Transcript מערכת עצבים והורמונים חלק ב`

‫מערכות תיאום ויסות ובקרה‬
‫חלק ב' – מערכת ההפרשה הפנימית‬
‫מהו משוב? היזון חוזר‪Feedback ,‬‬
‫בא מהמילה‪" :‬תשובה"‬
‫משוב‪ :‬תגובה על‪( ...‬פעילות או תוצאות פעילות)‬
‫משוב בית ספרי‪ :‬להגיב באופן מיידי ולשפר‪...‬‬
‫וויסות באמצעות משוב‬
‫איך מתואמים מסלולים הורמונאליים שונים המתקיימים בגוף?‬
‫איך מתואמים מסלולים אנזימטיים שונים המתקיימים בגוף?‬
‫המפתח לכך היא יכולתו של הגוף לווסת תהליכים מנוגדים‬
‫באמצעות מנגנון הנקרא‪ :‬משוב!‬
‫גוף האדם (ויצורים אחרים)‪ ,‬נמצא בתהליכי גירוי ותגובה לתנאים‬
‫הסביבתיים כל הזמן‪.‬‬
‫שינויי טמפרטורה‪ ,‬כניסת חומרים לגוף (מזון)‪ ,‬שינויים ברמת הפעילות של הגוף‪...‬‬
‫שינויים אלה גוררים אחריהם שינויים פנימיים ובעקבותיהם נדרש‬
‫תיקון או החזרת המערכת למצב ההתחלתי‪.‬‬
‫מנגנון המשוב הוא זה שמאפשר תיקון סטיות קטנות אלה‪.‬‬
‫למשל‪:‬‬
‫בזמן פעילות גופנית‪ ,‬נדרשת לתאי השריר אספקה מוגברת של‬
‫אנרגיה‪ .‬בתאים אלה מוגבר תהליך הנשימה התאית‪ ,‬מתפרק‬
‫יותר סוכר במיטוכונדריה‪ ,‬ומופקות יותר מולקולות ‪.ATP‬‬
‫לאחר סיום הפעילות‪ ,‬בזמן מנוחה‪ ,‬מופעלת סדרה אחרת של‬
‫תגובות כימיות במהלכן מועבר סוכר עודף אל תאי הכבד ונהפך‬
‫שם לחומר תשמורת (גליקוגן)‬
‫משוב שלילי‬
‫במנגנון משוב שלילי (‪ )negative feedback‬שינוי התנאים בסביבה‬
‫הפנימית מעורר "תגובה הפוכה" המחזירה את התנאים‬
‫לקדמותם‪.‬‬
‫תכליתו היא תיקון סטייה כלשהי ממצב מירבי על ידי החלשת‬
‫הפעולה והחזרת המצב התקין‪.‬‬
‫משוב שלילי הוא המנגנון העיקרי השומר על הומיאוסטזיס בגוף‪ .‬במערכת‬
‫הורמונאלית משוב שלילי פירושו שעליה בריכוזו של הורמון מחוללת סידרת‬
‫אירועים המעכבים את המשך הפרשתו של ההורמון ואילו ירידה בריכוזו של‬
‫ההורמון גוררת אירועים המגבירים את הפרשתו‪ .‬לדוגמה‪ :‬עליה ברמת‬
‫הגלוקוז בדם גורמת להפרשת אינסולין המוריד את רמת הגלוקוז בדם‪ .‬ירידה‬
‫ברמת הגלוקוז בדם גורמת לעליה ברמת הגלוקגון המביאה לשחרור גלוקוז‬
‫ולעליית רמתו בדם‪ .‬וחוזר חלילה‪( .‬ראה סכמה בהמשך)‬
