Программы и отчёты к математическим моделям (Модель изменения концентрации норадреналина в надпочечниках после физической нагрузки)

Посмотреть архив целиком

Национальный Исследовательский Университет

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Институт автоматики и вычислительной техники

Кафедра прикладной математики




Модель изменения концентрации

норадреналина в надпочечниках

после физической нагрузки

Курс «Непрерывные математические модели»



Выполнил

студент группы А-13-08

Захаров Антон


Преподаватель

Ижуткин Виктор Сергеевич






Теоретическое введение

Эндокринная система ­ это система регуляции деятельности внутренних органов посредством гормонов, выделяемых эндокринными клетками непосредственно в кровь, либо диффундирующих через межклеточное пространство в соседние клетки.

Эндокринная система делится на гландулярную эндокринную систему (или гландулярный аппарат), в котором эндокринные клетки собраны вместе и формируют железу внутренней секреции, и диффузную эндокринную систему. Железа внутренней секреции производит гландулярные гормоны, к которым относятся все стероидные гормоны, гормоны щитовидной железы и многие пептидные гормоны. 

Диффузная эндокринная система представлена рассеянными по всему организму эндокринными клетками, продуцирующими гормоны, называемые агландулярными — (за исключением кальцитриола) пептиды. Практически в любой ткани организма имеются эндокринные клетки.

Функции эндокринной системы

Эндокринная принимает участие в гуморальной (химической) регуляции функций организма и координирует деятельность всех органов и систем.

Совместно с нервной и иммунной системами регулирует рост, развитие организма, а так же его половую дифференцировку и репродуктивную функцию и принимает участие в процессах образования, использования и сохранения энергии.

В совокупности с нервной системой гормоны принимают участие в обеспечении эмоциональных реакций, психической деятельности человека. 

Гормоны

Гормоны – химические курьеры организма. Они образуются в специальных железах, расположенных в самых разных частях тела, и передвигаются с кровью к другим клеткам организма, где и проявляется их воздействие. Железы, в которых главным образом вырабатывается и выделяется большинство гормонов организма, представляют собой группу не имеющих выводного протока, или эндокринных, желез, называемых так потому, что они выпускают продукт своей деятельности прямо в кровь, а не через трубочку или проток, как делают экзокринные железы.

Модель стероидной молекулы. Гормоны – это либо протеины или протеиновые производные, либо стероиды. К стероидам относятся половые гормоны и гормоны, выделяемые корой надпочечников. Все стероиды имеют одинаковую молекулярную структуру и конфигурацию. Молекула стероида состоит из атомов кислорода, водорода и углерода; молекулы соединяются в структуру с 17 атомами углерода, организованными в четыре соединенных между собой кольца.

Эндокринные железы

Гипофиз – главная железа организма человека не только сам выделяет гормоны, но и оказывает влияние на производство гормонов другими железами. Гипофиз находится в основании головного мозга. Он соединен с гипоталамусом ножкой, состоящей из нервных волокон, и действует в пределах этого участка головного мозга. Гипофиз и гипоталамус вместе контролируют многие аспекты метаболизма в организме, то есть различные химические процессы, функция которых – обеспечивать функционирование всех частей человеческого тела.

Щитовидная железа расположена на шее, чуть ниже уровня гортани. В железе имеются две доли, которые лежат впереди и по обе стороны трахеи, где она проходит вниз по передней части шеи. Две доли соединены маленьким мостиком из ткани, и там может находиться меньшая но размеру центральная доля, называемая пирамидальной. Вес железы у взрослого человека около 20 г.

Функция щитовидной железы – вырабатывать гормон тироксин. Если посмотреть на железу под микроскопом, можно увидеть множество маленьких пузырьков (фолликул); это кусочки ткани, содержащей скопления коллоида – белкового вещества, с которым гормон щитовидной железы связан и из которого может быть освобожден ферментами.

Невозможно связать действие тироксина с каким-либо одним процессом. Гормон выделяется из железы и затем берется из крови во все клетки организма. Общий эффект гормона – увеличение объема энергии, которую использует клетка; он также увеличивает количество протеина, вырабатываемого клеткой.

Щитовидная железа содержит йод, который жизненно необходим для ее деятельности. Это единственный орган тела, нуждающийся в йоде, и щитовидная железа весьма действенно улавливает из крови весь доступный йод. Отсутствие йода в пищевом рационе приводит к нарушению функций щитовидной железы и ее разрастанию – состоянию, называемому эндемическим зобом.

Как и многие другие эндокринные железы, щитовидная железа находится под контролем гипофиза. Количеством введенного в кровь гиреотропный гормона гипофиз регулирует уровень гормонов щитовидной железы.

