59
Rozdział 4
IDENTYFIKACJA I ANALIZA FIZJOLOGICZNYCH SYSTEMÓW STEROWANIA
Fizjologiczne systemy sterowania to systemy pełniące rolę koordynatora poszczególnych
narządów, układów, a także pojedynczych komórek. Systemy te obejmują: nerwowy, hormonalny oraz
immunologiczny, czyli odpornościowy.
4.1. Układ nerwowy
Układ nerwowy ma wśród innych narządów i układów ustroju pozycję centralną, jest ich
administratorem. Każda czynność czy zadanie do wykonania przez określony narząd lub układ
narządów pozostaje pod jego kontrolą. Jest to najbardziej skomplikowany i najważniejszy system
komunikacji. System nerwowy odgrywa kluczową rolę w widzeniu i słyszeniu, odczuwaniu bólu i
przyjemności, w zarządzaniu ruchem, regulowaniu czynności organizmu, jak trawienie i oddychanie
oraz ma znaczenie dla rozwoju myślenia, języka, pamięci i procesu podejmowania decyzji.
 Częściami roboczymi układu nerwowego są miliony wzajemnie połączonych komórek zwanych
neuronami, których funkcja przypomina funkcję drutów w skomplikowanej maszynie elektrycznej.
Neurony wychwytują sygnały w jednej części układu nerwowego i przenoszą je do drugiej części, w
której przekazują je innym neuronom lub zapoczątkowują jakąś czynność, którą może być na przykład
skurcz włókien mięśniowych. Układ nerwowy w ciągu jednej sekundy odbiera z otoczenia aż do 109
bitów informacji. Do świadomości dociera jednak znikoma jej część, jedynie ok. 102 bitów/s. Oznacza
to, że przytłaczająca ilość informacji docierających do mózgu ludzkiego jest tam przetwarzana w
sposób całkowicie nieświadomy. Neurony są komórkami bardzo delikatnymi, które łatwo zniszczyć
przez skaleczenie, infekcję, nacisk, zaburzenia chemiczne lub brak tlenu. Co więcej, zniszczonych
neuronów nie można już zastąpić, zatem wszelkie zniszczenia mają zwykle poważne konsekwencje
[23].
Układ nerwowy zapewnia stały kontakt organizmu ze środowiskiem zewnętrznym oraz integruje
pracę narządów wewnętrznych. Kontakt ze światem zewnętrznym zapewniają narządy zmysłów,
natomiast doznania z narządów wewnętrznych rejestrowane są przez zakończenia czuciowe w
poszczególnych narządach. Układ nerwowy uczestniczy w rejestrowaniu, przekazywaniu oraz analizie
napływających pobudzeń z zakończeń czuciowych oraz bierze udział w realizacji prawidłowych
reakcji adaptacyjnych na zmieniające się warunki świata zewnętrznego i środowiska wewnętrznego.
Podstawowe reakcje adaptacyjne są wrodzone (np. reakcje odruchowe), inne wykształcają się w
trakcie życia osobniczego (np. reakcje psychiczne). Podłożem fizjologicznym reakcji odruchowych
jest łuk odruchowy, który składa się z drogi doprowadzającej, przewodzącej pobudzenia z receptora
do ośrodka scalającego (mózg, rdzeń kręgowy) oraz drogi odprowadzającej, przenoszącej pobudzenia
do narządu wykonawczego (mięśni, gruczołów wydzielania wewnętrznego). Odruchy wykształcone na
drodze przemian ewolucyjnych (warunkowe, czyli wrodzone) są uruchamiane bez udziału
 60
świadomości, przez co ich czas reakcji jest skrócony (np. cofnięcie ręki od wrzątku, zwężenie z
rednicy
przy impulsie świetlnym). Odruchy modyfikowane przez doświadczenie, będące efektem powtarzania
siÄ™ pewnego bodz
ca, to odruchy wrodzone, warunkowe. SÄ… wynikiem uczenia skojarzeniowego (dwa
bodz
ce skoordynowane w czasie). Następuje skorelowane w czasie skojarzenie bodz
ca pierwotnego,
wywołanego odruchem bezwarunkowym, z bodz
cem obojętnym, tzw. syndrom psa Pawłowa. Tego
typu odruchy wymagajÄ… podtrzymania, czyli powtarzania, w przeciwnym razie zaniknÄ….
