Понятие о саморегуляции в физиологии – Принцип саморегуляции организма. Понятие о гомеостазе, гомеокинезе.

5.5Понятие регуляции физиологических функций. Механизмы и способы регуляции. Понятие о саморегуляции.

Физиологическая регуляция– это активное управление функциями организма и его поведением для поддержания оптимального уровня жизнедеятельности, постоянства внутренней среды и обменных процессов с целью приспособления организма к меняющимся условиям среды.

Механизмы физиологической регуляции:

1. нервный

2. гуморальный.

Гуморальная физиологическая регуляция для передачи информации использует жидкие среды организма (кровь, лимфу, цереброспинальную жидкость и т.д.) Сигналы передаются посредством химических веществ: гормонов, медиаторов, биологически активных веществ (БАВ), электролитов и т.д.

Особенности гуморальной регуляции:

1. не имеет точного адресата – с током биологических жидкостей вещества могут доставляться к любым клеткам организма;

2. скорость доставки информации небольшая – определяется скоростью тока биологических жидкостей – 0,5-5 м/с;

3. продолжительность действия.

Нервная физиологическая регуляция для переработки и передачи информации опосредуется через центральную и периферическую нервную систему. Сигналы передаются с помощью нервных импульсов.

Особенности нервной регуляции:

1. имеет точного адресата – сигналы доставляются к строго определенным органам и тканям;

2. большая скорость доставки информации – скорость передачи нервного импульса – до 120 м/с;

3. кратковременность действия.

Для нормальной регуляции функций организма необходимо взаимодействие нервной и гуморальной систем.

Нейрогуморальная регуляция объединяет все функции организма для достижения цели, при этом организм функционирует как единое целое.

Организм находится в неразрывном единстве с внешней средой благодаря активности нервной системы, деятельность которой осуществляется на основе рефлексов.

Саморегуляция представляет собой такой вариант управления, при котором отклонение какой-либо физиологической функции или характеристик (констант) внутренней среды от уровня, обеспечивающего нормальную жизнедеятельность, является причиной возвращения этой функции (константы) к исходному уровню. В ходе естественного отбора живыми организмами выработаны общие механизмы управления процессами приспособления к среде обитания различной физиологической природы (эндокринные, нейрогуморальные, иммунологические и др.), направленные на обеспечение относительного постоянства внутренней среды..

Практически все характеристики внутренней среды (константы) организма непрерывно колеблются относительно средних уровней, оптимальных для протекания устойчивого обмена веществ. Эти уровни отражают потребность клеток в необходимом количестве исходных продуктов обмена. Допустимый диапазон колебаний для разных констант различен. Незначительные отклонения одних констант могут приводить к существенным нарушениям обменных процессов — это так называемые жесткие константы. К ним относятся, например, осмотическое давление, величина водородного показателя (рН), содержание глюкозы, О2, СО2 в крови.

6.6Основные принципы рефлекторной детельности нервной системы (детерминизм, анализ синтез, единство структуры и функции, саморегуляция)

И.П.Павлов выделил три основополагающих принципа: принцип детерминизма, принцип структурности и принцип анализа и синтеза.

Первый принцип —принцип детерминизма (причинности) гласит: «Нет действия без причины». Всякая деятельность организма, каждый акт нервной деятельности вызван определенной причиной, воздействием из внешнего мира или внутренней среды организма. Целесообразность реакции определяется специфичностью раздражителя, чувствительностью организма к раздражителям. Результатом рефлекторной деятельности, ее естественным завершением является подчинение внешних условий потребностям организма. Рефлекторный акт — это прежде всего практическое взаимодействие между организмом и средой. Всякая деятельность организма, какой бы сложной она ни казалась, всегда есть причинно обусловленный, закономерный ответ на конкретные внешние воздействия.

Согласно второму принципу —принципу структурности — в мозге нет процессов, которые не имели бы материальной основы, каждый физиологический акт нервной деятельности приурочен к структуре.

В мозге нет процессов, которые не имели бы материальной основы. Каждый физиологический акт нервной деятельности приурочен к определенной структуре. Структура может выступать в двух видах: постоянном и динамическом, что отражает два основных вида реакций организма:

• Врожденные реакции с постоянной структурой,

• Приобретенные динамически в результате обучения.

