Сравните способы передачи сигналов эндокринной и нервной систем (медиаторы, гормоны), их временные и пространственные масштабы действия и объясните, как оба типа сигналов координируются в ответе на стресс
Кратко — сравнение по ключевым признакам, затем как координируются при стрессе. 1) Медиаторы и механизм передачи - Нервная система: медиаторы — нейромедиаторы (ацетилхолин, норадреналин, глутамат, ГАМК и др.). Выделяются в синаптическую щель при пресинаптическом деполяризационном всплеске; действуют на ионотропные (быстрый) или метаботропные рецепторы (медленнее). - Эндокринная система: медиаторы — гормоны (адреналин, кортизол, инсулин, тироксин и др.). Выделяются клетками в кровь и разносятся по организму; действуют на поверхностные рецепторы или проникают внутрь клетки (липофильные стероиды) и изменяют транскрипцию. 2) Пространственный масштаб - Нервная: очень локальная — синапс (∼20 \sim 20∼20 nm), проекции по нервам достигают отдельных органов/клеток. - Эндокринная: системная — перенос кровью, влияет на удалённые ткани по всему организму. 3) Временные масштабы - Нервная: очень быстрая и кратковременная: передача и эффекты за 111-101010 ms; синаптический ответ обычно длится ms–s. - Эндокринная: медленнее и длительнее: пульс гормона/адреналин действует в сек–мин (адреналин действует в течение ∼1 \sim 1∼1-101010 мин), стероидные гормоны (кортизол) начинают действовать через 202020-606060 мин и могут влиять часы–сутки. 4) Продолжительность и механизмы удаления - Нейромедиаторы: быстро разрушаются/реабсорбируются (ферменты, обратный захват) — короткое действие. - Гормоны: разрушаются в крови печенью/почки, связываются с белками-переносчиками (увеличивает время действия); стероиды могут менять экспрессию генов — долгосрочный эффект. 5) Амплификация и сигнальные пути - Нервная: быстрые и точные ионные потоки; метаботропные рецепторы дают вторичные мессенджеры. - Эндокринная: часто опосредовано G-белками/киназами или прямой регуляцией транскрипции — сильная амплификация и долговременные изменения. Как кооринируются при стрессе (пример реакций организма) 1. Нейрональный старт (мг — с) - Стрессор активирует сенсорные пути и центры (амигдала → гипоталамус → симпатическая нервная система). - Быстрый симпатический выброс: предсинаптический ацетилхолин стимулирует мозговое вещество надпочечников → мгновенный выброс адреналина/норадреналина в кровь. Результат: учащение сердцебиения, сужение сосудов, гликогенолиз — в пределах секунд–минут. 2. Эндокринная подкрепляющая фаза (мин — час) - Гипоталамус выделяет CRH → передняя гипофиза выделяет ACTH → кора надпочечников выделяет кортизол. Пик кортизола через 202020-606060 мин; эффекты — поддержание уровня глюкозы, модуляция иммунитета и метаболизма (часы). 3. Взаимная регуляция и обратная связь - Гормоны действуют на мозг: кортизол влияет на гипоталамус и гипофиз (негативная обратная связь), меняет чувствительность нейронов; адреналин через периферические и центральные рецепторы модулирует поведение и дальнейшую нейрональную активность. - Нейроэндокринные клетки (нейросекреторные — вазопрессин, окситоцин) и локальные сигналы (цитокины) добавляют слой регуляции. - Быстрая нейронная реакция обеспечивает немедленную адаптацию; эндокринная — поддерживает и перестраивает физиологию для длительной адаптации; обратные связи предотвращают гиперактивацию. Вывод: нервная система даёт точный, быстрый и локальный ответ; эндокринная — медленный, широкомасштабный и длительный. При стрессе они работают согласованно: нейроны запускают быстрые эффекты и стимулируют эндокринные оси, а гормоны поддерживают метаболическую и физиологическую перестройку и через обратную связь корректируют нейрональную активность.
1) Медиаторы и механизм передачи
- Нервная система: медиаторы — нейромедиаторы (ацетилхолин, норадреналин, глутамат, ГАМК и др.). Выделяются в синаптическую щель при пресинаптическом деполяризационном всплеске; действуют на ионотропные (быстрый) или метаботропные рецепторы (медленнее).
- Эндокринная система: медиаторы — гормоны (адреналин, кортизол, инсулин, тироксин и др.). Выделяются клетками в кровь и разносятся по организму; действуют на поверхностные рецепторы или проникают внутрь клетки (липофильные стероиды) и изменяют транскрипцию.
2) Пространственный масштаб
- Нервная: очень локальная — синапс (∼20 \sim 20∼20 nm), проекции по нервам достигают отдельных органов/клеток.
- Эндокринная: системная — перенос кровью, влияет на удалённые ткани по всему организму.
3) Временные масштабы
- Нервная: очень быстрая и кратковременная: передача и эффекты за 111-101010 ms; синаптический ответ обычно длится ms–s.
- Эндокринная: медленнее и длительнее: пульс гормона/адреналин действует в сек–мин (адреналин действует в течение ∼1 \sim 1∼1-101010 мин), стероидные гормоны (кортизол) начинают действовать через 202020-606060 мин и могут влиять часы–сутки.
4) Продолжительность и механизмы удаления
- Нейромедиаторы: быстро разрушаются/реабсорбируются (ферменты, обратный захват) — короткое действие.
- Гормоны: разрушаются в крови печенью/почки, связываются с белками-переносчиками (увеличивает время действия); стероиды могут менять экспрессию генов — долгосрочный эффект.
5) Амплификация и сигнальные пути
- Нервная: быстрые и точные ионные потоки; метаботропные рецепторы дают вторичные мессенджеры.
- Эндокринная: часто опосредовано G-белками/киназами или прямой регуляцией транскрипции — сильная амплификация и долговременные изменения.
Как кооринируются при стрессе (пример реакций организма)
1. Нейрональный старт (мг — с)
- Стрессор активирует сенсорные пути и центры (амигдала → гипоталамус → симпатическая нервная система).
- Быстрый симпатический выброс: предсинаптический ацетилхолин стимулирует мозговое вещество надпочечников → мгновенный выброс адреналина/норадреналина в кровь. Результат: учащение сердцебиения, сужение сосудов, гликогенолиз — в пределах секунд–минут.
2. Эндокринная подкрепляющая фаза (мин — час)
- Гипоталамус выделяет CRH → передняя гипофиза выделяет ACTH → кора надпочечников выделяет кортизол. Пик кортизола через 202020-606060 мин; эффекты — поддержание уровня глюкозы, модуляция иммунитета и метаболизма (часы).
3. Взаимная регуляция и обратная связь
- Гормоны действуют на мозг: кортизол влияет на гипоталамус и гипофиз (негативная обратная связь), меняет чувствительность нейронов; адреналин через периферические и центральные рецепторы модулирует поведение и дальнейшую нейрональную активность.
- Нейроэндокринные клетки (нейросекреторные — вазопрессин, окситоцин) и локальные сигналы (цитокины) добавляют слой регуляции.
- Быстрая нейронная реакция обеспечивает немедленную адаптацию; эндокринная — поддерживает и перестраивает физиологию для длительной адаптации; обратные связи предотвращают гиперактивацию.
Вывод: нервная система даёт точный, быстрый и локальный ответ; эндокринная — медленный, широкомасштабный и длительный. При стрессе они работают согласованно: нейроны запускают быстрые эффекты и стимулируют эндокринные оси, а гормоны поддерживают метаболическую и физиологическую перестройку и через обратную связь корректируют нейрональную активность.