Układ nerwowy składa się z dwóch zależnych od siebie części: ośrodkowy (układ centralny) i
obwodowy (peryferyjny) (rys. 4.1-4.2). Oba te systemy sÄ… anatomicznie i funkcjonalnie zwiÄ…zane ze
sobą, ale w literaturze ich własności często są rozważane oddzielnie [6].
Rys. 4.1. Układ nerwowy człowieka [84]
Układ nerwowy
Układ nerwowy
Ośrodkowy układ nerwowy Obwodowy układ nerwowy
Ośrodkowy układ nerwowy Obwodowy układ nerwowy
Somatyczny układ nerwowy
Somatyczny układ nerwowy
Autonomiczny układ nerwowy
Autonomiczny układ nerwowy
Układ sympatyczny Układ parasympatyczny
Układ sympatyczny Układ parasympatyczny
Rys. 4.2. Podział układu nerwowego
Układ centralny (ośrodkowy)  w jego skład wchodzi mózg, móżdżek oraz pień mózgu (45 cm).
Dolna część, rdzeń kręgowy, znajduje się w kanale kręgowym, natomiast górna, mózgowie, w jamie
czaszki. Ośrodkowy układ nerwowy otoczony jest błonami łącznotkankowymi, oponami. Układ
zawiera skupiska powtarzających się komórek, włókien i wypustek nerwowych, które przekazują
sygnały między komórkami. Centralny układ nerwowy rejestruje i analizuje pobudzania dopływające
z układu obwodowego i zapewnia prawidłową reakcję organizmu na te bodz
ce. Największą część
mózgu stanowią półkule mózgu, które dzieli się na cztery płaty: czołowy, ciemieniowy, skroniowy i
 61
potyliczny. W oparciu o badania anatomiczne i fizjologiczne ustalono, iż poszczególne płaty związane
są z określonymi funkcjami [6]. Płat czołowy związany jest z czynnościami ruchowymi i
psychicznymi. Uszkodzenie tego płata jest przyczyną niedowładów lub porażenia kończyn, a w
niektórych wypadkach może ujawniać się zaburzeniami cech osobowości. Płat ciemieniowy bierze
udział w analizie doznań czuciowych, a następstwem uszkodzenia tego płata jest przeciwstronna
niedoczulica. W płacie potylicznym znajdują się ośrodki wzrokowe. Jeśli dojdzie do upośledzenia
funkcji tego płata, człowiek odczuwa zaburzenia w polu widzenia. Od komórek nerwowych kory
mózgu do struktur pnia mózgu przebiegają włókna łączące, które tworzą istotę białą mózgu. We
wnętrzu półkul mózgowych znajdują się skupiska komórek nerwowych, tzw. zwoje podstawy, które
regulują napięcie mięśniowe oraz zapewniają kontrolę ruchów zautomatyzowanych. Pień mózgu
stanowi połączenie między półkulami mózgu i rdzeniem kręgowym. W obrębie pnia mózgu znajduje
się szereg ośrodków odpowiedzialnych za funkcjonowanie najważniejszych dla życia czynności, jak
oddychanie, praca serca, przemiana materii i regulacja temperatury. Móżdżek moduluje napięcie
mięśni i wpływa na utrzymanie prawidłowej postawy ciała. Rdzeń kręgowy znajduje się w kanale
kręgowym i pośredniczy w przekazywaniu pobudzeń czuciowych do mózgu oraz bodz
ców
wykonawczych do nerwów obwodowych [23].
