Саморегуляция функций организма человека. Саморегуляция психическая, эмоциональная, методы саморегуляции Саморегуляция работы организма
Главная » Из бетона » Саморегуляция функций организма человека. Саморегуляция психическая, эмоциональная, методы саморегуляции Саморегуляция работы организма

Саморегуляция функций организма человека. Саморегуляция психическая, эмоциональная, методы саморегуляции Саморегуляция работы организма

Организм как саморегулирующаяся система

Углубленный анализ физиологических механизмов регуляции невозможен без кибернетики и применения ее основ в виде теории автоматического регулирования и теории информации. Необходимо согласиться с мнением В.В. Ларина (1962), что ряд положений современной патологической физиологии, являющейся основой медицинского мышления, нуждается в пересмотре с учетом данных кибернетики. В связи с этим следует уяснить ее роль в разбираемой проблеме гомеостаза.

Молодая наука кибернетика представляет собой целую ветвь научных дисциплин, имеющих самостоятельные задачи и методы исследования, разбор которых, разумеется, не входит в нашу задачу. Вопросу о применении кибернетики в биологии и медицине посвящен ряд превосходных монографий (Парин В.В., Баевский Р.М., 1966; Коган А.Б., 1972; Эшби У.Р., 1959, 1964; Гродинз Ф., 1966, и др.). Отсылая читателей к указанным монографиям, мы на основе главным образом этих материалов кратко остановимся на некоторых принципиальных вопросах. Прежде всего об определении понятия. Наиболее просто кибернетику характеризуют как науку об общих закономерностях управления (Эшби У.Р., 1962). По А.И. Бергу, слово "кибернетика" древнегреческого происхождения и первоначально обозначало искусство управления кораблем. Моряк по гречески "наутес", командир корабля - "хипернаутес", отсюда искусство управления кораблем "хипернаутека". При дальнейшем многовековом применении этого слова и некотором совершенно неизбежном искажении получилось слово "кибернетика", имеющее уже другой смысл.

В настоящее время под кибернетикой понимают науку о целенаправленном и оптимальном управлении сложными процессами, происходящими в живой природе, человеческом обществе или в промышленности (Берг А. И., 1962). Таким образом, кибернетика занимается установлением общих закономерностей регулирования независимо от того, происходят ли они в живой или неживой природе.

Кибернетика пользуется единой терминологией, единым комплексом понятий, согласно которым любой управляемый комплекс представляет собой систему (Эшби У. Р., 1959). Основным достоинством кибернетических определений является то, что все они доступны методам математической обработки. В связи с этим интересно отметить научное предвидение И. П. Павлова, который еще в 1932 г., т. е. до внедрения кибернетики в физиологию, писал, что человек есть система, как и всякая другая в природе, подчиняющаяся неизбежным и единым для всей природы законам. Теперь, пользуясь терминологией кибернетики, действительно можно сказать, что живой организм представляет собой сложную управляемую систему, в которой постоянно происходит взаимодействие множества переменных внешней и внутренней среды. Ф. Гродинз (1966) определяет систему "как совокупность элементов, определенным образом связанных и взаимодействующих между собой". Общим для всех систем живой и неживой природы является наличие определенных входных переменных, которые преобразуются в ней в соответствии с ее функциями в выходные переменные (Милсум Дж., 1968).

Зависимость выходных переменных от входных определяется законом поведения системы. Все сказанное может быть представлено в упрощенной схеме (Гродинз Ф., 1966) (рис. А).

Действие входа иначе называют возмущением. В биологии входные переменные характеризуются понятиями: причина, стимул, раздражитель; выходные: следствие, эффект, ответ, реакция и т. д. В реакциях гомеостаза причиной или раздражителем, побуждающим систему к действию, часто (но далеко не всегда) служат возникающие в организме отклонения от определенных границ "нормы".

Любая система должна иметь аппарат связи для передачи информации от управляющего устройства к объекту управления. Передача информации осуществляется по каналу связи (К). При этом происходит преобразование входного сигнала в передаточный, что носит название кодирования. Передаче информации могут мешать "шумы", иначе говоря, "помехи", которые из-за искажения сигнала препятствуют выполнению программы, осуществляемой системой. Ниже приведена обобщенная схема связи (Шеннон).

В процессах саморегуляции решающую роль играет обратная связь, что означает влияние выходного сигнала на управляющую часть системы. Различают отрицательную (-) и положительную (+) обратную связь. Отрицательная обратная связь уменьшает влияние входного воздействия на величину выходного сигнала. Положительная обратная связь обладает противоположным свойством - она увеличивает действие входного сигнала.

В. В. Парин и Р. М. Баевский (1966) подчеркивают, что если отрицательная обратная связь способствует восстановлению исходного уровня, то положительная связь чаще уводит систему все дальше от исходного состояния. Вследствие этого не происходит надлежащего корригирования процесса, и это может послужить причиной возникновения так называемого порочного круга, хорошо известного патологам. Однако на основе этого нельзя считать, что положительные обратные связи всегда вредны, так как в принципе любые обратные связи могут быть основой саморегулирования. Все виды саморегуляции действуют по одному принципу: самоотклонение от базального уровня служит стимулом к включению механизмов, корригирующих нарушение.

На этот принцип в работе организма впервые обратил внимание П. К. Анохин еще в 1935 г., назвав этот эффект обратной афферентацией. Она служит для осуществления приспособительных реакций.

Когда под влиянием какого-либо раздражителя в организме возникают сигналы, передающие "приказ" к действию, т. е. к изменению каких-либо функций, то необходим известный порядок осуществляемых процессов. Этот порядок (например, по последовательности и интенсивности) действий получил название алгоритма. Здесь уместно привести еще одно понятие, ставшее весьма употребительным в литературе, - "черный ящик". Данный термин применяется в тех случаях, когда неизвестны внутренние механизмы изучаемой системы и когда эффективность действия и принципы работы системы исследуются путем сопоставления входных влияний и выходных результатов. Такой путь исследования "черного ящика" наиболее трудный, но в то же время и наиболее распространенный в решении различных биологических задач. В качестве примера можно указать, что по принципу "черного ящика" у И. П. Павлова шло изучение условных рефлексов, когда путем сопоставления внешних воздействий (входных данных) определялась деятельность пищеварительных желез или изучались поведенческие реакции (выходные данные). Попутно отметим, что по Ф. Гродинзу, в биологии могут решаться другие задачи:

  1. известны: входные данные, закон поведения системы; требуется предсказать выходную величину. Такая "прямая" задача наиболее проста;
  2. известны: закон поведения системы, выходная величина; нужно определить ее вход (следовательно, причину). Это одна из задач диагностики, которую часто приходится решать врачу. Разновидность этой задачи заключается в том, что известны вход, выход, общий вид закона поведения системы. Требуется установить значение числовых постоянных, определяющих параметры системы. Это пример интерпретации результатов функциональной диагностики, которые могут показать устойчивость изучаемой физиологической функции или готовность к нарушениям гомеостаза.

Имея в виду человека и его высшую нервную деятельность, И. П. Павлов писал, что эта система "единственная по высочайшему саморегулированию" и что она "сама себя поддерживающая, восстанавливающая и даже совершенствующаяся". К этой принципиальной павловской физиологической характеристике современная кибернетика должна была безоговорочна присоединиться, добавив лишь некоторые специальные для данной дисциплины определения. Так, говоря языком кибернетики, живые системы представляют собой очень сложные вероятностные системы , поведение которых может быть предсказано только с известным приближением (долей вероятности), так как оно не имеет строго детерминированного результата действия. Степень вероятности ответа нужно определять экспериментально для каждого конкретного показателя. Она может меняться при разных условиях. Вероятность ответа обозначается цифрами от 0 до 1. Если вероятность равна 1, то это означает 100% однозначный результат, если 0,8, то это свидетельствует о 80% вероятности.