‫שמירה על חום גוף ביצורים הומאותרמיים‪ ,‬שמירה על רמת גלוקוז‬
‫בדם בתחום יציב‪ ,‬שמירה על משק המים והמלחים בגוף הן‬
‫דוגמאות לשמירה על הומיאוסטזיס באמצעות משוב שלילי‪.‬‬
‫מהמתואר לעיל אפשר לומר שמשוב שלילי מאפשר שמירה על‬
‫רמה של חומר או תהליך בתחום מסוים‪ .‬כל עליה גוררת ירידה‪,‬‬
‫וירידה גוררת עליה‪.‬‬
‫במשוב שלילי לתהליך אין התחלה ואין סוף התהליך הוא "מעגלי"‬
‫מצב תקין של‪:‬‬
‫ריכוז ‪ CO2‬ו‪ pH -‬תקין‪ ,‬קצב נשימה תקין‪.‬‬
‫שינוי‪ ,‬גורם‬
‫משפיע‪:‬‬
‫פעילות גופנית‬
‫מאומצת‪ ,‬עלייה‬
‫בריכוז הפחמן‬
‫הדו‪-‬חמצני בדם‬
‫וירידה ב ‪pH‬‬
‫בדם‪.‬‬
‫תיאור פעולת מנגנון תיקון‪:‬‬
‫ריכוז ה ‪ CO2‬בדם יורד‪ ,‬ה ‪ pH‬עולה חזרה‪ ,‬קצב‬
‫הנשימה הולך ויורד‪.‬‬
‫תיאור המצב החדש‪:‬‬
‫הגברת קצב הנשימה‪ ,‬בית החזה עולה ויורד מהר יותר‪,‬‬
‫אוורור מוגבר של הריאות והדם‪ ,‬ריכוז ה ‪ CO2‬יורד‪.‬‬
‫מחלה‪ :‬מנגנון התיקון לא יכול לתקן‪ .‬סטייה מעבר ליכולת התיקון‬
‫משוב חיובי‬
‫מנגנון משוב חיובי )‪ (positive feedback‬מחולל רצף אירועים המגבירים את הסטייה‬
‫מהתנאים הרגילים‪ .‬במערכת זו אין הגעה לאיזון‪ .‬כשהשינוי עובר רמת סף‬
‫מסוימת מתחיל תהליך המגביר את עצמו‪ .‬לאחר רמת הגברה מסוימת נכנס‬
‫לפעולה גורם אחר‪ ,‬המבטל את ההגברה והתנאים שבים לקדמותם‪ ,‬או‬
‫שהתהליך מסתיים מאחר והחומרים המשתתפים בתהליך נגמרים‪ .‬משוב חיובי‬
‫גורם לאי יציבות במערכת‪ .‬משוב חיובי במערכת הורמונלית פירושו שעליה‬
‫בריכוזו של ההורמון מחוללת סידרה של אירועים הממריצים ומגבירים את‬
‫המשך ההפרשה‪ .‬כפי שקורה בעת לידה עם הפעלת אוקסיטוצין על שרירי‬
‫הרחם‪.‬‬
‫דוגמה נוספת למשוב חיובי ‪ -‬ממערכת העיכול‪ :‬תהליך העיכול בקיבה מתחיל עם האכילה‪,‬‬
‫עובר הגברה כל עוד המזון מצוי בקיבה‪ .‬ככל שאוכלים יותר דופן הקיבה מפרישה יותר‬
‫חומצות ומיצי עיכול‪ .‬בתום התהליך‪ ,‬כשהמזון עובר מהקיבה הלאה ואין יותר חלבונים‬
‫בקיבה‪ ,‬הפרשת החומצות והאנזימים בקיבה נעצרת‪.‬‬
‫דוגמאות נוספות למנגנוני משוב חיוביים‪:‬‬
‫פעולת הפרשת השתן מהשלפוחית (פעילות שעם התחלתה הולכת ומתעצמת עד סוף‬