Динамические взаимодействия со средой включают изменения в мозговом субстрате, их структура способна накапливать, хранить и воспроизводить индивидуальный опыт. Это дает возможность организму ориентироваться как в прошлой, так и в настоящей и в будущей деятельности. Постоянное образование новых нейронных связей и обеспечивает подстройку к изменениям внешней среды.

Анализ и синтез— это всегда взаимосвязанные, одновременные и неотделимые друг от друга процессы.

В своем историческом развитии анализ и синтез проходят ряд ступеней. Внутри каждой ступени эволюционного развития нервной системы имеются, конечно, свои специфические формы анализа и синтеза, соответствующие конкретным задачам животных, конкретным условиям их развития и обитания, а также возрастным особенностям.

Принцип анализа и синтеза раздражителей внешней и внутренней среды. Этот процесс связан с поступающей информацией и с ответными реакциями организма. Это активный процесс приспособления к окружающим условиям существования организма. Анализ и синтез ― всегда взаимосвязанные, одновременные и неотделимые друг от друга процессы. Особенно сложно они организованы у человека в связи с появлением словесного мышления и качественно новым двухсигнальным строением ВНД. Анализ и синтез представлен в двух видах: низшем и высшем. Низший связан с первой сигнальной системой, высший осуществляется совместной деятельностью первой и второй сигнальных систем. + Обязательное участие осознания отношения действительности. Эти процессы неразрывно связаны и с результатами действий: движениями, трудовой и речевой деятельностью. Именно этот принцип открывает сущность и природу психических явлений как результата анализа и синтеза предметных отношений действительности, направления и характера действий организма, которые выступают регуляторами действия, в то же время, оставаясь только отношениями внешней среды. Синтез и анализ происходят постоянно и всегда неразрывно связаны. По результатам анализа измеряется текущая деятельность.

studfiles.net

3.2. Саморегуляция физиологических функций

В процессе эволюции живых организмов внутренняя среда была отделена от внешней и приобрела устойчивый, консервативный ха­рактер.

Французский исследователь К. Бернар писал, что условием сво­бодного поведения живого организма является постоянство внутрен­ней среды. По его мнению, все жизненные процессы имеют одну цель — поддержание постоянства условий жизни во внутренней среде организма. Позднее эта мысль нашла воплощение в трудах американского физиолога У. Кеннона в форме учения о гомеостазе.

Гомеостаз — относительное динамическое постоянство внут­ренней среды и устойчивость физиологических функций организма. Основным механизмом поддержания гомеостаза является саморегу­ляция.

Саморегуляция представляет собой такой вариант управ­ления, при котором отклонение какой-либо физиологической фун­кции или характеристик (констант) внутренней среды от уровня, обеспечивающего нормальную жизнедеятельность, является причи­ной возвращения этой функции (константы) к исходному уровню. В ходе естественного отбора живыми организмами выработаны общие механизмы управления процессами приспособления к среде обитания различной физиологической природы (эндокринные, нейрогуморальные, иммунологические и др.), направленные на обеспечение отно­сительного постоянства внутренней среды. У человека и высших животных гомеостатические механизмы достигли совершенства.

Практически все характеристики внутренней среды (константы) организма непрерывно колеблются относительно средних уровней, оптимальных для протекания устойчивого обмена веществ. Эти уров­ни отражают потребность клеток в необходимом количестве исход­ных продуктов обмена. Допустимый диапазон колебаний для разных констант различен. Незначительные отклонения одних констант могут приводить к существенным нарушениям обменных процес­сов — это так называемые жесткие константы. К ним относятся, например, осмотическое давление, величина водородного показателя (рН), содержание глюкозы, О

2, СО₂ в крови.

Другие константы могут варьировать в довольно широком диа­пазоне без существенных нарушений физиологических функций — это так называемые пластичные константы. К их числу относят количество и соотношение форменных элементов крови, объем цир­кулирующей крови, скорость оседания эритроцитов.