Живой организм представляет собой пример ультрастабильной системы , которая осуществляет активный поиск наиболее оптимального и наиболее устойчивого состояния, что выражается в адаптации, т. е. в удержании переменных показателей организма в физиологических пределах, несмотря на изменения условий существования. Ультрастабильность биологических и технических систем объясняется многоконтурностью систем . Это означает, что один и тот же управляемый процесс может регулироваться несколькими управляющими системами благодаря наличию связей между ними или возникновению цепной реакции (см. главу II).

Современная техника позволила У. Р. Эшби создать машину, которая обладает некоторой способностью к адаптации. Прибор был назван им гомеостатом. Этим было доказано в принципе, что одна из особенностей поведения живых организмов - адаптация, считавшаяся раньше свойством только живых систем, в какой-то мере может быть создана искусственно. То же можно сказать и по поводу электронно-вычислительных машин, которые производят математические операции в тысячи раз быстрее, чем человек, в то время как прежде считалось, что умение считать является прерогативой только человека. Подобные примеры могут служить показателем того, что метод объяснения действий живых систем на основе технических моделей вполне оправдан и что многие процессы организма могут создаваться искусственно. Моделирование различных систем организма представляет собой большую проблему, на которой мы не можем останавливаться, и поэтому отсылаем читателей к специальной монографии В. И. Шумакова и соавт., вышедшей под редакцией Б. В. Петровского в 1971 г.

Данные пути открывают большие перспективы для клинической медицины. Успехи свидетельствуют о том, что грани между живой и неживой природой не так резки, как думали прежде, ибо закономерности действия, автоматической регуляции и управления систем во многом едины. Такое утверждение не может расцениваться как механический подход к физиологическим явлениям, о чем будет сказано ниже. Здесь речь идет о результатах использования современной техники и о применении математического анализа в объяснении весьма сложных биологических явлений, что, несомненно, является весьма прогрессивным. Однако при этом не следует забывать, что "целесообразная" работа машины не имеет никакой самостоятельной ценности и является лишь техническим придатком в разумной деятельности человека (Колмогоров А. Н., 1959).

Иерархия управления

В предыдущем разделе уже говорилось о живом организме как об ультрастабильной системе. Такая система позволяет не только удерживать свойства внутренней среды в известных физиологических пределах, но и проявлять спонтанную активность (свободную жизнь) и долгие годы противодействовать дезорганизующему влиянию вредных факторов внешней среды. Мало того, живой организм, проявляя пластичность, может "приспосабливаться" к изменившимся условиям. Это достигается прежде всего многоконтурностыо, придающей особую устойчивость биологической системе. Многоконтурность характеризуется не только наличием в известной мере параллельных систем управления, иначе говоря, дублированием функций, о чем будет речь ниже, но и явлениями иерархии, которую мы уже отмечали на примере нервной системы. Приведем схему иерархии управления живых организмов какого-либо вида по А.Б. Когану (1972).

Эту схему можно продолжить и говорить об управлении на молекулярном уровне, когда речь идет о молекулах как об элементах химического состава ядра и цитоплазмы; на субмолекулярном уровне, т. е. о возможности регулирующих влияний на процессы образования и передачи электронов - как об элементах состояний молекулярного состава. Уровни иерархии систем могут анализироваться в разных аспектах и масштабах. Например, в приведенной выше схеме рассмотрена проблема иерархии в плане вида. Однако можно трактовать иерархию в аспекте свойств саморегуляции и самоорганизации целостного организма потому, что состояние и свойства организма пе являются простой суммой всех его систем.

По С. Н. Брайнису и В. С. Свечинскому (1963), различают три уровня саморегуляции организма. Низший уровень определяет постоянство основных физиологических констант и обладает известной автономностью управления. Средний уровень осуществляет приспособительные реакции в связи с изменениями внутренней среды организма. Высший уровень обеспечивает по сигналам внешнего мира изменение вегетативных функций и поведения организма. Здесь физиологические системы регуляции переведены на "язык" кибернетической терминологии. К этому можно добавить, что вопросы взаимодействия высших и низких уровней регуляции в физиологии и патологии были показаны в работах К. М. Быкова и его школы при изучении роли коры головного мозга в деятельности внутренних органов.

В качестве иллюстрации построения кибернетических схем иерархической регуляции различных констант организма приведена схема регуляции сахара в крови по Г. Дришелю (1960) (Рис. В.). На ней показано, что регуляция величины содержания сахара в крови прежде всего осуществляется гомеостатическим механизмом печени, который самоуправляется в известных пределах уровнем сахара в крови независимо от гормональных влияний. Следующий этап регуляции - островковый аппарат поджелудочной железы, где еще независимо от вышестоящих сигналов гипофиза реализуют свое действие гормоны: инсулин и глюкагон, действующие в противоположном направлении. О значении контраинсулярных гормонов см. главу III .

Более высокий уровень регуляции: система гипофиз - промежуточный мозг, и наконец, возможно влияние коры головного мозга. Таким образом могут включаться различные степени регулирования в зависимости от условий и состояния организма.

Включение различных уровней во многом определяется интенсивностью возмущающего воздействия, степенью отклонения физиологических параметров, лабильностью адаптивных систем. Вопрос о реакции стресс как механизме гомеостаза и причине развития болезни будет рассмотрен в главе XVI .

Саморегуляция и сохранение гомеостаза клеточных систем

Проблема саморегуляции клеточных систем подробно изложена в специальных трудах (Уотермен Т., 1971; Режабек Б. Г., 1972). Здесь мы даем лишь общую характеристику.

При рассмотрении регуляции на любом уровне организма прежде всего необходимо учитывать, что для саморегуляции требуется наличие свободной энергии. Жизнь непрерывно поддерживается тратой энергии. Установлено, что организм с точки зрения энергетики постоянно находится в состоянии устойчивого неравновесия. Бауэр, сформулировавший этот принцип, утверждает, что "только живые системы не бывают в равновесии и исполняют за счет свободной энергии постоянно работу против равновесия, требуемого законами физики и химии при существующих внешних условиях" (цит. по Когану А. Б., 1972).

Не вдаваясь в подробности, кратко напомним, что регулируемыми источниками энергии в клетках являются система переноса электронов, цикл Кребса, гликолиз и обмен фосфорных соединений.

Процесс образования богатого энергией аденозинтрифосфата (АТФ) зависит от концентрации аденозиндифосфата (АДФ) и неорганического фосфата (Р неорг). Эта взаимозависимая саморегулирующаяся система может быть представлена в следующем виде:

АТФ АДФ + Р неорг

За счет использования аккумулированной в АТФ энергии в клетках происходит синтез белков, необходимый для клеточной регенерации и осуществления других процессов обмена. Особенностью синтеза в живых клетках в отличие от синтетических процессов химии является использование высокоспециализированных ферментных систем.

Сложный синтез белка, осуществляемый генетическим аппаратом клетки, в наиболее упрощенном виде можно представить в такой последовательности:

ДНК -----------> мРНК ----------> белок транскрипция трансляция

Схема синтеза белка приведена на рис. 1. Как показывают многочисленные исследования, генетический аппарат клетки усиливает синтез белка в тех случаях, когда повышается функциональная деятельность клетки или увеличивается изнашиваемость клеточных структур.