‫התהליך)‬
‫הפרשת צואה; התעטשות; הקאה; גירוי ופעילות מינית‪.‬‬
‫במשוב חיובי לתהליך יש נקודת התחלה ויש נקודת סיום‪.‬‬
‫הקביעה אם מנגנון משוב הוא חיובי או שלילי היא על סמך התגובה‪:‬‬
‫אם התגובה לגירוי מדכאת אותו – המנגנון שלילי‪ .‬אם התגובה‬
‫מעודדת את המשך הגירוי הרי המשוב חיובי‪.‬‬
‫לעיתים במסגרת איזון של חומר או פעילות יכולים להיות מעורבים‬
‫מספר מנגנוני משוב שחלקם שליליים וחלקם חיוביים‪.‬‬
‫שני סוגים של בלוטות פועלים בגוף‪:‬‬
‫א‪ .‬בלוטות הפרשה חיצונית; החומרים שבלוטות אלה מפרישות‬
‫מגיעים דרך צינור מוצא לסביבה החיצונית‪.‬‬
‫דוגמאות‪ :‬תאים בלבלב המפרישים אנזימי עיכול לחלל המעי‬
‫בלוטות זעה‬
‫בלוטות רוק‬
‫בלוטת דמעות‬
‫בלוטות חלב‬
‫ב‪ .‬בלוטות הפרשה פנימית; בלוטות המפרישות את תוצריהן אל‬
‫הנוזל החוץ‪-‬תאי וממנו ישירות לדם‪ .‬בלוטות טלה בנויות מתאים‬
‫המתמחים בייצור והפרשה של חומר או קבוצת חומרים ייחודיים‬
‫לבלוטה‪.‬‬
‫החומרים המופרשים מהבלוטות להפרשה פנימית נקראים הורמונים‪.‬‬
‫תרשימי בלוטות הפרשה‬
‫צינור דם‬
‫תאי‬
‫בלוטה‬
‫שטח‬
‫חיצוני‬
‫של פני‬
‫העור‬
‫הפרשת החומר‬
‫הנוצר בבלוטה‬
‫החוצה‬
‫חומר‬
‫המיוצר‬
‫בבלוטה‬
‫בלוטת הפרשה פנימית (אנדוקרינית)‬
‫בלוטת הפרשה חיצונית (אקסוקרינית)‬
‫מיקום הבלוטות הורמונאליות בגוף‬
‫הבסיס להבנת תפקודן של הבלוטות‬
‫ההורמונאליות בגוף היה השוואה בין‬
‫תפקודם של אנשים הסובלים מפגיעה‬
‫בבלוטה לעומת אלה שבהם הבלוטה‬
‫תקינה‪.‬‬
‫דוגמה‪ :‬היפותירואידמיה אצל אנשים‬
‫היפותאלמוס‬
‫היפופיזה‬
‫בלוטת התריס‪,‬‬
‫תירואיד‬
‫יותרת הכליה‬
‫לבלב‪ ,‬פנקראס‬
‫המתגוררים במקומות הרריים‬
‫המרוחקים מהים ואינם מקבלים‬
‫מספיק יוד במזונם‪.‬‬
‫שחלות‬
‫אשכים‬
‫ההורמונים מווסתים תהליכים בתאים‬
‫ההורמונים מופרשים מהבלוטות בכמויות זעירות (מיליוניות של גרמים)‬
‫ומשפיעים על תהליכים המתרחשים בגוף‪.‬‬
‫יש הורמונים המשפיעים באותו אופן על כל תאי הגוף (אינסולין‬
‫לדוגמה)‬
‫יש הורמונים המשפיעים בצורה אחת על תאים מסוימים ואחרת על‬
