Физиологическая регуляция

Физиологической регуляцией называется активное управление функ­циями организма и его поведением для обеспечения требуемого обмена веществ, гомеостазиса и оптимального уровня жизнедеятель­ности с целью приспособления к меняющимся условиям внешней среды.

Функцией биологических систем, в том числе и организма в це­лом, называют их деятельность, направленную на сохранение целостности и свойств системы.

Эта деятельность (функция) имеет определенные количественные и качественные характеристики (пара­метры), меняющиеся для приспособления к условиям среды. При­способительные изменения параметров функции ограничены опреде­ленными границами гомеостазиса, за пределами которых происходит нарушение свойств системы или даже ее распад и гибель.

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, гладкая мышца кровеносных сосудов при растяжении повышает свой тонус, т.е. напряжение, противодействующее растяжению; рас­тяжение сердца притекающей в него по венам кровью вызывает усиление его сокращения и изгнание большего объема крови в артерии; 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 необходима 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 их де­ятельность. Например, для реализации функции перемещения в пространстве необходимо изменение деятельности не только скелет­ных мышц, но и кровообращения, дыхания, обмена веществ и т.п. Эти механизмы реализуются сформировавшейся в процессе эволю­ции специализированной системой регуляции.

Организм является самоорганизующейся системой. Организм сам выбирает и поддерживает значения огромного числа параметров, меняет их в зависимости от 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). Чело­век утепляет жилище, меняет одежду (для увеличения теплоизоли­рующих свойств), причем делает это даже заранее, опережающее реагируя на изменения внешней среды.

Основой физиологической регуляции является передача и переработка 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, поэтому для организма особую важность имеет ее объем. Одним из способов количественного выражения информации, принятых в информатике как науке и используемых в организме, является двоичная система. Единицей количества информации в таком случае является бит, характеризующий информацию, получаемую при выборе одного из двух вероятных состояний, например, «да — нет», «все — ничего», «быть — не быть» и т.п. Материальным носителем информации является сигнал, в форме которого и переносится информация. Это могут быть как физические, так и химические сигналы, например, элект­рические импульсы, форма молекулы, концентрация молекул и т.д. Наглядным примером двоичной системы выражения информации в организме является процесс возбуждения клетки под влиянием раз­дражителя; передача возбуждения по нервам в виде серии электри­ческих потенциалов (импульсов) с различиями лишь в числе им­пульсов в серии (пачке) и продолжительностью межимпульсных (межпачечных) интервалов. Таков один из способов кодирования информации в нервной системе. Могут быть и другие способы кодирования, например, генетический код структуры ДНК, струк­турное кодирование чужеродности белковых молекул.

Переработка информации осуществляется управляющей системой или системой регуляции. Она состоит из отдельных элементов, связанных информационными каналами