Большую роль в регуляции функций клетки играют мембраны, через которые могут передаваться химические сигналы и которые представляют собой сложноорганизованные липопротеидные структуры, включающие в себя ряд ферментов. Кроме того, клеточные мембраны, меняя свою проницаемость, принимают участие в регуляции электролитного состава клетки (натрия, калия, кальция, магния и других электролитов), осуществляя также функцию биологических "насосов".

Клеточные процессы находятся под регулирующим влиянием различных гормонов, которые могут усиливать или ослаблять активность тех или иных реакций. Например, анаболические гормоны увеличивают процессы синтеза, катаболические гормоны, как правило, ведут к увеличению интенсивности распада органических веществ клетки. Ниже представлена схема взаимодействия генов, ферментов и гормонов в общей регуляции клеточного гомеостаза (рис.2).

Саморегуляция вегетативных функций

Этот вопрос подробно рассмотрен в ряде работ (Чороян О. Г., 1972; Дришель Г., 1960; Гродинз Ф., 1966). Остановимся на наиболее важных положениях. Устойчивый автоматизм регуляции вегетативных функций обеспечивается тем, что физиологические системы одновременно принимают участие в выполнении нескольких функций. Например, кровообращение служит для доставки к тканям газов и питательных веществ, удаления газов и конечных продуктов обмена, доставки гормональных регуляторов. Кроме того, кровообращение участвует в регуляции дыхания, терморегуляции, обеспечении мышечной деятельности и т. д. Физиологические процессы могут дублироваться разными системами организма. Например, экскреторная функция почек в какой-то мере замещается деятельностью потовых желез, не говоря уже о взаимной компенсации парных органов. На языке кибернетики приведенные примеры характеризуют наряду с иерархией многоконтурность ультрастабильных систем путем дублирования функций. Все это создает нелинейность связей между отдельными блоками системы, что крайне затрудняет математические расчеты.

В качестве примера кибернетического анализа состояний гомеостаза, обусловленных процессом дыхания, приводим блок-схему дыхательного хемостата по Ф. Гродинзу (1966).

Термин "хемостат" применяется для обозначения постоянства химического состава внутренней среды организма. Дыхательная система служит главным образом для сохранения постоянства напряжения кислорода и углекислого газа, а также концентрации водородных ионов (pH). На этой схеме в качестве входного сигнала принята альвеолярная концентрация V a . Буквой i обозначены исходные величины нормы. "Возмущениями" (раздражителями), поступающими на вход, являются повышенное содержание углекислого газа, недостаток кислорода во вдыхаемом воздухе или сдвиги pH крови. Эта модель и предложенная в ее развитие динамическая модель Грея позволили решать такие вопросы, как потребность пилотов в кислороде на больших высотах, характер изменения вентиляции легких и напряжения углекислого газа в артериальной крови (РА со 2) в процессе регулирования дыхания. При этом автор указывает, что встретились большие трудности, так как в схеме не учтены некоторые физиологические детали, например то, что хеморецепторы расположены в разных частях организма, а не на входе управляющей системы, как показано на схеме; в схеме опущено значение механорецепторов и сигналов к дыхательным мышцам; недостаточно учтен воздух мертвого пространства.

Таким образом, управляющая система в жизни всегда более сложна, чем на кибернетических схемах, но тем не менее, по мнению автора, модель оказалась весьма полезной. Она позволила не только решить некоторые задачи, но и более четко сформулировать ряд, казалось бы, уже известных физиологии вопросов. Изучение современных проблем медицины с применением кибернетики, с использованием ее методов математического анализа развивается все более плодотворно. Однако при этом не следует забывать необходимость развития физиологии и патофизиологии, так как материалы этих дисциплин служат основой логического построения новых схем. Это необходимо еще и потому, что любая кибернетическая система абстрактна. Конкретные процессы, протекающие в жизни, всегда более сложны. Сошлемся для примера на работу П. К. Анохина о теории функциональных систем в качестве предпосылки к построению физиологической кибернетики.

П. К. Анохин понимает под функциональной системой "такое сочетание процессов и механизмов, которое, формируясь динамически в зависимости от данной ситуации (разрядка наша. - П. Г.), непременно приводит к конечному приспособительному эффекту как раз именно в данной ситуации". В данном определении нам хотелось подчеркнуть только одну задачу, которая пока входит в планы кибернетических исследований далеко не в полной мере, а именно физиологическое формирование динамической системы в зависимости от данной ситуации. Она может быть решена лишь путем афферентного синтеза сигналов, поступающих с периферии в центральную нервную систему. На основе этого предварительного синтеза дается сигнал к запуску тех или иных кибернетических систем. Иначе говоря, возникает какой-то новый функциональный аппарат регуляции именно только для данной ситуации, поэтому он определен как динамический. П. К. Анохин назвал его "акцептором действия". Таким образом, любая приспособительная реакция протекает по принципу образования функциональных систем организма, куда, по П. К. Анохину, входят афферентный синтез, акцептор действия, формирование действия и обратная афферентация о его результатах.

Значение этой схемы функциональных систем может быть показано на примере регуляции дыхательной функции организма.

В этой схеме проблема регуляции дыхания представлена значительно шире, чем в данной схеме Ф. Гродинза (см. выше). В ней отмечены возможные пути компенсации дыхательной функции. Выбор этих путей и их включение, очевидно, могут происходить по-разному в зависимости от причины, вызвавшей изменение дыхания. Например, оно может быть следствием нарушения тканевого дыхания (гистотоксическая гипоксия), изменений центральной регуляции дыхания или состава вдыхаемого воздуха (аноксическая гипоксия), возникновения различных типов циркуляторной гипоксии, недостатка гемоглобина или его инактивации и т. д. Выбор соответствующих механизмов регуляции при разных формах гипоксии был бы вообще невозможен без афферентного синтеза, без возникновения функционального аппарата - акцептора действия. Эти вопросы представляют собой пример чисто патофизиологических задач, которые решаются на различных моделях экспериментальной патологии. Проблема дыхания и физико-химического гомеостаза обсуждается в главе VI . Разумеется, включение кибернетики в анализ получаемых результатов всегда весьма полезно. Мы подчеркиваем: включение, но не самостоятельное решение различных вопросов физиологии и патологии.

Гомеостаз представляет собой одну из важнейших проблем современной медицины. Постановка этой проблемы, осуществленная в свое время Клодом Бернаром, позволила выяснить многие вопросы необычной устойчивости живых организмов. Дальнейшие работы В. Кеннона обосновали идею о том, что механизмы гомеостаза обусловлены деятельностью различных физиологических систем, среди которых, по данным ранее проведенных исследований И. П. Павлова, решающая роль принадлежит коре головного мозга. Именно большие полушария обеспечивают "тончайшее и точнейшее уравновешивание организма со средой".