‫תאים אחרים (אדרנלין מרפה שרירים במעי אך גורם להתכווצות‬
‫שריר הלב)‬
‫שאלת חשיבה‬
‫כל ההורמונים מופרשים לדם ועוברים בין כל תאי הגוף‪ .‬איך‬
‫אפשר להסביר את העובדה שיש הורמונים המשפיעים‬
‫רק על תאים מסוימים ולא על אחרים?‬
‫תשובה‬
‫הורמון יכול להשפיע על פעילותו של תא רק אם הוא נקשר‬
‫לקולטן ייחודי על קרום התא‪.‬‬
‫תאים ללא הקולטן המתאים לא יקשרו את ההורמון והוא לא‬
‫יוכל להשפיע על פעילותם‪.‬‬
‫תא מטרה ועליו‬
‫קולטן‬
‫תא בלוטה‬
‫המפריש הורמון‬
‫תא שאינו תא‬
‫מטרה ואין לו‬
‫קולטן‬
‫הורמון ‪ A‬וקולטן‬
‫להורמון ‪A‬‬
‫הורמון ‪ B‬וקולטן‬
‫להורמון ‪B‬‬
‫תא מטרה להורמון ‪B‬‬
‫תא מטרה להורמונים ‪ A‬ו‪B-‬‬
‫תא מטרה ל‪A‬‬
‫הקולטנים להורמונים סטרואידים נמצאים בתוך התא‬
‫הורמון‬
‫סטרואידי‬
‫גרעין‬
‫קולטן‬
‫חלבוני‬
‫תצמיד‬
‫הורמון‪-‬קולטן‬
‫ציטופלזמה‬
‫יצירת חלבון חדש‬
‫קרום‬
‫התא‬
‫דוגמאות להורמונים ותאי המטרה שלהם‬
‫אלדוסטרון מופרש מבלוטת יותרת הכליה ומשפיע על תאי דפנות אבובית הנפרון‬
‫בכליות‪ .‬ההורמון אחראי לוויסות הפרשת מלחים בשתן‪.‬‬
‫ְלּוקגֹון מופרש מהלבלב ומשפיע על תאי כבד ושריר‪ .‬ההורמון גורם לתאים לפרק‬
‫ג ָ‬
‫גליקוגן הנמצא בתוכם כחומר תשמורת לגלוקוז‪.‬‬
‫אדרנלין מופרש על ידי בלוטת יותרת הכליה (באמצעות גירוי עצבי)‪ .‬תאי המטרה‬
‫שלו הם שריר הלב (הגברת תפוקת הלב)‪ ,‬שרירי בית החזה (מתכווצים בעוצמה‬
‫מוגברת)‪ ,‬דפנות העורקים (התכווצות‪ ,‬העלאת לחץ הדם)‪ ,‬שרירי דפנות המעיים‬
‫(התרפות)‪.‬‬
‫היפותלמוס‪ ,‬היפופיזה ובלוטות הורמונאליות‬
‫היפותלמוס; מקבל מידע על שינויים המתרחשים בגוף‬
‫(באמצעות הולכה עצבית)‪ .‬המידע מעובד והוראות‬
‫נשלחות להיפופיזה בצורת נוירוטרנסמיטרים ‪.‬‬
‫היפופיזה (בלוטת יותרת המוח); נחלקת להיפופיזה קדמית‬
‫והיפופיזה אחורית‪.‬‬
‫קשר בין היפותלמוס‪ ,‬היפופיזה אחורית‬
‫ובלוטות הורמונאליות‪:‬‬
‫ההיפותלמוס הוא המתווך בין המערכת‬
‫היפותלמוס‬
‫העצבית להורמונאלית‪.‬‬
‫ההיפותלמוס מקבל מידע עצבי מחיישנים‬
‫ברחבי הגוף‪ ,‬ושולח מסרי הפעלה‬
‫לבלוטות הורמונאליות בתגובה לשינויים‬
‫תאי היפותלמוס‬