Паращитовидные железы — четыре небольших эндокринных железы, расположенные около щитовидной железы, попарно у её верхушки и основания. Две расположены справа от трахеи, две — слева. Вырабатывают паратиреоидный гормон, или паратгормон. Так же паращитовидные железы вырабатывают кальцитонин.

Паращитовидная железа регулирует уровень кальция в организме в узких рамках, так чтобы нервная и двигательная системы функционировали нормально. Когда уровень кальция в крови падает ниже определённого уровня, рецепторы паращитовидной железы, чувствительные к кальцию, активируются и секретируют гормон в кровь. Паратгормон стимулирует остеокласты, чтобы те выделяли в кровь кальций из костной ткани.

Поджелудочная железа, одна из самых больших желез в организме человека на самом деле представляет собой две железы в одной. Почти все ее клетки заняты секрецией. Это эндокринная железа, выделяющая гормоны, самый важный из которых – инсулин. Это также и экзокринная железа, выделяющая секрет в кишку (или другую полость в организме) больше, чем в кровь.

Поджелудочная железа расположена поперек верхней части брюшной полости, перед позвоночником и поверх аорты и полой вены (главной артерии и главной вены тела человека). Двенадцатиперстная кишка обернута вокруг головки поджелудочной железы.

Основные структуры в поджелудочной железе – ацинусы (дольки); это скопления выделяющих секрет клеток вокруг слепого конца маленького протока. Среди долек находятся маленькие группы клеток, называемые «островками Лангерганса» выделяющие инсулин, необходимый для постоянного контроля за уровнем содержания сахара.

«Островки» также вырабатывают гормон – глюкагон. который способствует скорее поднятию, чем снижению, уровня сахара в крови. Точное назначение глюкагона не ясно.

Назначение инсулина – сохранять содержание сахара в крови на нормальном уровне. Недостаток этого гормона вызывает диабет – заболевание, которое лечится инъекциями инсулина, взятого у животного или произведенного искусственным путем.

Если уровень содержания сахара в крови начинает расти выше определенных границ, «островки Лангерганса» реагируют выделением инсулина в кровь. Инсулин ликвидирует влияние таких гормонов, как кортизон и адреналин, которые повышают уровень содержания сахара в крови.

Инсулин проявляет свое действие тем, что дает возможность сахару перейти из крови в клетки тела, где он используется в качестве «топлива».

Надпочечники – парные эндокринные железы всех позвоночных также играют большую роль в регуляции его функций. Именно в них вырабатываются два важнейших гормона: адреналин и норадреналин.

Адреналин – важнейший гормон, реализующий реакции типа «бей или беги». Его секреция резко повышается при стрессовых состояниях, пограничных ситуациях, ощущении опасности, при тревоге, страхе, при травмах, ожогах и шоковых состояниях.

Адреналин – не нейромедиатор, а гормон – то есть он не участвует напрямую в продвижении нервных импульсов. Зато, поступив в кровь, он вызывает целую бурю реакций в организме:

  • усиливает и учащает сердцебиение

  • вызывает сужение сосудов мускулатуры, брюшной полости, слизистых оболочек

  • расслабляет мускулатуру кишечника, и расширяет зрачки. Да-да, выражение "у страха глаза велики" и байки о встречах охотников с медведями - имеют под собой абсолютно научные основания.

Основная задача адреналина - адаптировать организм к стрессовой ситуации. Адреналин улучшает функциональную способность скелетных мышц. При продолжительном воздействии адреналина отмечается увеличение размеров миокарда и скелетных мышц. Вместе с тем длительное воздействие высоких концентраций адреналина приводит к усиленному белковому обмену, уменьшению мышечной массы и силы, похуданию и истощению. Это объясняет исхудание и истощение при дистрессе (стрессе, превышающем адаптационные возможности организма).

Норадреналин - гормон и нейромедиатор. Норадреналин также повышается при стрессе, шоке, травмах, тревоге, страхе, нервном напряжении. В отличии от адреналина, основное действие норадреналина заключается в исключительно в сужении сосудов и повышении артериального давления. Сосудосуживающий эффект норадреналина выше, хотя продолжительность его действия короче.

Непосредственно после определения ситуации как стрессовой, гипоталамус выделяет в кровь кортикотропин (адренокортикотропный гормон), который, достигнув надпочечников, побуждает синтез норадреналина и адреналина.

"Бодрящий" эффект никотина обеспечивается выбросом в кровь адреналина и норадреналина. В среднем достаточно около 7 секунд после вдыхания табачного дыма, чтобы никотин достиг мозга. При этом происходит кратковременное ускорение сердцебиения, увеличение кровяного давления, учащение дыхания и улучшение кровоснабжения головного мозга. Сопровождающий это выброс дофамина способствует закреплению никотиновой зависимости.


Случайные файлы

Файл
27848-1.rtf
137884.rtf
15024-1.rtf
118000.rtf
157534.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.