В. Кеннон обоснованно возражал против статического понимания постоянства внутренней среды организма. Основное постоянство живого организма - это постоянная изменчивость совершающихся процессов в целях адаптации и сохранения единства организма. В связи с этим мы считаем ошибочным стремление некоторых исследователей трактовать сущность гомеостаза только как постоянство различных физиологических констант организма. Это выражается, например, в неоправданном применении таких терминов, как хемостат, гемостат, осмостат, плазмо-гемостат, прессостат, иммуногемостат и т. д. В этих применяемых в специальной (особенно кибернетической) литературе терминах, несомненно, заключена известная механистичность в определении сложных биологических процессов. Вряд ли уместно определять механизмы терморегуляции у животных термином "термостат". По-видимому, не всегда учитывают, что механизмы гомеостаза, т. е. динамического уравновешивания организма и внешней среды, могут вести к выработке других констант; процессы иногда протекают вопреки законам неорганической химии, вопреки законам термодинамики. Это объясняется своеобразием использования энергетических ресурсов, в основе которого лежит устойчивое неравновесное состояние материи, свойственное только живым системам. Следовательно, любые константы организма не могут находить объяснения только в обычном уравновешивании сил, свойственном статике, вне учета всех физиологических закономерностей.

Большая роль в объяснении механизмов гомеостаза и в создании различных физиологических моделей принадлежит кибернетике. Применение теорий информации и автоматического регулирования позволило использовать математический анализ в решении ряда биологических вопросов. Это открыло новые перспективы для дальнейших исследований и применения современной техники для нужд здравоохранения. Однако на основании этого не следует думать, что кибернетика закрыла дорогу чисто физиологическим исследованиям. Путь дальнейшего прогресса науки лежит в совместном решении специалистами различного профиля актуальных задач медицины. Особенно плодотворным может оказаться именно комплексное решение задач, так как различный подход позволяет выявлять и различные аспекты изучаемой проблемы.

Гомеостаз - большая проблема современной патологии, потому что явление гомеостаза означает не только сохранение постоянства или оптимальное восстановление и приспособление к условиям окружающей среды. С механизмами гомеостаза связано качественное изменение свойств организма и его реактивности. Сама болезнь по своей биологической сущности также представляет собой проблему гомеостаза, нарушения его механизмов и путей восстановления. На основе закономерностей гомеостаза разрабатываются эффективные методы гигиены и рациональной терапии. Однако решение многих вопросов этого "черного ящика" - дело будущего.

  • Гистогематические барьеры. - Труды совещания 25-28 мая 1960 г. Москва/Под ред. Л. С. Штерн. М.: Изд-во АМН СССР, 1961.
  • Голдовский А. М. Основы учения о состояниях организма,-М.: Наука, 1977.
  • Парин В. В. Применение кибернетики в биологии и медицине.- В кн.: Биологические аспекты кибернетики. М., 1962, с. 21-32.
  • Парин В. В., Баевский Р. М. Введение в медицинскую кибернетику.- М.: Медицина, 1966.
  • Гежабек Б. Г. Саморегуляция клеточных систем. - В кн.: Биологическая кибернетика. М., 1972, с. 45-94.
  • Чороян О. Г. Саморегуляция вегетативных функций организма. - В кн.: Биологическая кибернетика. М., 1972, с. 95-143.
  • (Ashby W. R.) Эшби У. P. Введение в кибернетику: Пер. с англ. М.: Изд-во иностр. лит.-ры, 1959.
  • (Ashby W. R.) Эшби У. Р. Конструкция мозга: Пер. с англ./Под ред. П. К. Анохина.- М.: Мир. 1964.
  • Bernard С. Lesons sur les phenomenes de la vie communs aux animaux et aux vegetaux.- Paris, 1878.
  • Cannon W. Organization for physiological homeostasis.- Physiol. Rev. 1929, v. 9, p. 399-431.
  • Cannon W. The wisdom of the body.- New York, 1932.
  • Cannon W. Homeostasis. The main tenance of steady state in the organism.- In: Colloid chemistry theoretical and applied by selected international contribuors. New York, 1944, v. 5, p. 985-994.
  • (Drichel H.) Дришелъ Г. Регулирование уровня сахара в крови.- В кн.: Процессы регулирования в биологии: Пер. с нем. М., 1960, с. 63-85.
  • (Drichel Н.) Дришелъ Г. Динамика регулирования вегетативных функций.- В кн.: Процессы регулирования в биологии: Пер. с нем. М., 1960, с. 125-157.
  • (Grodins F.) Гродинз Ф. Теория регулирования и биологические системы: Пер. с англ.- М.: Мир, 1966.
  • (Milsum Н. J. Н.) Милсум Дж. Анализ биологических систем управления: Пер. с англ.- М.: Мир, 1968.
  • (Mittelstaedt И.) Миттельштедт X. Процессы регулирования в биологии: Пер. с нем./Под ред. П. К. Анохина,- М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1960.
  • (Waterman Т.) Уотерман Т. Теория систем и биология. Точка зрения биолога.- В кн.: Теория систем и биология: Пер. с англ./М., 1971, с. 7-58.
  • Понятие о саморегуляции. Саморегуляция (авторегуляция) – способность живых организмов поддерживать постоянство своей структуры, химического состава и интенсивность физиологических процессов. Например хлоропласты способны к самостоятельному передвижению в клетках под влиянием света, поскольку они очень чувствительны к нему. В солнечный яркий день при большой интенсивности света хлоропласты располагаются вдоль клеточной оболочки, как бы стараясь избежать действия сильного света. В пасмурные облачные дни хлоропласты располагаются по всей поверхности цитоплазмы клетки, чтобы поглощать больше солнечных лучей (рис.). Переход хлоропластов из одного положения в другое под влиянием света совершается благодаря клеточной регуляции.

    Саморегуляция осуществляется по принципу обратной связи, подобно тому как, например, осуществляется поддержание постоянной температуры в термостате. В этом приборе существует следующая причинная зависимость терморегуляции:

    Выключатель – нагрев – температура.

    Путем включения и выключения можно от руки регулировать температуру. В термостате это осуществляется автоматически, через измеряющий температуру регулятор, включающий или выключающий нагрев в соответствии с показаниями. Температура влияет на выключатель через регулятор и в системе устанавливается обратная связь:

    Выключатель – нагрев – температура –

    регулятор

    Сигналом для включения той или иной регуляционной системы может быть изменение концентрации какого-либо вещества или состояния какой-либо системы, проникновение во внутреннюю среду организма чужеродного вещества и т.д.

    Регуляция процессов метаболизма. Образование и концентрация любого продукта обмена веществ в клетке определяется следующей причинной зависимостью:

    ДНК – фермент – продукт.

    ДНК запускает определенным образом синтез ферментов. Ферменты в свою очередь катализируют образование и превращение продукта. Образующийся продукт может оказывать влияние на цепь реакций через нуклеиновые кислоты (генная регуляция) или через ферменты (ферментная регуляция):

    ДНК – фермент – продукт

    ДНК – фермент – продукт .

    Ранее мы уже рассматривали регуляцию процессов транскрипции и трансляции (см. § 33), которая является примером саморегуляции.

    Или другой пример. В результате энергопотребляющих реакций (синтез различные различных синтезы веществ, поглощение веществ из окружающей среды, рост, деление клеток и т.п.) концентрация АТФ в клетках уменьшается, а АДФ соответственно возрастает (АТФ – АДФ + Ф). Накопление АДФ активирует работу дыхательных ферментов и дыхательные процессы в целом, и таким образом, усиление генерации энергии в клетке (рис.).



    Регуляция функций у растений. Функции растительного орга­низма (рост, развитие, обмен веществ и др.) регули­руются с помощью биологически активных веществ - фитогормонов (см. § 8). В незначительных количествах они могут ускорять или замедлять различные жиз­ненные функции растений (деление клеток, про­растание семян и др.). Фитогормоны образуются определенными клетками и транспортируются к месту их действия по проводящим тканям или непо­средственно от одной клетки к другой.