Obwodowy układ nerwowy (peryferyjny)  utworzony jest przez nerwy czaszkowe oraz związane z
nim zwoje. Nerwy stanowią przedłużenie i rozgałęzienie ośrodkowego układu nerwowego w całym
ustroju. Nerwy czaszkowe są odpowiedzialne za funkcje ruchowe, czuciowe i mieszane. W ich skład
wchodzi nerw: węchowy, wzrokowy, okoruchowy, bloczkowy, trójdzielny, odwodzący, twarzowy,
słuchowy, językowo gardłowy, błędny, dodatkowy (szyja) oraz podjęzykowy [6,15]. Nerwy
rdzeniowe są mieszane, a ich odgałęzienia łączą się, tworząc sploty. Dzielą się na odcinek szyjny (8
par), piersiowy, lędz
wiowy i krzyżowy. Obwodowy układ nerwowy ma dwie główne części:
zewnętrzny  somatyczny oraz wewnętrzny  autonomiczny. Układ obwodowy zabezpiecza odbiór
doznań czuciowych oraz przewodzi pobudzenia z ośrodków nerwowych (rdzeń, mózg) do narządów
wykonawczych (mięśni, gruczołów dokrewnych). Nerwy obwodowe zbudowane są z włókien
nerwowych ruchowych, czuciowych i autonomicznych. Włókna ruchowe i autonomiczne, czyli
dendryty przewodzące pobudzenie z ośrodków nerwowych, przewodzą pobudzenia do narządów
wykonawczych (mięśni, gruczołów wydzielania wewnętrznego) [23].
Układ somatyczny  spełnia podwójną funkcję. Po pierwsze, zbiera informacje z narządów zmysłu
organizmu i przekazuje je do centralnego układu nerwowego. Po drugie, przesyła sygnały od
centralnego układu nerwowego do mięśni kręgosłupa w odpowiedzi na otrzymane informacje,
inicjując w ten sposób ruch.
Układ autonomiczny (wegetatywny)  zajmuje się regulacją pracy narządów wewnętrznych oraz
gruczołów.
 62
4.1.1. Tkanka nerwowa
Włókna nerwowe dzieli się na [23]:
1. rdzenne - mają osłonkę zbudowaną z substancji białkowo-lipidowej, zwaną mieliną
(jednoosłonkowe i dwuosłonkowe);
2. bezrdzenne  bezosłonkowe (nerwy węchowe) oraz jednoosłonkowe (osłonka Schwanna).
Natomiast nerwy dzieli siÄ™ na:
1. nerwy somatyczne (cielesne) - odpowiadają za ogólne odczucia bólu, dotyku, ciśnienia i
drgań. Są to narządy prioprioceptywne, czyli odbierają bodz
ce z ustroju (skóra, kończyny,
mięśnie i stawy). Szczególne odczucia somatyczne, to słuch, zachowanie równowagi, wzrok
oraz węch;
1. nerwy wewnętrzne - ogólnie dostarczają informacji o temperaturze ciała, zmianach
chemicznych, bólu, podrażnieniu narządów wewnętrznych (dodatkowo zmysł smaku).
Wewnętrzne nerwy pobudzają do pracy mięśnie gładkie, mięsień sercowy oraz gruczoły.
Układ nerwowy zbudowany jest z tkanki nerwowej i glejowej, czyli niepobudliwych komórek,
które wypełniają przestrzeń między ciałami neuronów i ich wypustkami, tworząc tzw. zrąb, czyli
podstawę strukturalno-funkcjonalną. Jest to tkanka łączna i według szacunkowych badań, jest 10 razy
więcej komórek glejowych od nerwowych. Komórki glejowe pełnią funkcję odżywczą, izolacyjną
oraz podporową dla neuronów [23].
Nerw jest wiązką równolegle biegnących włókien nerwowych (aksonów), spojonych ze sobą
tkanką łączną wiotką (rys. 4.3). Poszczególne włókna powiązane są tkanką zwaną śródnerwiem.
Tkanka wiotka, która otacza grupy drobnych pęczków to onerwie, natomiast otaczająca cały nerw 
nadnerwie. Razem z tkanką wiotką, do środka nerwu wnikają naczynia krwionośne i limfatyczne.
