Саморегулирующаяся биологическая система

Человеческий организм — сложная биологическая система, в которой все клетки, ткани, органы и системы тесно взаимосвязаны. В сово­купности они являются единой саморазвивающейся и саморегулиру­ющейся системой.

Естественное развитие и старение организма человека на протяже­нии всей его жизни, с момента зачатия и до ухода из жизни (онтоге­нез), во многом наследуются от родителей. Генетически обусловлен­ные черты и особенности этого биологического процесса заложены в индивидуальном генетическом коде на уровне клетки.

В основе жизнедеятельности живого организма лежит автоматиче­ское саморегулируемое поддержание жизненно важных внутренних факторов на необходимом постоянном уровне. Поддержание посто­янства во внутренней среде — фундаментальный биологический за­кон. Всякое отклонение ведет к немедленной мобилизации внутрен­них регуляторных механизмов, восстанавливающих этот постоянный уровень. Регулируемое необходимое постоянство внутренней среды было названо гомеостазом.

Гомеостаз сохраняет постоянство состава физико-химических и биологических свойств внутренней среды, несмотря на изменения во внешней среде и физические сдвиги, возникающие в процессе жизне­деятельности организма. Все это позволяет клеткам организма суще­ствовать и функционировать в гомеостатически узких физиологичес­ких и биологических границах относительно постоянной среды.

Это постоянство физико-химических параметров поддерживается саморегуляцией обмена веществ, кровообращения, дыхания, пищеварения, выделения и других физических процессов. Например, из­вестно, что частота сокращений сердца зависит от содержания в крови кислорода, который необходим для нормальной работы клеток. Боль­ше всего нуждаются в кислороде клетки головного мозга и клетки сер­дечной мышцы. Как только концентрация кислорода в крови снижает­ся (например, в душном помещении), специальные чувствительные клетки в стенках кровеносных сосудов посылают в мозг сигналы. По нервам, идущим от мозга к сердцу, направляется команда. В результате этого сердце начинает учащенно биться и быстрее проталкивает кровь по сосудам. Значит, к клеткам и тканям организма поступит больше крови, и они получат необходимое для работы количество кислорода.

Система саморегуляции работы организма осуществляется двумя механизмами — гуморальным и нервным. Гуморальный механизм эволюционно более древний, он наблюдается да­же у представителей растительного мира. С помощью этого механизма биологически активные химические вещества через жидкие среды ор­ганизма (кровь, лимфу, межклеточную жидкость) поступают во все клетки и органы.

Биологически активные вещества вырабатываются двумя типами желез:

• железы внешней секреции (слезные, потовые, слюнные и др.);

• железы внутренней секреции — гормоны (гипофиз, вилочковая железа, надпочечники др.).

Гормоны разносятся кровью (максимальная скорость кровотока около 0,5 м/с) по всему организму и регулируют процессы обмена ве­ществ, роста, развития и др., так как даже в небольших концентраци­ях гормоны могут обладать огромной биологической активностью.

В процессе эволюции животного мира наряду с гуморальным регуляторным механизмом возник более совершенный — нервный ме­ханизм регуляции. Первое его преимущество — адресность, т.е. им­пульс нервной регуляторной связи направлен к строго определенным клеткам; второе — взаимодействие клеток через нервную систему осу­ществляется быстрее (до 120 м/с); третье — этот механизм быстро «включается» и моментально «выключается».

Посредством периферической нервной системы (как соматичес­кой, так и вегетативной) рефлекторным путем осуществляется связь головного и спинного мозга со всеми клетками, тканями и органами. Под влиянием рефлексов в ЦНС возникают процессы возбужде­ния и торможения. Они являются двумя противоположными регуляторными сторонами единого процесса уравновешивания взаимодействия организма с внешней средой.

Возбуждение — деятельное состояние нервных клеток, имеющее определенные временные и функциональные пределы.

Торможение — состояние нервных клеток, направленное на их ох­ранение от возбуждения, на восстановление их активности.

Саморегуляция всех сложнейших физиологических функций в ор­ганизме не может осуществляться ни чисто гуморальным путем, ни только нервной системой. Однако следует отметить некоторый прио­ритет нервной системы над гуморальной при обеспечении важнейше­го свойства организма — саморегуляции.

Таковы в самых общих чертах саморазвивающие и саморегулирую­щие биологические механизмы человеческого организма, позволяю­щие сохранять постоянство внутренней среды, т.е. Жизнь.