    Растения способны воспринимать изменения в окру­жающей среде и определенным образом реагировать на них. Такие реакции получили название тропизмов и настий.

    Тропизмы (от греч. тропос - поворот, из­менение направления) - это ростовые движения ор­ганов растений в ответ на раздражитель, имеющий определенную направленность. Эти движения могут осуществляться как в сторону раздражителя, так и в противоположную. Они являются резуль­татом неравномерного деления клеток на разных сторонах этих органов в ответ на действие фитогормонов роста.

    Настии (от греч. настое - уплотненный) - это движения органов растений в ответ на действие раздражителя, не имеющего определенного на­правления (например, изменение освещенности, тем­пературы). Примером настий может служить раскры­вание и закрывание венчика цветка в зависимости от освещенности, складывание листьев при изменении температуры. Настии могут быть обуслов­лены растяжением органов вследствие неравномер­ного их роста или изменением давления в определенных группах клеток в результате изменений концен­трации клеточного сока.

    Регуляция жизненных функций орга­низма животных . Жизненные функции организма животных в целом, отдельных его органов и систем, согласованность их деятельности, поддержание определенного физиоло­гического состояния и гомеостаза регулируютнервная и эндокринная системы. Эти системы функционально взаимосвяза­ны между собой и влияют на деятельность друг друга.

    Нервная система регулирует жизненные функ­ции организма с помощью нервных импульсов, имеющих электрическую природу. Нервные импу­льсы передаются от рецепторов к определенным центрам нервной системы, где осуществляется их анализ и синтез, а также формируются соответству­ющие реакции. От этих центров нервные импульсы направляются к рабочим органам, изменяя опреде­ленным образом их деятельность.

    Нервная система способна быстро воспринимать изменения, происходящие во внешней и внутренней среде организма, и быстро на них реагировать. Вспо­мним, что реакцию организма на раздражители вне­шней и внутренней среды, осуществляющуюся при участии нервной системы, называют рефлексом (от лат. рефлексус - повернутый назад, отраженный). Следовательно, нервной системе свойствен рефлекто­рный принцип деятельности. В основе сложной аналитико-синтетической деятельности нервных центров лежат процессы возникновения нервного во­збуждения и его торможения. Именно на этих процес­сах основывается высшая нервная деятельность человека и некоторых животных, обеспечивающая совершенное приспособление к изменениям в окружа­ющей среде.

    Ведущая роль в гуморальной регуляции жизненных функций организма принадлежит системе желез внутренней секреции. Эти железы развиты у боль­шинства групп животных. Они не связаны пространст­венно, их работа согласовывается или благодаря нервной регуляции, или же гормоны, вырабатываемые одними из них, влияют на работу других. В свою очередь, гормо­ны, выделяемые железами внутренней секреции, влия­ют на деятельность нервной системы.

    Особое место в регуляции функций организма жи­вотных принадлежит нейрогормонам - биологичес­ки активным веществам, вырабатываемым особыми клетками нервной ткани. Такие клетки выявлены у всех животных, имеющих нервную систему. Нейрогормоны поступают в кровь, межклеточную или спинномозговую жидкость и транспортируются ими к тем органам, работу которых они регулируют.

    У позвоночных животных и человека существует тесная связь между гипоталамусом (отдел промежу­точного мозга) и гипофизом (железа внутренней секреции, связанная с промежуточным мозгом). Вместе они составляют гипоталамо-гипофизарную систему. Эта связь заключается в том, что синтезированные клетками гипоталамуса нейрогормоны поступают по кровеносным сосудам в перед­нюю долю гипофиза. Там нейрогормоны стимулируют или тормозят выработку определенных гормонов, влияющих на деятельность других желез внутрен­ней секреции. Основное биологическое значение гипоталамо-гипофизарной системы - осуществление совершенной регуляции вегетативных функций ор­ганизма и процессов размножения. Благодаря этой системе работа желез внутренней секреции может быстро изменяться под влиянием раздражителей внешней среды, которые воспринимаются органами чувств и обрабатываются в нервных центрах.

    Гуморальная регуляция может осуществляться и с помощью других биологически активных веществ. Например, изменение концентрации углекислого газа в крови влияет на деятельность дыхательного центра головного мозга наземных позвоночных жи­вотных, а ионов кальция и калия - на работу сердца.

    Регуляционные системы непрерывно контролируют состояние организма, автоматически поддерживая его параметры на почти постоянном уровне, даже в условиях неблагоприятных внешних воздействий. Если под воздействием какого-либо фактора состояние клетки или органа изменяется, то это удивительное свойство помогает им вернуться вновь в нормальное состояние. В качестве примера механизма работы таких регуляторных систем рассмотрим реакцию организма человека на физические нагрузки.

    Реакция на физическую нагрузку. При интенсивной физической нагрузке нервная система посылает сигналы в мозговое вещество надпочечников - эндо­кринных желез, лежащих над почками . Эти железы выделяют в кровь гормон адреналин.

    Под действием адреналина из селезенки в сосуды поступает некоторое количество депонированной в ней крови, в результате чего объем перифериче­ской крови увеличивается. Адреналин вызывает также расширение капилляров кожи, мышц и сердца, увеличивая их кровоснабжение. При физической нагруз­ке сердце должно работать более интенсивно, перекачивая больше крови; мы­шцы должны приводить в движение конечности; кожа должна выделять боль­ше пота, чтобы отвести излишек тепла, образующегося в результате интенсивной работы мышц. Адреналин вызывает также сужение кровеносных сосудов брюшной полости и почек, уменьшая их кровенаполнение. Такое перераспределение крови позволяет поддерживать кровяное давление на нор­мальном уровне (при расширенном русле крови для этого оказывается недостаточно).

    Адреналин повышает также частоту дыхания и сокращений сердца. В ре­зультате поступление в кровь кислорода и выведение из нее углекислого газа происходит быстрее, кровь движется по сосудам также быстрее, доставляя больше кислорода интенсивно работающим мышцам и ускоряя удаление ко­нечных продуктов обмена.

    При физической нагрузке мышцы выделяют больше углекислого газа, чем обычно, и это само по себе обладает регуляторным воздействием. Углекислый газ повышает кислотность крови, что влечет за собой усиление снабжения мышц кислородом и расширение кровеносных сосудов мышц, а также стимулирует нервную систему к увеличению выделения адреналина, что в свою очередь повышает частоту дыхания и пульса (рис.).

    На первый взгляд все эти приспособления к физической нагрузке должны изменять состояние организма, однако в действительности они обеспечивают сохранение того же состава внеклеточной жидкости, омывающей все клетки организма, и в особенности мозг, каким он был бы без нагрузки. Если бы не было этих приспособлений, физическая нагрузка приводила бы к повышению температуры внеклеточной жидкости, к уменьшению концентрации в ней кис­лорода и к повышению ее кислотности. При крайне тяжелой физической на­грузке все это и происходит; в мышцах накапливается кислота, вызывая судо­роги. Сами судороги также несут регуляторную функцию, пресекая возмож­ность дальнейшей физической работы и давая возможность организму вернуться в нормальное состояние.

    s1. Какие регуляторные системы существуют в живом организме? 2. Как осуществляется регуляция жизненных функций в организме? 3. Что такое гомеостаз и какие механизмы его поддержания вам известны? 4. Что общего и отли­чного между нервной и гуморальной регуляцией? 5. Какая связь существует между нервной системой и системой желез внутренней секреции? 6. Какие изменения происходят в кровеносной системе организма человека при физических нагрузках? Каким образом осуществляется регуляция этих изменений? 7. Вспомните из курса биологии 9 класса, какие возможны нарушения функционирования организма человека в результате нарушения взаимосвязей между нервной системой и системой желез внутренней секреции?