Rys. 4.3. Budowa nerwu [86]
 63
Rys. 4.4. Komórka nerwowa [85]
Komórka nerwowa, neuron, jest elementarnym i najważniejszym elementem składowym układu
nerwowego (rys. 4.4) [6]. Neuron to bardzo delikatna komórka, którą łatwo zniszczyć przez
skaleczenie, infekcje, nacisk, zaburzenia chemiczne lub brak tlenu. Co więcej, zniszczonych neuronów
nie można już zastąpić, zatem wszelkie zniszczenia mają zwykle poważne konsekwencje. W obrębie
komórki nerwowej wyróżnia się ciało komórki (perikarion), które zawiera z reguły jedno jądro kuliste
otoczone błoną jądrową. Wewnątrz ciała komórki znajduje się jąderko wypełnione kwasem
rybonukleinowym. Komórka nerwowa wyposażona jest w dwa rodzaje wypustek: wypustkę długą
(akson, neuryt) i liczne wypustki krótkie (dendryty, wypustki protoplazmatyczne). Aksony przenoszą
informacje z ciała komórki do innych komórek nerwowych lub narządów wykonawczych, tzw.
efektorów, dendryty natomiast przekazują pobudzenia do ciała komórki nerwowej. Poszczególne
komórki nerwowe łączą się ze sobą poprzez złącza, synapsy, które pośredniczą w przekazywaniu
informacji. W zależności od substancji chemicznej pośredniczącej w przekazywaniu pobudzenia,
wyróżnia się synapsy pobudzające i hamujące.
Neurony są sklasyfikowane na podstawie kształtu (rys. 4.5) [23]:
1. jednobiegunowe (rzekomojednokierunkowe)  na poczÄ…tku jeden proces przekazywania
informacji przechodzący w dwa procesy. Ulokowane są głównie w części grzbietowej
narządów wewnętrznych. W rzeczywistości są to neurony dwubiegunowe, których obie
wypustki w swoich początkowych odcinkach złączyły się ze sobą. Dendryty dochodzą do
nabłonków i mięśni, tworząc zwoje rdzeniowe i mózgowe. Zalicza się je do czuciowych
(aferentnych);
2. dwubiegunowe  dwa procesy, bardzo rzadkie. Występują w siatkówce oka, zwoju
przedsionkowym i ślimakowym oraz zwojach mózgowych. Można je spotkać w zwojach
rdzeniowych u płodu i noworodka. Przekazują bodz
ce do nerwu wzrokowego, węchowego i
do mózgu;
3. wielobiegunowe  więcej niż dwa procesy, obejmują 99% neuronów. Występują w dwóch
postaciach, zwanych typami Galgiego. Komórki I typu Galgiego (Deitersa), to komórki
ruchowe. Dendryty mają szeroką podstawę i rozgałęziają się w niedużej odległości od niej na
gałązki drugiego i dalszych rzędów. Komórki II typu Galgiego mają krótki neuryt,
rozgałęziający się na gałązki końcowe blisko swojego wyjścia z ciała komórki.
 64
a) b) c)
Rys. 4.5. Rodzaje neuronów: a) jednobiegunowe, b) dwubiegunowe, c) wielobiegunowe [23]
Każda komórka nerwowa zakończona jest synapsą, czyli stykiem, który zapewnia przewodzenie
impulsu nerwowego z jednej komórki na drugą (synapsa nerwowo-nerwowa) lub z komórki nerwowej
na efektor (nerwowo-mięśniowa, nerwowo-gruczołowa). Rys. 4.6 przedstawia ogólny podział synaps
ze względu na sposób przekazywania impulsu nerwowego [6].
