

głównie w korzeniach; organy generatywne maja jednak również zdolność do ich 
syntezy. Cechą upodabniając funkcjonowanie fitohormonów do hormonów 

background image

zwierzęcych jest ich bardzo duża aktywność, powodująca, że ich niewyobrażalnie 
mate ilości regulują wiele 
procesów. 

  W ostatnich latach prowadzi się badania nad 

mechanizmem i lokalizacja działania fitohormonów w 
komórkach roślinnych. Przypuszcza się, że moga one 
uczestniczyć w regulacji biosyntezy różnorodnych 
białek, w tym również białek enzymatycznych, a stad 

bezpośrednio mogą sprawować swego rodzaju kontrolę nad 

rnetabolizmem rośliny, na co istnieje obecnie 
już dość dużo dowodów doświadczalnych. W literaturze można znaleźć przeróżne 
hipotezy wyjaśniające, 
jak fitohormony regulują fotosyntezę, transport jej 

produktów, gospodarkę wodną, ze szczególnym 

uwzględnieniem ruchu aparatów szparkowych, i wiele 
innych procesów. Rolę fitohormonów w procesach 
wzrostu i rozwoju oraz w ruchach roślin opisano w 
następnych rozdziałach. 

 

Ruchy roślin 
 
Oprócz reakcji spowodowanych działaniem długotrwałych bodźców termicznych lub 
fotoperiodycznych 

rośliny pr2ejawiają jeszcze innego typu wrażliwość. 

Roślina jest w stanie wykonywać bardzo szybko 
różnorodne ruchy. Pod mikroskopem nietrudno jest 
zaobserwować ruchy cytoplazmy i chloroplastów. 
Gołym okiem można zauważyć zmiany położenia liści, 

otwieranie i zamykanie kwiatów, ruchy pręcików; dość 
wspomnieć przysłowiową wrażliwość mimozy, która 

na dotyk lub inne bodźce mechaniczne reaguje natychmiastowym sktadaniem listków 
(rys. 4.74/. 
  Ruchy roślin dzielimy na tropizmy i nastie jeśli 

jako kryterium podziału przyjmiemy charakter bodźca. 
Jeśli natomiast podstawą podziału będzie mechanizm 

decydujący o zmianach położenia poszczególnych 
organów, to dzielimy je na ruchy turgorowe i wzrostowe. 
  Tropizmy. Są to ruchy wzrostowe, uwarunkowane działaniem różnych bodźców, np. 

jednostronnym oświetleniem, powodującym wygięcie pędu rośliny w kierunku 
światta-fototropi2m lub przyciąganiem ziemskim - geotropizm. Obecność 

rozpuszczaInych substancji chemicznych w środowisku np. w 
glebie, powoduje wzrost korzeni w kierunku bodźca 
lub w kierunku przeciwnym - chemotropizm. 

  Przy wszystkich ruchach tropicznych wygięcie 
organów jest spowodowane nierównomiernym 

wzrostem komórek z dwóch stron pędu lub korzenia; 
  przyczyną jest nierównomierne rozmieszczenie auksyn - hormonów regulujących 
wzrost w tych organach. Bardziej oświetlona strona pędu rośnie mniej 
intensywnie, gdyż w tej części jest mniej aktywnych 

stymulatorów wzrostu - auksyn, co ilustruje rys. 4.75. 

Przyciąganie ziernskie, powodujące geotropizm, działa 
również na asymetryczne rozmies2czenie auksyn oraz 
inhibitora wzrostu - ABA (kwasu abscysynowego/, co 
w konsekwencji prowadzi do wygięcia korzenia ku 

dołowi - geotropizm dodatni i do pionowego wzrostu 
pędów - geotropizm ujemny. 

  Nastie. Do tej grupy ruchów zaliczyć należy 

background image

wspomniane wcześniej gwałtowne ruchy liści (np. 
mimozy/, zwane sejsmonastiami, uwarunkowane 
szybko następującymi zmianami turgoru w komórkach - poduszeczkach, znajdujących 

się u nasady liścia (rys. 4.74). Podrażnienie mechaniczne górnego 

liścia mimozy powoduje składanie się jego listków i 
zwisanie złożonego liścia ku dołowi. Bodziec przenosi 
się następnie do liścia niżej położonego. Jeśli bodziec 
był dostatecznie silny, to w ciagu kilku sekund dochodzi do reakcji ruchowej 

liści na całej roślinie. Mimoza 

podobnie reaguje również na bodźce chemiczne i 
fizyczne, np. na gwałtowne zmiany oświetlenia lub 
temperatury. 
  Mimoza wykonuje też bardzo charakterystyczne 

ruchy senne, czyli nyktinastyczne. Pod wieczór, ale 

jeszcze przed zapadnięciem zmroku, stula wszystkie 
liście jak po mechanicznym podrażnieniu. Podobną 
zmianę położenia młodocianych liści obserwuje się 
przed nocą u fasoli /rys. 4.76). Mechanizm ruchów 

sennych nie jest jeszcze w pełni wyjaśniony. Sa one 

spowodowane zmianami w komórkach umieszczonych u nasady liści. Bodźcem jest 
zespół czynników 
towarzyszacych nadchodzacej nocy: zmiany natężenia 
oświetlenia, wilgotności i temperatury, a być może i 

innych czynników. 

  Inny typ nastii - to otwieranie się i zamykanie 
kwiatów, np. mniszka, podbiału, tulipanów. Są one 
również wynikiem zmian wilgotności i temperatury 
powietrza. W dni pochmurne kwiaty ich są stulońe, a w 

pełnym słońcu - otwarte. Jest to uwarunkowane nierównomiernym wzrostem górnej i 
dolnej części płatków korony. Biologiczne znaczenie tego typu ruchów 

wiąże się z przystosowaniem do zapylania przez owady. 
  W kwiatach berberysu podrażnienie mechaniczne 
nitki pręcika powoduje gwałtowne jej unoszenie się; 

wprawiony w ruch pylnik dotykajac znamienia słupka 
powoduje jego zapylenie, a w konsekwencji zapłodnienie. 

  Taksje. Bakterie, glony, sinice i śfuzowe wykonują 
bardzo szybkie ruchy. Bodźcem może być światto, brak 
tlenu w podłożu lub obecność różnych substancji 

chemicznych, powodujących przyciąganie tych organizmów - 
chemotaksje dodatnie lub ich gwałtowna 

ucieczkę od trucizn i innych szkodliwych związków - chemotaksje ujemne.