Процессы саморегуляции основаны на использовании прямых и обратных связей. Прямая связь предусматривает выработку управляющих воздействий на основании информации об отклонении константы или действии возмущающих факторов. Например, раз­дражение холодным воздухом терморецепторов кожи приводит к увеличению процессов теплопродукции.

Обратные связи заключаются в том, что выходной, регу­лируемый сигнал о состоянии объекта управления (константы или функции) передается на вход системы. Различают положительные и отрицательные обратные связи. 

Положительная обратная связьусиливает управляющее воздействие, позволяет управлять значи­тельными потоками энергии, потребляя незначительные энергети­ческие ресурсы. Примером может служить увеличение скорости образования тромбина при появлении некоторого его количества на начальных этапах коагуляционного гемостаза.

Отрицательная обратная связь ослабляет управляющее воз­действие, уменьшает влияние возмущающих факторов на работу управляющих объектов, способствует возвращению измененного по­казателя к стационарному уровню. Например, информация о степени натяжения сухожилия скелетной мышцы, поступающая в центр управления функций этой мышцы от рецепторов Гольджи, ослабляет степень возбуждения центра, чем предохраняет мышцу от развития избыточной силы сокращения. Отрицательные обратные связи по­вышают устойчивость биологической системы — способность воз­вращаться к первоначальному состоянию после прекращения воз­мущающего воздействия.

В организме обратные связи построены по принципу иерархии (подчиненности) и дублирования. Например, саморегуляция работы сердечной мышцы предусматривает наличие обратных связей от рецепторов самой сердечной мышцы, рецепторных полей магист­ральных сосудов, рецепторов, контролирующих уровень тканевого дыхания, и др.

Гомеостаз организма в целом обеспечивается согласованной со­дружественной работой различных органов и систем, функции ко­торых поддерживаются на относительно постоянном уровне процес­сами саморегуляци

27. Нефармакологические методы коррекции функционального состояния организма человека, их классификация.