SYNAPSA
SYNAPSA
Chemiczna Elektryczna
Chemiczna Elektryczna
PobudzajÄ…ca HamujÄ…ca
PobudzajÄ…ca HamujÄ…ca
Rys. 4.6. Podział synaps nerwowych
Ciała komórek nerwowych znajdują się w istocie szarej ośrodkowego układu nerwowego oraz w
zwojach układu obwodowego i autonomicznego. Rozmieszczone są nieregularnie lub skupiają się w
oddzielne grupy, tzw. ośrodki nerwowe, do których należą m.in. ośrodki: oddychania, krążenia,
ruchowe, czuciowe, itd. Wiązka włókien lub pęczek posiadający wspólny początek oraz dążący do
tego samego ośrodka tworzy drogę nerwową i w zależności od przewodzenia impulsów, drogi
nerwowe dzieli siÄ™ na [23]:
a) wstępujące  z niższych pięter ośrodkowego układu nerwowego do wyższych, np. z rdzenia
kręgowego do mózgowia. Są to tzw.  drogi czuciowe ;
b) zstępujące  z wyższych pięter ośrodkowego układu nerwowego do niższych. Najdłuższe
zaczynają się w korze mózgowej i dochodzą do najniższych segmentów rdzenia kręgowego,
tzw.  drogi ruchowe ;
c) kojarzeniowe (asocjacyjne)  łączniki między drogami wstępującymi i zstępującymi.
Rozpoczynają się i kończą na tym samym poziomie ośrodkowego układu nerwowego, nie
przekraczając płaszczyzny pośrodkowej (np. połączenia w jednej części półkuli mózgu);
d) spoidłowe (komisuralne)  łączą ze sobą jednoimienne ośrodki prawej i lewej połowy mózgowia
lub rdzenia kręgowego.
4.1.2. Przewodnictwo nerwowe
Jedną z podstawowych właściwości komórek nerwowych jest zdolność do wytwarzania i
przewodzenia pobudzeń nerwowych. Szybkość przewodzenia pobudzeń nerwowych zależy od śrenicy
 65
włókien nerwowych. Włókna grube przewodzą z szybkością 20-120 m/s, włókna średnie 3-15 m/s, a
włókna cienkie 0,5-2 m/s [23]. Nerwy obwodowe zbudowane są ze wszystkich rodzajów włókien, a
szybkość przewodzenia zależy od ilości poszczególnych włókien tworzących dany nerw. Prędkość
przewodzenia maleje wraz ze spadkiem temperatury, w trakcie niedokrwienia nerwu lub wskutek
działania różnych czynników uszkadzających (urazy, zatrucia, zaburzenia przemiany materii).
Przewodzenie impulsów nerwowych wyjaśnia teoria membranowa dotycząca mechanizmu
przepływu informacji, opracowana w roku 1952 przez Hodgkin a i Huxley a [14]. W procesie tym
biorą udział neurony błony komórkowej (neurolemmy). W czasie spoczynku, gdy impulsy nie są
przewodzone, błona neuronu jest spolaryzowana (rys. 4.7). Oznacza to, iż ułożenie ładunków po obu
jej stronach nie jest równomierne. Dodatnie jony Na+ dyfundują z wnętrza komórki powodując, że
wewnętrzna część błony komórkowej jest naładowana ujemnie. Następuje to wskutek obecności
licznych aktywnych białek w błonie neuronu, które działają jak pompy sodowo-potasowe,
przerzucając jony na drugą stronę błony, wbrew gradientowi stężeń: jony Na+ na zewnątrz i jony K+
do wnętrza komórki. Różnica potencjału między zewnętrzną i wewnętrzną powierzchnią neurolemmy
wynosi -70 mV i jest to tzw. potencjał spoczynkowy [23].
Rys. 4.7. Polaryzacja błony komórki nerwowej [86]
Potencjał czynnościowy pojawia się, gdy nastąpi chwilowa zmiana wartości potencjału pomiędzy
wnętrzem i otoczeniem komórki, wywołana przez bodziec ponadprogowy. To zjawisko jest
charakterystyczne dla komórek pobudliwych. Potencjał progowy to wielkość potencjału błony
komórki, która musi zostać przekroczona, aby mógł być wygenerowany potencjał czynnościowy.