    § 35. Иммунная регуляция

    Важную роль в обеспечении жизнедеятельности организма играет иммунная система. Как вы уже зна­ете, иммунитет (от лат. иммунитас – невосприимчивость) – способность организма защищать собственную целостность, его невосприимчивость к возбудителям некоторых заболеваний. В создании иммунитета принимают участие специфические и неспецифические механизмы.

    Кнеспецифическим механизмам иммуните­та относятся барьерная функция кожного эпителия и слизистых оболочек внутренних органов; бактери­цидное действие некоторых ферментов (например, некоторые ферменты слюны, слезной жидкости, гемолимфы членистоногих) и кислот (выделяемых с секретом потовых и сальных желез, желез слизистой оболочки желудка). Эту функцию выполняют также клетки разных тканей, способные обезвреживать чужеродные для данного организма частицы и мик­роорганизмы.

    Специфические механизмы иммунитета обеспечиваются иммунной системой, которая узнает и обезвреживает антигены (от греч. анти - против и генезис - происхождение) - химические вещества, вырабатываемые клетками или входящие в состав их структур, либо микроорганизмы, воспринимае­мые организмом как чужеродные и вызывающие иммунный ответ с его стороны.

    Очень важно уметь управлять своим настроением и поведением – это и есть саморегуляция, которая направлена на достижение гармоничного внутреннего состояния, и позволяет укрепить здоровье человека, несмотря на негативные внешние факторы.

    Например, если вы выполняете обычную утреннюю зарядку, тем самым вы регулируете жизненный тонус своего организма. Саморегуляция - это правильное отношение человека к окружающему его миру.

    В России проводились исследования, которые позволяют говорить, что реально продлить активный период жизни человека до ста лет. Было доказано, что при правильном контроле за своим самочувствием, организм начинает работать, что называется, в "молодом" режиме.

    Каждый человек понимает, что очень важно уметь управлять собой. Но как же на практике этого добиться? Существуют разные приемы и всевозможные методики, которые помогают человеку регулировать состояние своего организма.

    Саморегуляция – это контроль за самочувствием

    Саморегуляция необходима в том случае, когда к организму человека предъявляются чрезмерные требования. Она нужна больным, которые желают исцелиться, а также и здоровым людям, чья деятельность непосредственно связана с повышенным умственным трудом и тяжелыми физическими нагрузками.

    Это некое сознательно-волевое управление своими внутренними психологическими процессами и организмом в целом, плавно переходящее на уровень рефлексов. Какая же сила заставляет менять внутреннее состояние человека?

    А сила эта заключается в мысленных образах и словах. Например, если произнести всем известную фразу: "Во рту у меня кислый и сочный кусочек лимона", то у большинства людей начинается гиперсаливация, и выделение слюны на самом деле происходит, хоть ничего подобного мы и не съели.

    Такой мысленный образ способен изменить состояние человека на физиологическом уровне, вызывая, в той или иной степени, выраженное слюнотечение. Практика показывает, что правильно подобранные мыслеформы становятся некими ключами, которые открывают потайные двери в психологические и физические процессы нашего организма.

    Для того чтобы мысленные образы оказали на человека действительно желаемое воздействие, они должны быть сформулированы очень точно, конкретно и в достаточной степени ярко, только в этом случае можно рассчитывать на положительный эффект.

    Каждый человек, в какой - то степени, умеет владеть приемами внутреннего самоконтроля. Что позволяет ему ориентироваться в окружающем пространстве, управлять своими ощущениями, даже предвидеть будущие события и чувствовать состояние своего биополя.

    Как уже доказано, у человека существует биополе, которое имеет эфирную структуру в виде энергетической оболочки вокруг тела. Она имеет определенную окраску, и это зависит от состояния человека, при болезнях она одного цвета, в здоровом состоянии – другого.

    В течение дня на биополе происходит наслоение различной информации, хорошей и плохой. Например, неприятная новость, заставляет мысленно возвращаетесь к ней на протяжении всего дня. Это мешает человеку сосредоточиться на более важных делах, отвлекает его, вызывая массу неприятных эмоций.

    Такую информацию необходимо научиться сбрасывать, в противном случае начнутся проблемы со здоровьем. Для этого после неприятного общения с каким-нибудь индивидуумом, необходимо прервать установившуюся связь на энергетическом уровне.

    Как же сбросить ненужную информацию?

    Простым способом считается выполнение дыхательной гимнастики. Сделайте обычный глубокий вдох носом, а затем произведите интенсивный и довольно – таки шумный выдох ртом. Несколько раз так подышите.

    А теперь другое упражнение. Представьте себе луч белого света, на вдохе он входит в вашу голову и медленно опускается вниз до солнечного сплетения, и накапливается там в виде положительной энергии.

    На выдохе эта энергия опускается из солнечного сплетения вниз, взяв с собой все негативное напряжение, а затем уходит через конечности в землю. Повторяйте это упражнение чаще, так вы сможете поддерживать биополе в чистоте, и научитесь легко снимать напряжение и усталость.

    В чем же заключается принцип саморегуляции?

    Основной принцип заключается в активизировании своего внутреннего чувствования, можно сказать, что помимо присутствующих пяти анализаторов, вы будете развивать еще и шестой.

    Чтобы саморегуляция проходила эффективно, необходимо находиться в уединенном месте, где вас ничего не будет отвлекать, закройте глаза, и мысленно выполняйте упражнения, сосредоточьтесь на белом луче.

    Со временем вы научитесь восстанавливать биопотенциал организма, и сможете равномерно распределять энергию по всему биополю, при этом снимая напряжение и усталость.

    Те органы, которые пострадали от недостатка энергии, получат ее в необходимом количестве. Для усиления эффекта от процесса саморегуляции, постарайтесь мысленно увидеть желаемый результат, представьте себе его образ.

    Старайтесь конкретно формулировать свои желания, и избегайте общих фраз, скажите конкретно: "Сегодня у меня будет хороший сон ". Установки могут быть направлены не только на здоровье, но и на сферу социальных взаимоотношений.

    Задавайте себе программу на удачное выполнение каких – либо намеченных дел, на материальное благополучие, на хорошее взаимоотношение с людьми, и так далее.

    Заключение

    Конечно, чтобы научиться быстро отвлекаться от негативных мыслей, требуется длительная практика, и, овладев ею, можно легко контролировать свое самочувствие.

    У многоклеточных организмов имеется внутренняя среда, в которой находятся различные органы, при этом функционируют сложные механизмы гомеостаза и гомеокинеза. У растений обеспечивается оптимальный газообмен, погло­ще­ние воды и питательных веществ из почвы, испарение воды через устьица листьев. У животных формируются органы дыхания, пищеварения, выделения, крово­обращения, появляются также специализиро­ванные эндокринная и нервная системы с многочисленными внешними и внутренними связями, непосредственно участвующие в саморегуляции. Стратегической задачей этих структур и регуляций является обеспечение нормального формирования половых клеток и процесса оплодотворения, развития зародышей, а часто и юных постэмбриональных стадий новых поколений.