‫המפרישים‬
‫נוירוטרנסמיטרים‬
‫אקסון‬
‫סביבתיים‪.‬‬
‫‪ ADH‬הורמון אנטידיורטי מופרש מבלוטת‬
‫יותרת המוח ופועל ישירות על תאי‬
‫אבובית הכליה‪ .‬ההורמון משנה את‬
‫היפופיזה‬
‫אחורית‬
‫היפופיזה‬
‫קדמית‬
‫אוקסיטוצין‬
‫‪ADH‬‬
‫הורמון‬
‫חדירות קרומי התאים למים וכתוצאה‬
‫מכך מופרש פחות שתן‪.‬‬
‫בלוטות החלב‪,‬‬
‫שרירי רחם‬
‫תאי אבובית‬
‫הכליה‬
‫תאי מטרה‬
‫קשר בין היפותלמוס‪ ,‬היפופיזה קדמית ובלוטות‬
‫הורמונאליות‪:‬‬
‫ההיפופיזה הקדמית מפרישה‬
‫תאים‬
‫נוירוסקרטוריים‬
‫הורמונים המעוררים את פעילותן‬
‫של בלוטות אחרות‪ :‬בלוטת התריס‪,‬‬
‫בלוטת יותרת הכליה‪ ,‬תאים מפרישי‬
‫הורמונים בשחלות ובאשכים‪.‬‬
‫היפופיזה קדמית מפרישה הורמונים‬
‫שפועלים ישר על תאי מטרה כמו‪:‬‬
‫הורמונים‬
‫מההיפותלמוס‬
‫תאי היפופיזה‬
‫קדמית‬
‫וההורמונים‬
‫שהם מייצרים‬
‫אנדורפינים‬
‫פרולקטין‬
‫בלוטות חלב בשד‪,‬‬
‫קולטני‬
‫כאב‬
‫במוח‬
‫תאי‬
‫בלוטות‬
‫חלב בשד‬
‫הורמון‬
‫גדילה ‪GH‬‬
‫תאים‬
‫רבים‬
‫בגוף‬
‫אשכים‬
‫או‬
‫שחלות‬
‫בלוטת‬
‫יותרת‬
‫הכליה‬
‫בלוטת‬
‫התריס‬
‫מנגנון משוב שלילי בין היפופיזה לבלוטות‬
‫מנגנון המשוב השלילי קשור בפיקוח ההיפופיזה (יותרת‬
‫המוח) על בלוטת המגן ובלוטת יותרת הכליה)‪.‬‬
‫מבלוטת יותרת הכליה מופרשים גם הורמונים הקשורים‬
‫למצבי מאמץ או לחץ (אדרנלין)‪ .‬פעולה זו קשורה ישירות‬
‫למערכת העצבים ולא להיפופיזה (מדוע???)‬
‫משוב שלילי בין בלוטת יותרת המוח לבלוטת התריס‬
‫היפופיזה‬
‫היפותלמוס‬
‫עיכוב הפרשת ‪TSH‬‬
‫ריכוז‬
‫‪T3+T4‬‬
‫עולה‬
‫‪TSH‬‬
‫הורמון‬
‫מגרה‬
‫תריס‬
‫‪T3+T4‬‬
‫תאי הגוף‬
‫בלוטת התריס‬
‫בלוטת יותרת הכליה כפופה להיפופיזה וגם למוח‬
‫א‪ .‬במאמץ מתמשך כשהגוף מתחמם ומזיע‪ ,‬מגיע להיפותלמוס מידע‬
‫על איבוד מים ומלחים מהדם‪ .‬מידע זה עובר להיפופיזה‪.‬‬
‫מההיפופיזה מופרש ההורמון ‪ACTH‬המגרה את בלוטת יותרת‬
‫הכליה להפריש את ההורמון אלדוסטרון‪.‬‬
‫הפרשת האלדוסטרון נתונה למנגנון של משוב שלילי‪ .‬כאשר ריכוז‬
‫המלחים מתוקן וחוזר לרמתו התקינה‪ ,‬מצומצמת הפרשת ‪ACTH‬‬
‫ובהתאמה מצומצמת הפרשת אלדוסטרון‪.‬‬