Ogólnie schemat przewodzenia można krótko opisać: zmiana potencjału powoduje zmianę ładunku na
błonie, następnie następuje miana przepuszczalności błony przez kanały jonowe (rys. 4.8).
impuls
impuls
Spolaryzowana Błona komórkowa
Spolaryzowana Błona komórkowa
Potencjał rośnie
Potencjał rośnie
błona komórki jest
błona komórki jest
aż do  50 mV
aż do  50 mV
-70mV przepuszczalna
-70mV przepuszczalna
jony Na
jony Na
wpływają
wpływają
Pompa jonowa
Pompa jonowa
do komórki
do komórki
przywraca
przywraca
równowagę
równowagę
1 ms
1 ms
Inny rozkład
Inny rozkład
Å‚adunku w el.
Å‚adunku w el.
w komórki
w komórki
Przejście fali
Przejście fali
depolaryzacji
depolaryzacji
( potencjał czynnościowy)
( potencjał czynnościowy)
do innego el.
do innego el.
komórki
komórki
Rys. 4.8. Schemat mechanizmu przepływu informacji według teorii membranowej [86]
 66
Na skutek działania bodz
ca niosącego dostatecznie dużą porcję energii, która przewyższa wartość
progową, następuje otwarcie kanałów jonowych, przez które jony K+ oraz Na+ gwałtownie zmieniają
swoje położenie. Proces ten, nazywany depolaryzacją, powoduje lokalną zmianę ładunku wewnętrznej
błony komórkowej z ujemnego na dodatni. Potencjał rośnie do wartości +40 mV (potencjał
czynnościowy) w przeciągu 1 ms. Następnie kanały jonowe zamykają się i pompy sodowo-potasowe
zaczynają działać, przywracając stan początkowy (repolaryzacja błony). Lokalna polaryzacja
powoduje podobny efekt w sąsiednich rejonach błony i powstaje w ten sposób fala depolaryzacyjna,
która przemieszcza się wzdłuż aksonu. Prędkość przesuwania się tej fali jest wprost proporcjonalna do
grubości włókien nerwowych. We włóknach bezmielinowych wynosi 0,3-2 m/s, natomiast z osłonką
mielinową do 120 m/s. Pojedyncze włókno nerwowe (akson) działa zgodnie z zasadą  wszystko albo
nic  przewodzi impuls lub nie. Każdy bodziec nadprogowy, niezależnie od wartości, powoduje
powstanie potencjału czynnościowego o jednakowej amplitudzie, przebiegu i czasie trwania w danym
typie włókien. W pozostałych częściach neuronu amplituda potencjałów stopniowo rośnie wraz ze
wzrostem siły działania bodz
ca. Hodgkin i Huxley zaproponowali matematyczny opis transmisji
impulsu nerwowego (1), który opisuje zmiany napięcia błony komórkowej [14].
dV
C =ð I -ð(ðIK +ð INa +ð IL )ð (1)
dt
gdzie: I  całkowity prąd związany z przepływem jonów, IK  prąd związany z przepływem jonów
potasu, INa  prąd związany z przepływem jonów sodu oraz IL  prąd resztkowy, związany z
przepływem innych jonów.
Uważa siÄ™, że gÄ™stość rozmieszczenia pomp jonowych wynosi na ogół 100-200 na 1 mðm2 bÅ‚ony
komórkowej. Ocenia się, że typowy neuron posiada ok. 1 miliona takich pomp. Wydajność pompy
osiąga około 200 jonów Na+ i 130 K+ na sekundę [23,39].