    Особую координирующую роль в поддержании физиологического гомеостаза многоклеточных животных играют нервная и гуморальная (эндокринная) системы регуляции. Кроме того, молекулярно-клеточно-тканевой гомеостаз организма обеспечивается иммунными механизмами. Дадим самую общую характеристику этих систем как главных участников процесса саморегуляции организма.

    (1) Нервная регуляция

    Нервная регуляция имеется уже у гидр и медуз – наиболее простых многоклеточных животных. Элементарными структурами нервных сетей выступают нервные клетки (нейроны) с длинными отростками . У высокоорганизованных животных скопления нейронов создают нервные центры : ганглии, цепочки, ядерные или экранные центры, а выходящие из них отростки нейронов объединяются в нервы , которые на периферии ветвятся многочисленными нервными окончаниями . У человека центральная нервная система (ЦНС) представлена головным и спинным мозгом; периферическая система включает нервы и их окончания, а также локальные скопления нейронов в виде ганглиев или рыхлых узлов, в том числе во внутренних органах.

    В простейшей нервной цепочке связи распространяются, с одной стороны, на чувствительные рецепторы (кожные, зрительные, слуховые, обонятельные, вкусовые, рецепторы внутренних органов, сосудов), а с другой – на исполнительные структуры (мышцы тела, внутренних органов и сосудов, железы пищеварительного тракта и кожи, эндокринные железы и др.). Таким образом, буквально каждый участок тела пронизан чувствительными и двигательными нервными окончаниями, что позволяет организму иметь информацию о состоянии условий среды во всех его точках и управлять этими состояниями, как правило, с участием гуморальной регуляции. У человека, кроме того, головной мозг осуществляет психические функции (обучение, память, речь, мышление). В итоге нервная система регулирует работу внутренних органов, а также координирует взаимоотношение организма с внешним миром и организует сложные поведенческие акты.

    Элементарным явлением в гомеостатической нервной регуляции выступаетрефлекс – ответная реакция органа или всего организма на внешнее или внутреннее раздражение, осуществляемая через нервную систему . Коснитесь рукой горя­чего предмета, и тут же последует рефлекторный ответ – непроизвольное отдергивание руки (безусловный рефлекс). А ведь за этот короткий миг тепловое воздействие на кожные рецепторы порождает электрический нервный импульс, сигнал успевает пробежать по чувствительным нервным волокнам от пальцев в спинальные ганглии и далее в спинной мозг, пере­ключиться на другие нервные клетки и вернуться к мышцам, отдергивающим руку от горячего предмета (рис. 5.2). Это классический пример контура регуляции, построенного на обратной отрицательной связи элементов управления.

    Рис. 5.2. Схема рефлекторной дуги

    Представление о рефлексах было выдвинуто еще в XVII веке французским натуралистом и философом Р. Декартом, относившим их к автоматическим, непроизвольным действиям. Российский физиолог Иван Михайлович Сеченов в 1863 г. утверждал, что “все акты созна­тель­ной и бессознательной жизни по способу происхождения суть реф­лексы”. В XX веке эта концепция была развита И.П. Павловым в учении о безусловных и условных рефлексах.

    О том, как многочисленные и разнообразные рефлексы слагаются в сложные поведенческие акты , как формируются инстинкты и процессы высшей нервной деятельности , мы расскажем в главе 7, посвященной биосоциальной сущности человека. Пока же отметим, что сложную нервную регуляцию, включающую и безусловные, и условные рефлексы, и все проявления высшей нервной деятельности, невозможно создать и поддерживать только на принципах гомеостатической саморегуляции . Это – результат включения в ход развития гомеокинетических процессов , которые и ведут к морфологическим надстройкам, качественно меняющим физиологию нервных центров и сетей.

    (2) Гуморальная регуляция

    Гуморальная регуляция обеспечивается системой эндокринных желез (от греч. endon – внутрь и krino – выделяю) – желез внутренней секреции, выделяющих в кровь разнообразные гормоны (рис. 5.3). Гормоны – это сигнальные молекулы пептидной (белковой) или стероидной (жироподобной) природы, действующие гуморальным путем, т.е. через жидкие среды. Центральная эндокринная железа, гипофиз, выделяет так называемые тропные гормоны (буквально - поворотные, направляющие). Через общий кровоток они воздействуют на местные эндокринные железы, такие как щитовидная, околощитовидная, надпочечники, а также скопления эндокринных клеток в поджелудочной и слюн­­ной железах, семенниках, яичниках, тимусе, плаценте и даже в сердце, желудке, кишечнике, почках. От этих органов многочисленные гормональные “волны” с током крови распространяются к органам-мишеням, взаимодействуют с их клетками через мем­б­ран­­ные рецепторы и активируют либо подавляют процессы роста и функционирования.

    Принципиально важно, что работа гипофиза и местных эндокринных желез, в свою очередь, контролируется нервной системой. Нервное возбуждение всегда обора­чи­ва­ется волной гормональных воздействий, которые мобилизуют орга­низм на адекватную, соответствующую возбуждению, реакцию. Фак­ти­чески благодаря связи нервной и эндокринной систем осуществляется единая нейрогуморальная саморегуляция организма .

    Рис. 5.3 . Нейрогуморальная система регуляции у человека

    (3) Примеры комплексной нейрогуморальной регуляции

    Работа нейрогуморальной регуляторной системы сочетается с работой внутренних органов и мышц, так что представляет собой комплексную рефлекторную реакцию.

    Относительно просто, в гомеостатическом режиме, работают системы поддержания физиологических параметров организма, например система регуляции артериального давления . Изме­нение давления крови воспринимается чувствительными нервными окончаниями, расположенными в стенках кровеносных сосудов и реагирующими на их растяжение. Возбуждение передает­ся в нервный центр продолговатого мозга, а обратные сигналы изменяют мышечный тонус сосудов и сердечную деятельность. Одновременно эндокринные железы выделяют необходимые гормоны, корректирующие работу сердечно-сосудистой системы, так что кровяное давление плавно удерживается в пределах нормы.

    Сложнее устроены системы регуляции поведения, хотя и здесь в основе лежат прямые и обратные регуляторные связи. В конкретной жизненной ситуации активируется определенная совокупность нервных центров, эндокринных желез, органов и тканей – возникает временная функциональная система , работа которой направлена на достижение полезного приспособительного результата .

    Так, при стрессовых реакциях , вызванных чувством страха, перевозбуждением или физической перегрузкой, надпочечники выбрасывают в кровь гормон адреналин, который резко повышает потребление кислорода и концентрацию глюкозы в крови (за счет расщепления гликогена в печени), что, в свою очередь, приводит к увеличению выработки энергии. Происходит учащение сердечного пульса и активация мышечной системы – всё для мобилизации организма на оборону или избежание опасности. Другие системы при этом временно угнетаются: пропадают пищевые реакции, половые рефлексы и др. Пос­ле исчезновения опасности все системы возвращаются в норму.

    Интересна и показательна регуляция пищевого поведения у позво­ночных животных и человека (рис. 5.4). В гипоталамусе, отделе головного мозга, связую­щем нервную и эндокринную системы, есть центры голода и насыщения. В крови голодного животного (или человека) возникает недостаток глюкозы, что приводит к раздражению центра голо­да. По нервным связям отдаются команды в мозг, на мышцы, и органи­зу­ется поиск пищи. Параллельно с помощью гормонов из печени и мышц извлекаются резервы глюкозы (за счет расщепления гликогена), которые временно обеспечивают энергетический обмен. Когда пища найдена, съедена и переварена, концентрация глюкозы в крови растет, что приводит к раздра­же­нию центра насыщения, подавлению аппетита и прекращению пита­ния. Когда глюкоза расходуется, ее концентрация в крови вновь понижа­ется, от чего раздражается центр голода. Цикл повторяется.


