Биология. В 3-х томах. Т. 2

Инсулин — белок, состоящий из 51 аминокислоты. Он выделяется в ответ на повышение уровня глюкозы в крови (более 100 мг на 100 мл) и на увеличение концентрации глюкагона. В плазме крови инсулин связан с бета-глобулином. Он усиливает процессы анаболизма во всех органах и тканях тела. Гормон присоединяется к рецепторам на поверхности клеточной мембраны, и это приводит к изменению ее проницаемости и активности ряда ферментных систем, что вызывает в клетке следующие эффекты:

1) увеличение скорости превращения глюкозы в гликоген (гликогенеза);

2) ускорение переноса глюкозы через клеточные мембраны в мышцах и жировой ткани;

3) усиление синтеза белка и липидов;

4) повышение скорости синтеза АТФ, ДНК и РНК. Инсулин необходим для жизни, так как это единственный гормон, снижающий концентрацию глюкозы в крови. Недостаточная секреция инсулина приводит к нарушению метаболизма, известному под названием сахарного диабета. При этой болезни содержание глюкозы в крови превышает тот максимальный уровень, при котором глюкоза еще может реабсорбироваться в почках (так называемый почечный порог), и она начинает выводиться с мочой. Связь сахарного диабета с функцией поджелудочной железы была установлена почти столетие назад, но только в 1921 г. канадские исследователи Бантинг и Бест добились успеха в лечении диабета с помощью инсулина, выделенного из поджелудочных желез животных. В 1956 г. Сэнгер в Кембридже расшифровал первичную структуру инсулина, открыв таким образом возможность получать его синтетическим путем. Эффекты, вызываемые недостатком или избытком инсулина, суммированы в табл. 16.15.

Таблица 16.15. Некоторые симптомы недостатка и избытка инсулина

Глюкагон

Глюкагон — полипептид, состоящий из 29 аминокислот. Он выделяется вместе с несколькими другими гормонами в ответ на снижение уровня глюкозы в крови, вызванное усиленным ее использованием. Глюкагон стимулирует образование углеводов за счет расщепления белков и жиров (глюконеогенез; разд. 18.5.2). Он связывается в печени с рецепторами, находящимися на поверхности клеточных мембран, и активирует аденилатциклазу, катализирующую синтез цАМФ. Действие глюкагона сходно с действием адреналина: оба гормона активируют фосфорилазу, расщепляющую гликоген с образованием глюкозо-6-фосфата (см. рис. 16.47). На гликоген мышц глюкагон не влияет.

Общие схемы действия инсулина и глюкагона приведены на рис. 18.7 и 18.23.

16.6.8. Различия между нервной и эндокринной регуляцией

Нервная и эндокринная системы могут действовать порознь, но могут и совместно регулировать многие виды жизнедеятельности организма. В этой главе были описаны обе ситуации, и теперь полезно будет резюмировать различия между этими двумя системами, так как это позволит яснее увидеть преимущества каждой системы в связи с функцией, которую она выполняет. Рассмотрите следующую таблицу:

Таблица 16.16. Различия между нервной и эндокринной регуляцией

16.7. Изучение поведения (этология)

Поведение можно определить как направленные вовне действия организма в ответ на стимулы, возникающие в той или иной ситуации. Эти действия каким-то образом изменяют взаимоотношения организма с окружающей средой и имеют адаптивное значение — способствуют сохранению вида. Все живые существа обладают различными формами поведения, которые зависят от способности отвечать на стимулы.

Реакции могут быть самыми различными — от таких относительно простых, как рост стебля растения по направлению к источнику света, до таких сложных форм поведения, как защита территории, ухаживание и спаривание у птиц и млекопитающих.

Поведение растений ограничено движениями, вызываемыми ростом или изменением тургора, и бывает стереотипным и предсказуемым. Две основные формы поведения растений — тропизмы и настии — подробно описаны в разд. 15.1.

Поведение животных намного сложнее и разнообразнее, поэтому его очень трудно изучать и объяснять с какой-либо степенью научной достоверности. Существуют три главных подхода к изучению поведения животных: виталистический, механистический и этологический.

Виталистический подход. Сторонники такого подхода стремятся объяснить поведение животных лишь на основе тех действий, которые можно наблюдать, и пытаются связать эти действия с изменениями в окружающей среде. Они полностью отрицают возможность изучения животных вне их природной среды обитания. Этот подход коренится в традициях "естественной истории", и с его помощью получено очень много ценных сведений, однако их нельзя считать вполне научными, так как это лишь описания прошлых событий, которые нельзя проверить экспериментальным путем.