4.1.3. Autonomiczny układ nerwowy
Zadaniem autonomicznego (tzw. wegetatywnego, trzewnego) układu nerwowego jest kierowanie
czynnościami narządów wewnętrznych, a zwłaszcza funkcją układu sercowo-naczyniowego,
oddechowego, pokarmowego i przemiany materii. Układ wegetatywny jest czynnościowo ściśle
połączony z układem hormonalnym. Ośrodki sterujące tego układu znajdują się w ośrodkowym
układzie nerwowym. Układ autonomiczny dzieli się na dwa układy (rys. 4.9) [39]:
1. Układ współczulny (symaptyczny)  ośrodki tego układu są zlokalizowane w bocznych rogach
rdzenia kręgowego, w odcinku piersiowym i lędz
wiowym. Impulsy dobiegające do narządów z układu
współczulnego powodują pobudzenie, czyli: przyspieszają czynność serca, ruchy oddechowe,
podnoszą ciśnienie zwężając żyły, obniżają aktywność układu pokarmowego. Uogólniając, podnoszą
 67
one aktywność organizmu. Grają pierwszoplanową rolę w sytuacjach stresowych poprzez zapewnienie
organizmowi pełnej mobilizacji do działania.
Układ Układ
Układ Układ
sympatyczny parasympatyczny
sympatyczny parasympatyczny
narzÄ…d
narzÄ…d
hormony
hormony
Rys. 4.9. Autonomiczny układ nerwowy [37]
2. układ przywspółczulny (parasympatyczny) - znajduje się w mózgowiu i w odcinku krzyżowym
rdzenia kręgowego. Jest to układ antagonistyczny i działa hamująco na narządy, pobudzając jednak
pracę układu pokarmowego i przyspieszając procesy trawienne. Obniża temperaturę ciała i zwalnia
akcjÄ™ serca.
4.2. Układ hormonalny
Hormony w organizmach żywych pełnią rolę regulacyjną, będąc ważnym mechanizmem
homeostazy. Wraz z układem nerwowym i regulacją na poziomie tkankowym, układ hormonalny
stanowi niezbędny mechanizm przystosowawczy do zmieniających się warunków środowiska
zewnętrznego i wewnętrznego. W skład układu hormonalnego wchodzą gruczoły dokrewne i
wyspecjalizowane tkanki, których zadaniem jest produkowanie wyspecjalizowanych regulatorów
różnych funkcji organizmu  hormonów (rys. 4.10). Działanie hormonów ma wpływ na przemiany
chemiczne, zachodzące w organizmie. Biorą one udział w trawieniu, wydalaniu, we wzroście i
dojrzewaniu płciowym.
 68
Rys. 4.10. Układ hormonalny: 1) szyszynka, 2) przysadka mózgowa, 3) tarczyca, 4) grasica, 5)
nadnercze, 6) trzustka, 7) jajnik, 8) jÄ…dro [87]
Hormony to złożone związki chemiczne, zaliczane ze względu na budowę do dwóch grup. Do
pierwszej należą hormony zbudowane z aminokwasów lub związków pochodnych, do drugiej 
pochodne cholesterolu. Ogólnie są trzy typy hormonów: proteiny, czyli łańcuchy aminokwasów (np.
hormon wzrostu), aminokwasy i pochodne (np. adrenalina) oraz steroidy, czyli połączenie z atomami
węgla, pochodzące od cholesterolu (np. estradiol) (rys. 4.11).
a) b) c)
Rys. 4.11. Typy hormonów: a) proteiny i peptydy, b) aminokwasy, c) hormony steroidowi [88]
Hormony wytwarzane są przez gruczoły dokrewne oraz inne narządy i tkanki. Gruczoły wytwarzające
hormony zaliczamy do wewnątrzwydzielniczych (endokrynowych), pozbawionych przewodów
wyprowadzających, wydzielające hormony bezpośrednio do krwi. Należą do nich: przysadka
mózgowa, szyszynka, gruczoł tarczowy (tarczyca), gruczoły przytarczyczne, nadnercza, gruczoły
płciowy i trzustka (rys. 4.10). Hormony tkankowe wydzielane są przez komórki gruczołowe
znajdujące się w pewnych narządach, np. sekretyna wytwarzana jest przez ścianę dwunastnicy, a
gastryna  żołądka. Każdy hormon wywiera charakterystyczny wpływ na określoną część lub cały
organizm. Hormony wraz z krwią krążą po organizmie, aż dotrą do określonych komórek lub
narządów, które odpowiednio na nie reagują.