Коррекция функциональных состояний. Под профилактикой неблагоприятных функциональных состояний понимается комплекс мероприятий, направленных на предупреждение развития или на ликвидацию (полную или частичную) уже возникших состояний. В производственной ситуации любая оптимизационная работа, имеющая целью облегчение труда человека, может рассматриваться как профилактика неблагоприятных функциональных состояний. Выделяются следующие направления такой работы: — усовершенствование средств труда; — рационализация рабочих мест; — оптимизация режима труда и отдыха; — использование чередования операций с нагрузкой на разные функциональные системы; — нормализация факторов производственной среды; — создание благоприятного социально-психологического климата. Коротко остановимся на оптимизации режима труда и отдыха. Это направление эргономической работы должно опираться на анализ кривой работоспособности у данной категории пользователей (3). Такой анализ позволяет выделить критические моменты, характеризующиеся значительным снижением производительности и ростом утомления. Время назначения перерыва должно приходиться на начальные периоды изменения состояния, т.е. предшествовать появлению выраженного сдвига на кривой работоспособности. Нередко высказывается мнение, что благоприятный эффект коротких и частых пауз значительнее, чем в случае более продолжительных и редких. Действительно, для многих видов труда, особенно монотонных, наличие частых коротких перерывов для отдыха весьма желательно. Следует заметить, что не существует общего определения термина ПЕРЕРЫВ для разных видов выполняемой человеком деятельности. Перерыв можно интерпретировать и как время бездействия, и как особую фазу в выполнении задания, и как разрыв в работе, наконец как особый период покоя. Некоторые авторы включают в перерывы и периоды бездействия, которые возникают на основе самой организации задания, например, время ожидания при работе за компьютером. Другие же причисляют такое бездействие к условиям, не облегчающим, а усложняющим деятельность. В большинстве деятельностей такое ожидание предоставляет организму определенный период покоя, однако не уменьшают общую нагрузку, которой подвержен пользователь. Это относится в первую очередь к тем периодам ожидания, которые влекут за собой психическую напряженность, т.к. их длительность трудно предсказуема, и они возникают в критические моменты функционирования системы «пользователь-компьютер». В отношении работы за дисплеем имеет смысл употреблять понятие ПЕРЕРЫВ только в случае паузы отдыха, завершающей период напряженности, возникшей на предыдущих отрезках работы. Характеристики этой напряженности и относительная величина физиологического и психического утомления изменяются в зависимости от особенностей предшествующего задания. Таким образом, время, в течение которого человек бездействует, но не может отрешиться от предыдущего задания, не может называться «перерывом». Это всего лишь пауза, чье значение для отдыха не определяется длительностью кажущегося бездействия. Кроме перечисленных выше мероприятий используют подход, называемый психопрофилактикой неблагоприятных функциональных состояний. В качестве методов психопрофилактики применяются: 1) психотерапия; 2) оптимизация питания; 3) фармакотерапия; 4) функциональная музыка; 5) аутогенная тренировка и гипноз; 6) массаж и самомассаж; 7) производственная гимнастика; 8) цветовое оформление помещений; 9) создание кабинетов психической разгрузки. Для каждой конкретной производственной ситуации комплекс психопрофилактических мероприятий разрабатывается в результате значительной аналитической работы, предполагающей диагностику специфики конкретных неблагоприятных состояний и выбор наиболее эффективных действующих на них методов. 3.4.1. Рабочая поза и утомление. Пользователи часто жалуются на боли в руках, пояснице, иногда на головные боли. Лишь недавно выяснилось, что все эти жалобы вызваны единственной причиной — неправильной рабочей позой. Необходимость наносить точные удары пальцами в небольшую по площади область клавиатуры вынуждает человека стабилизировать на длительное время положение собственного тела. Вынужденное положение отрицательно сказывается на кровообращении, доводя его до спазмов сосудов корпуса, шеи и головы. Исходя из этих данных можно предложить следующие рекомендации, позволяющие снизить утомление при работе с клавиатурой. 1. Оптимальным является вертикальное положение корпуса при прямом угле в бедренном и коленном суставах. 2. Необходимо больше внимания уделять подбору мебели с требуемыми размерами. 3. Наилучшей является мебель с изменяемыми линейными параметрами. 4. Спина работающего должна опираться на спинку стула или кресла. 5. Локти должны опираться на подлокотники. 6. Необходимы достаточно частые перерывы для отдыха, которые лучше использовать для выполнения минимальных физических упражнений. 7. Короткие, но частые перерывы эффективнее длительных, но редких. Наиболее простые упражнения, направленные на расслабление корпуса и нормализацию кровообращения, состоят в следующем: 1) не вставая со стула поднять руки вверх — в стороны и потянуться; 2) закинуть руки за голову и сделать несколько поворотов корпуса вправо и влево; 3) помассировать шею и затылок; 4) сцепить пальцы рук в замок и поворачивать их на 45-60 градусов. После регулярного выполнения этого нехитрого комплекса самочувствие значительно улучшается у подавляющего большинства пользователей. 3.4.2. Борьба со зрительным утомлением. При работе с видеотерминалом наблюдается три симптома зрительного утомления: сокращение скорости восприятия и рост опознавательных ошибок, большие колебания продуктивности и ухудшение глазодвигательной координации, общее ухудшение самочувствия и боль в глазах. Посредством сознательного усилия можно повысить уровень активации организма и временно преодолеть эти симптомы. Некоторые могут даже повысить продуктивность деятельности, несмотря на все симптомы утомления. Однако это достигается определенной ценой. Основное, часто упоминаемое гигиеническое требование к лицам работающим с видеотерминалами: все без исключения дефекты зрения должны быть скорректированы очками! Следующее требование касается перерывов для отдыха: 15 минут из каждого часа работы должны быть отданы активному отдыху. При этом общая продолжительность работы с терминалом не должна превышать 5 часов, а перерывы должны быть заполнены релаксационными упражнениями для глаз. Дело в том, что настройка и фокусировка зрения на объект обеспечиваются двумя группами мышц — глазодвигательными и циллиарными, которые осуществляют фокусировку хрусталика. именно эти мышцы в первую очередь подвержены утомлению. Их необходимо «размять» во время перерыва. Упражнение для этого очень просты. Так, циллиарные мышцы расслабляются, если рассматривать далекие предметы. Поэтому их разминка предполагает перевод взора от близких предметов к далеким и обратно. Глазодвигательные мышцы устают при длительном удержании взора на одном предмете и разминаются при самых разнообразных движениях — вращательных, вертикальных и пр. При выполнении этих упражнений лучше, если Вы закроете веки. Выводы. 1. Функциональное состояние пользователя невозможно описать состоянием какой-либо одной системы организма. Это сложная системная реакция человека на разные, но сочетающиеся виды нагрузок. 2. Предметная область, обозначаемая в эргономике как функциональное состояние, включает в себя многие понятия, употребляемые в других науках: активация, монотония, утомление, напряженность, стресс, монотония. 3. Исследование и диагностика функционального состояния предполагает комплексное использование как объективных — в том числе аппаратных — методов, так и методов, опирающихся на данные субъективного опыта пользователя. 4. Наиболее подверженные утомлению психофизиологические функции пользователя включают сокращение скорости восприятия, рост числа ошибок опознания, ухудшение глазодвигательной координации, боль в глазах и спине, колебания производительности и ухудшение самочувствия. 5. Эволюция функционального состояния пользователя в течение рабочего дня в достаточной степени описывается так называемой «кривой работоспособности». Ее тщательное уточнение для каждого конкретного вида выполняемой пользователем деятельности облегчает разработку мер, направленных на борьбу с утомлением. 6. Имеется значительное число мероприятий, позволяющих корректировать функциональное состояние пользователя. Их окончательная конфигурация должна опираться на на анализ конкретной деятельности пользователя.