‫ב‪ .‬בלוטת יותרת הכליה מפרישה גם את ההורמון אדרנלין שהפרשתו‬
‫כפופה ישירות לבקרת מערכת העצבים‪.‬‬
‫השפעתו של האדרנלין ניכרת דקות מועטות לאחר שהופרש מבלוטת‬
‫יותרת הכליה והיא נמשכת גם לאחר שההפרשה נפסקת עד‬
‫שהאדרנלין כולו מסולק מהדם‪ .‬תהליך זה עשוי להמשך חצי שעה‬
‫ויותר‪.‬‬
‫בלוטות ותאים להפרשה פנימית‬
‫והשפעות ההורמונים העיקריים המופרשים מהן‬
‫בלוטה או תאים מפרישי הורמונים‬
‫שם ההורמון‬
‫השפעות עיקריות‬
‫יותרת המוח (היפופיזה) קדמית‬
‫הורמון גדילה ‪GH‬‬
‫מעודד גדילה והתחלקות תאים‪.‬‬
‫הורמון מגרה בלוטת התריס ‪TSH‬‬
‫מעורר את בלוטת התריס להפריש הורמונים‪.‬‬
‫הורמון מגרה יותרת הכליה‬
‫‪ACTH‬‬
‫מעורר את יותרת הכליה להפריש הורמונים‪.‬‬
‫הורמונים מגרים בלוטות רביה ‪LH ,FSH‬‬
‫גורמים לשחלות ולאשכים להפריש הורמונים‪ ,‬הבשלת ביציות ותאי זרע‪.‬‬
‫פרולקטין‬
‫מעודד הפרשת חלב בנקבות יונקים‪.‬‬
‫אוקסיטוצין‬
‫מעודד הפרשת חלב‪ ,‬התכווצות שרירי הרחם בלידה‪.‬‬
‫הורמון אנטי דיורטי ‪ADH‬‬
‫מווסת כמות מים בדם ובשתן ומווסת לחץ דם‪.‬‬
‫אינסולין‬
‫מזרז מעבר גלוקוז מהדם לתאים‪.‬‬
‫גלוקאגון‬
‫מזרז פירוק גליקוגן לגלוקוז (האגור בשרירים ובכבד)‪.‬‬
‫‪T3, T4‬‬
‫משפיעים על תהליכי חילוף חומרים והפקת אנרגיה‪.‬‬
‫קלציטונין‬
‫מווסת רמת סידן באמצעות זירור קליטת סידן בעצמות‪.‬‬
‫אלדוסטרון‬
‫וויסות ריכוז יוני נתרן ובעקבות כך כמות המים בשתן‪.‬‬
‫קורטיזול‬
‫וויסות חילוף חומרים של חלבונים‪ ,‬פחמימות ושומנים‪.‬‬
‫אדרנלין‬
‫משפיע על תגובות למצבי לחץ ומאמץ במערכות שונות‪.‬‬
‫אסטרוגן‬
‫וויסות מחזור חודשי וסימני מין משניים‪.‬‬
‫פרוגסטרון‬
‫וויסות מחזור חודשי‪ ,‬תמיכת הריון‪.‬‬
‫תאים מפרישים באשכים‬
‫טסטוסטרון‬
‫התפתחות תאי זרע‪ ,‬סימני מין משניים בזכרים‪.‬‬
‫תאים מפרישים בקיבה‬
‫גסטרין‬
‫וויסות הפרשת מיצי קיבה ותנועת שרירים‪.‬‬
‫תאים מפרישים במעי (תריסריון)‬
‫סקרטין‬
‫וויסות הפרשת מיצי עיכול במעי‪.‬‬
‫יותרת המוח (היפופיזה) אחורית‪.‬‬
‫הלבלב (איי לנגרהנס)‬
‫בלוטת התריס (מגן)‬
‫יותרת הכליה‬
‫תאים מפרישים בשחלות‬