 69
Niektóre gruczoły w organizmie człowieka pełnią dwie funkcje  są gruczołami wydzielania
dokrewnego, wytwarzającymi hormony, oraz wydzielania zewnętrznego, wytwarzającymi inne
niezbędne substancje. Podstawową funkcją hormonów jest regulacja i koordynacja procesów
chemicznych. Ich działanie w komórkach docelowych polega na regulacji tempa zużywania substancji
pokarmowych i uwalniania energii, a także na pobudzaniu lub hamowaniu wytwarzania pewnych
substancji.
4.3. System immunologiczny człowieka
Układ immunologiczny jest bardzo ważny dla życia człowieka. Układ immunologiczny - inaczej
układ odpornościowy lub limfatyczny, to system organizmu odpowiedzialny za zwalczanie infekcji
wirusów, bakterii, pierwotniaków, a także zwalczanie obcych tkanek i nowotworów (rys. 4.12). Służy
do przekazywania i wykorzystania informacji immunologicznej. Jego zadaniem jest wykrywanie,
niszczenie obcych komórek i substancji naruszających ustalony wzorzec komórek własnych. W swojej
strukturze jest bardzo rozbudowany. Dysponuje on siecią tzw. "informatorów" identyfikujących obce
ciała oraz siecią łączności, przez którą przekazywane są ustalenia informatorów do centrum
informacyjnego. W wyniku tych operacji zostają zmobilizowane centra odpornościowe. System
immunologiczny prowadzi także rejestrację "intruzów". Zapisywane są wzorce antygenowe, dzięki
którym sprawniej i efektywniej przebiega zwalczanie infekcji, jakich już wcześniej organizm
doświadczył. Celem tego systemu jest walka o przeżycie całego organizmu. W warunkach normalnych
dla zdrowia wpływ jego jest niewielki, natomiast dużą rolę odgrywa w stanach chorobowych.
Rys. 4.12. Układ immunologiczny człowieka [89]
 70
Układ immunologiczny jest zbudowany z sieci komórek (limfocytów), których geny sterują ich
funkcjami obronnymi. Limfocyty są wyspecjalizowanymi wszechobecnymi komórkami,
rozproszonymi w płynach ustrojowych i tkankach lub tworzącymi własne narządy, centralne i
obwodowe. Komórek tych jest w organizmie aż 1012, co stanowi ok. 1% masy całego ciała. Są to małe
jednojÄ…drzaste komórki o Å›rednicy od 8 do 15 mðm. To zróżnicowanie wielkoÅ›ci limfocytów stanowi
jedną z podstaw do ich podziału na małe, średnie i duże. Część z nich ma krótki, parodniowy żywot.
Są to zwykle większe limfocyty. Inne, na ogół małe, żyją długo, np. limfocyty pamięci
immunologicznej.
Limfocyty znajdują się przede wszystkim w narządach limfatycznych: węzłach chłonnych i
śledzionie, oraz w luz
nych zgrupowaniach tkanki limfatycznej, np. w przewodzie pokarmowym.
Reakcja immunologiczna zachodzi kilkustopniowo. W pierwszej fazie, w okresie indukcji, antygen
jest rozpoznawany. W drugiej fazie, w okresie aktywacji, komórki po zetknięciu się z antygenem
zaczynają się namnażać, przechodząc stopniowo w formy końcowe, aktywne immunologicznie, czyli
efektorowe. Do nich zaliczają się także tzw. komórki pamięci immunologicznej, przechowujące
"wiedzę" o antygenie. W trzeciej fazie, efektorowej, wykonawczej, następuje uruchomienie
mechanizmów ostatecznie eliminujących antygen. Wyróżnia się antygeny własne i obce. Każda
komórka organizmu jest nosicielką własnych antygenów zwanych autoantygenami. Pozostają one, jak
każdy antygen, pod kontrolą układu immunologicznego i w normalnych warunkach, rozpoznawane
jako "swoje", nie stanowiÄ… przedmiotu jego ataku (nie powodujÄ… reakcji immunologicznej).