32. Оздоровительное влияние физических факторов внешней среды

studfiles.net

Принципы саморегуляции организма. Понятие о гомеостазе и гомеокинезе

Способность к саморегуляции — это основное свойство живых систем Оно необходимо для создания оптимальных условий взаимодействия всех элементов, составляющих организм, обеспечения его целостности. Выделяют четыре основных принципа саморегуляции:

1. Принцип неравновесности или градиента. Биологическая сущность жизни заключается в способности живых организмов поддерживать динамическое неравновесное состояние, относительно окружающей среды. Например, температура тела теплокровных выше или ниже окружающей среды. В клетке больше катионов калия, а вне ее натрия и т.д. Поддержание необходимого уровня асимметрии относительно среды обеспечивают процессы регуляции.

2.Принцип замкнутости контура регулирования. Каждая живая система не просто отвечает на раздражение, но и оценивает соответствие ответной реакции действующему раздражению. Т.е. чем сильнее раздражение, тем больше ответная реакция и наоборот. Эта саморегуляция осуществляется за счет обратных положительных и отрицательных обратных связей в нервной и гуморальной системах регуляции. Т.е. контур регуляции замкнут в кольцо. Пример такой связи — нейрон обратной афферентации в двигательных рефлекторных дугах.

3.Принцип прогнозирования. Биологические системы способны предвидеть результаты ответных реакций на основе прошлого опыта. Пример — избегание болевых раздражений после предыдущих.

4. Принцип целостности. Для нормального функционирования живой системы требуется ее структурная целостность.

Учение о гомеостазе было разработано К. Бернаром. В 1878 г. он сформулировал гипотезу об относительном постоянстве внутренней среды живых организмов. В 1929 г. В. Кэннон показал, что способность организма к поддержанию гомеостаза является следствием систем регуляции в организме. Он же предложил термин “гомеостаз”. Постоянство внутренней среды организма (крови, лимфы, тканевой жидкости, цитоплазмы) и устойчивость физиологических функций является результатом действия гомеостатических механизмов. При нарушении гомеостаза, например клеточного, происходит перерождение или гибель клеток. Клеточный, тканевой, органный и другие формы гомеостаза регулируются и координируются гуморальной, нервной регуляцией, а также уровнем метаболизма.

Параметры гомеостаза являются динамическими и в определенных пределах изменяются под влиянием факторов внешней среды (например, рН крови, содержание дыхательных газов и глюкозы в ней и т.д.). Это связано с тем, что живые системы не просто уравновешивают внешние воздействия, а активно противодействуют им. Способность поддерживать постоянство внутренней среды при изменениях внешней, главное свойство отличающее живые организмы от неживой природы. Поэтому они весьма независимы от внешней среды. Чем выше организация живого существа, тем более оно независимо внешней среды (пример).

