РЕГУЛИРУЮЩИЕ И УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМ

Организм человека представляет собой сложную саморегулирующуюся иерархическую систему, которая обменивается с окружающей средой веществом, энергией и информацией. В ходе непрерывного взаимодействия со средой организм проявляет себя как реактивная система, приспосабливающая свои физиологические процессы к меняющимся условиям среды для уравновешивания с ней (гомеостазис), и одновременно как активная система, изменяющая среду в собственных целях и для удовлетворения своих потребностей (поведение). Как в том, так и в другом случае необходима интеграция всех иерархических уровней организации живой системы: молекулярного, субклеточного, клеточного, тканевого, органного. Согласование биофизических, биохимических и физиологических процессов, происходящих в тканях и органах, а также приспособление этих процессов к изменяющимся условиям внешней среды осуществляют регулирующие и управляющие системы организма: нервная и эндокринная.
Под регуляцией в физиологии понимается активное управление функциями биологической системы (вплоть до организма в целом и его поведения) с целью поддержания оптимального уровня ее жизнедеятельности и приспособления системы к меняющимся условиям внешней среды.
Изменение параметров функций при поддержании их в границах гомеостазиса происходит на каждом уровне организации или в любой иерархической системе за счет саморегуляции, т. е. внутренних для системы механизмов управления жизнедеятельностью. Так, например, уменьшение кровоснабжения ткани ведет к образованию в ней химических веществ, расширяющих артерии и восстанавливающих тем самым приток крови. Такие механизмы саморегуляции получили название местных.
Для осуществления функций организма в целом необходимы взаимосвязь и взаимозависимость функций составляющих его систем. Поэтому наряду с внутренними механизмами саморегуляции систем в организме должны существовать и внешние для каждой из них механизмы регуляции, соподчиняющие и координирующие деятельность систем. Например, для реализации функции перемещения тела человека в пространстве необходимо изменение деятельности не только скелетных мышц, но и кровообращения, дыхания, обмена веществ и т. п. Изменения параметров этих функций реализуются под влиянием сформировавшейся в процессе эволюции специализированной системы регуляции функций.
Однако и организму в целом присуща саморегуляция жизненных процессов, позволяющая осуществлять приспособление к меняющимся условиям существования. Организм является самоорганизующейся системой, т. е. сам выбирает и поддерживает значения огромного числа параметров функций, меняет их в зависимости от собственных потребностей, что позволяет ему обеспечивать наиболее оптимальный характер функционирования. Так, например, при низких температурах внешней среды организм снижает температуру поверхности тела (чтобы уменьшить теплоотдачу), повышает скорость окислительных процессов во внутренних органах и мышечную активность (чтобы увеличить теплообразование). Одновременно реализуется и адаптивное поведение — человек утепляет жилище, меняет одежду (для увеличения теплоизолирующих свойств), причем делает это даже заранее, опережающе реагируя на изменения внешней среды.
Основой физиологической регуляции является передача и обработка информации. Под термином «информация» следует понимать все, что несет в себе отражение фактов или событий, которые произошли, происходят или могут произойти. Информация содержит количественные характеристики определенных параметров внешней и внутренней среды организма, поэтому особую важность имеет ее объем. Примером способа количественного выражения информации, принятого в информатике как науке и используемого в организме, является двоичная система.

Единицей количества в таком случае является бит, характеризующий информацию, получаемую при выборе одного из двух одинаково вероятных состояний, например да—нет, все—ничего, быть—не быть и т. п. Материальным носителем информации является сигнал, в форме которого и передается информация. Это могут быть как физические, так и химические сигналы, например электрические импульсы, форма молекулы, концентрация молекул и т. д. В тех случаях, когда регуляторным сигналом являются электрические импульсы (нервные потенциалы), регуляция функций осуществляется нервной системой. В случаях, когда регуляторный сигнал представлен химическими молекулами, находящимися в жидкостях внутренней среды, регуляцию называют гуморальной. Она осуществляется либо тканевыми метаболитами, либо специальной эндокринной системой.
Центральная нервная система обеспечивает согласованное взаимодействие органов и частей организма, участвующих в той или иной его реакции на воздействие среды, и формирует поведение, направленное на удовлетворение потребностей и преобразование среды. Центральная нервная система постоянно получает информацию об изменениях среды и может немедленно запускать в ответ на них врожденный комплекс стандартных приспособительных реакций — рефлексов, проявляющихся мышечными сокращениями или секрецией желез.
Сокращениями скелетных мышц управляет соматическая нервная система, посредством которой регулируются не только рефлекторные мышечные реакции, но и произвольные сокращения мышц, необходимые для активного взаимодействия человека со средой. Вегетативная нервная система иннервирует гладкие мышцы внутренних органов, сердце и железы внешней секреции; она осуществляет нервную регуляцию параметров внутренней среды организма. Регуляторная функция вегетативной нервной системы в отличие от соматической непосредственно не контролируется сознанием и осуществляется непроизвольно. Однако нервные центры головного и спинного мозга координируют активность соматической и вегетативной нервной системы и согласуют друг с другом их ответные реакции.
Эндокринные железы, или железы внутренней секреции, выделяют в кровь гормоны — химические вещества, предназначенные для передачи специфических управляющих сигналов другим клеткам. Специфичность действия гормонов определяется рецепторами, расположенными на мембранах клеток-мишеней и принимающих адресованные им сигналы, под влиянием которых происходят изменения функциональной активности управляемых клеток. Нервные клетки тоже используют химические вещества для передачи сигналов, такие вещества называются нейромедиаторами. Нейроны могут действовать только на такие клетки, которые образуют с ними функциональные соединения — синапсы, а поэтому действие медиаторов проявляется немедленно и только в синапсе. Гормоны поступают в общий кровоток и поэтому способны влиять на большое количество клеток, имеющих специфические рецепторы для связывания гормонов. Гормональная регуляция осуществляется значительно медленнее, чем нервная, однако гормональные влияния проявляются гораздо дольше, чем изменения, происходящие под влиянием нейромедиаторов. Нервная и гормональная регуляция функций взаимно дополняют друг друга и осуществляются согласованно.
Следует в то же время подчеркнуть, что как нервная, так и эндокринная системы являются функциональными системами и находятся в организме в ряду других систем (см. раздел III) с присущими им специфическими функциями. И только чисто в дидактических целях — чтобы подчеркнуть их особую значимость в общеинтегративных, регуляторных процессах организма — эти системы выделены в особый раздел управления и контроля физиологических функций и процессов в организме.

<< | >>

↑

Источник: Ткаченко Б.И. Нормальная физиология человека. 2005

Еще по теме РЕГУЛИРУЮЩИЕ И УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМ:

- Кардиология - Физиология человека - Философия здоровья -