    Рис.5.4. Схема регуляции пищевого поведения у млекопитающих животных

    У человека пищевое поведение более сложное и разнообразное, так как зависит не только от наличия или отсутствия пищи. Имеет значение социальное положение (фермер, рабочий и бизнесмен будут “искать” пищу в разных местах и разными способами), финансовые возможности (покупка пищи), взаимоотношения с другими людьми (возможность взять пищу или деньги в долг) и т.д.

    Таким образом, та или иная функциональная система возникает как временное объединение активностей разных органов посредством многосторонних нейрогуморальных связей. Когда полезный приспособительный результат достигнут, функциональная система “распадается” или перестраивается в соответствии с новыми потребностями организма. В ходе жизнедеятельности периодически формируются и распадаются разнообразные функциональные системы, среди которых одна, как правило, является доминирующей. Таким образом, при ограниченном числе анатомических структур и гормонов число их функциональных комбинаций (функциональных систем), организующих разнообразные поведенческие акты, может быть достаточно большим.

    (4) Иммунный гомеостаз организма

    (5) Биоритмы

    Обобщая сказанное, заметим, что гомеостаз организма не бывает абсолютным. Любые параметры: температура тела, артериальное давление, пищевое поведение, частота сердечных сокращений, присутствие антител и многие другие – на­хо­дятся в колебательном режиме . Поэтому мы говорим о нали­чии динамического гомеостаза в организме. Такие нормальные колебания функциональных характеристик организма происходят постоянно и называются биоритмами .

    Первопричина биоритмов, по-видимому, вытекает из самой при­роды механизма регуляции: прямая и обратная связи замкнуты в цикл, на “оборот” которого требуется определенное время. За это время регулируемая система успевает измениться в ту или иную сторону, что и выражается в колебании ее параметров. Но средний уровень пара­метра должен соответствовать норме, а коридор его колебаний не должен вы­хо­дить за физиологические пределы. Большинство организменных ритмов имеют околосуточную периодичность, есть также месячные, годичные и даже многолетние ритмы. Внутрен­ний механизм, управляющий такими биоритмами, принято называть биологическими часами , что подчеркивает их связь с астрономическим вре­менем.

    (6) Гомеокинетические процессы

    Наконец, поставим вполне ожидаемый вопрос: если в организме столь эффективно работают механизмы саморегуляции, значит ли это, что его гомеостаз бесконечен? Почему рано или поздно наступают необратимые изменения органов? Почему возможна перестройка биоритмов, например, когда мы перелетаем с востока на запад и наоборот? Ответ мы уже знаем: при достаточно длительном и сильном (запороговом) воздействии на структурно-функциональные системы организма, наряду с процессами гомеостатической саморе­гуляции, включаются механизмы гомеокинеза , направленные на перестройку организменных структур и функций. В частности, изменяется уровень активности соответствующих генов, вследствие чего происходит гипертрофия органов , то есть их чрезмерное развитие. Так обеспечивается приспособительная изменчивость клеток, тканей и органов для достижения нового уровня гомеостаза в новых условиях жизнедеятельности. По существу эти гомеокинетические изменения противоположны саморегуляции и гомеостазу, так как они поддерживаются обратными положительными (а не отрицательными) связями .

    Гомеокинез – это неизбежный длительный (часто необратимый) ответ на усиление физической нагрузки, на инфекцию, на хроническое стрессовое воздействие. На­пример, в результате постоянных тренировок увеличиваются мышцы спорт­смена, легкие ныряльщика. У тучного человека увеличение нагрузки по прокачива­нию крови через ткани ведет к гипертрофии сердца. Увеличивается и печень при хронических отравлениях (гипертрофия для переработки токсинов). Гомеокинетическая лабильность организма позволяет перестраивать и биоритмы, хотя для этого требуется время.

    При постоянном воздействии повреждающих факторов на клетки, например при дей­ствии табачного дыма на легочную ткань, или при ином длительном сти­мулировании регенерации клеток может наступить избыточный рост ткани (образуется опухоль) или, напротив, тканевая дистрофия. Эти при­меры показывают, что механизмы организменного гомеостаза имеют определенный (конечный) запас прочности. Если саморегуляция нарушается, включаются механизмы гомеокинеза, но если и они не справляются, наступают патологические (болезненные) отклонения в состоянии организма . Из этого должны после­до­вать выводы о необходимости бережного отношения к собственному организму. Здоровье человека – это состояние его устойчивого физиологического развития на основе гомеостатических и гомеокинетических процессов.

    Введение

    Природа, создавая человека, дала организму великую способность к саморегуляции. Саморегуляция - это свойство организма автоматически устанавливать и поддерживать на определенном относительно постоянном уровне свои физиологические и психические показатели. Управляющие факторы находятся внутри организма и имеют адаптивную и самонастраивающуюся функции. Адаптация -- это совокупность особенностей организма, обеспечивающая возможность его существования в меняющихся условиях внешней среды. Саморегуляция человека имеет две формы: произвольную (осознаваемую) и непроизвольную (неосознаваемую). Непроизвольная саморегуляция связана с жизнеобеспечением, осуществляется в организме на основе эволюционно сложившихся норм. Произвольная саморегуляция связана с целевой деятельностью, изменением индивидуально-личностных характеристик, текущего психического состояния, установок поведения, систем ценностей. Исследования показывают, что человек имеет способность, применяя методы произвольной саморегуляции, изменять так же и работу систем жизнеобеспечения. Такое воздействие называют психической саморегуляцией.

    Саморегуляция организма и ее методы

    Психическая саморегуляция - это формирование особых психических состояний, способствующих наиболее оптимальному использованию физических и психических возможностей человека. Под психической регуляцией понимают целенаправленное изменение как отдельных психофизиологических функций, так и в целом нервно-психического состояния, достигаемого путем специально организованной психической активности. В результате создается такая интегративная деятельность организма, которая концентрированно и наиболее рационально направляет все его возможности на решение конкретных задач.

    Методы психической саморегуляции основываются на процессе естественного восстановления нормальной работы всех функций организма. Фактически методы саморегуляции только помогают упразднить те психические и телесные препятствия, которые мешают нормальному функционированию организма. Методы саморегуляции включают в себя: медитации, аутотренинг, визуализации, развитие навыков целеполагания, совершенствование поведенческих навыков, практики телесного и эмоционального реагирования, самовнушения, нервно-мышечной релаксации, идеомоторная тренировка, саморегуляции эмоциональных состояний.

    Применение методов позволяет:

    * Редуцировать тревогу, страх, раздражительность, конфликтность

    * Активизировать память и мышление

    * Нормализовать сон и вегетативные дисфункции

    * Увеличить эффективность деятельности

    * Самостоятельно формировать позитивные психоэмоциональные состояния

    * Оптимизировать способы достижения целей

    * Снижать «внутреннюю стоимость» затрачиваемых усилий

    * Активно формировать личностные качества: эмоциональную устойчивость, выносливость, целеустремленность.



    Предыдущая статья: Следующая статья:

    © 2015 .
    О сайте | Контакты
    | Карта сайта