Комплекс процессов, которые обеспечивают гомеостаз, называется гомеокинезом. Он осуществляется всеми тканями, органами и системами организма. Однако наибольшее значение имеют функциональные системы.

studfiles.net

Принципы саморегуляции организма. Понятие о гомеостазе и гомеокинезе

Способность к саморегуляции — это основное свойство живых систем Оно необходимо для создания оптимальных условий взаимодействия всех элементов, составляющих организм, обеспечения его целостности. Выделяют четыре основных принципа саморегуляции:

1. Принцип неравновесности или градиента. Биологическая сущность жизни заключается в способности живых организмов поддерживать динамическое неравновесное состояние, относительно окружающей среды. Например, температура тела теплокровных выше или ниже окружающей среды. В клетке больше катионов калия, а вне ее натрия и т.д. Поддержание необходимого уровня асимметрии относительно среды обеспечивают процессы регуляции.

2.Принцип замкнутости контура регулирования. Каждая живая система не просто отвечает на раздражение, но и оценивает соответствие ответной реакции действующему раздражению. Т.е. чем сильнее раздражение, тем больше ответная реакция и наоборот. Эта саморегуляция осуществляется за счет обратных положительных и отрицательных обратных связей в нервной и гуморальной системах регуляции. Т.е. контур регуляции замкнут в кольцо. Пример такой связи — нейрон обратной афферентации в двигательных рефлекторных дугах.

3.Принцип прогнозирования. Биологические системы способны предвидеть результаты ответных реакций на основе прошлого опыта. Пример — избегание болевых раздражений после предыдущих.

4. Принцип целостности. Для нормального функционирования живой системы требуется ее структурная целостность.

Учение о гомеостазе было разработано К. Бернаром. В 1878 г. он сформулировал гипотезу об относительном постоянстве внутренней среды живых организмов. В 1929 г. В. Кэннон показал, что способность организма к поддержанию гомеостаза является следствием систем регуляции в организме. Он же предложил термин “гомеостаз”. Постоянство внутренней среды организма (крови, лимфы, тканевой жидкости, цитоплазмы) и устойчивость физиологических функций является результатом действия гомеостатических механизмов. При нарушении гомеостаза, например клеточного, происходит перерождение или гибель клеток. Клеточный, тканевой, органный и другие формы гомеостаза регулируются и координируются гуморальной, нервной регуляцией, а также уровнем метаболизма.

Параметры гомеостаза являются динамическими и в определенных пределах изменяются под влиянием факторов внешней среды (например, рН крови, содержание дыхательных газов и глюкозы в ней и т.д.). Это связано с тем, что живые системы не просто уравновешивают внешние воздействия, а активно противодействуют им. Способность поддерживать постоянство внутренней среды при изменениях внешней, главное свойство отличающее живые организмы от неживой природы. Поэтому они весьма независимы от внешней среды. Чем выше организация живого существа, тем более оно независимо внешней среды (пример).

Комплекс процессов, которые обеспечивают гомеостаз, называется гомеокинезом. Он осуществляется всеми тканями, органами и системами организма. Однако наибольшее значение имеют функциональные системы.

studfiles.net

6. Принцип Функциональных систем в саморегуляции функций организма. Аппараты управления и основы взаимодействия функц.Систем.

Гомеостаз — относительное динамическое постоянство внут­ренней среды и устойчивость физиологических функций организма. Основным механизмом поддержания гомеостаза является саморегу­ляция. Саморегуляция представляет собой такой вариант управ­ления, при котором отклонение какой-либо физиологической фун­кции или характеристик (констант) внутренней среды от уровня, обеспечивающего нормальную жизнедеятельность, является причи­ной возвращения этой функции (константы) к исходному уровню. В ходе естественного отбора живыми организмами выработаны общие механизмы управления процессами приспособления к среде обитания (эндокринные, нейрогуморальные, иммунологические и др.), направленные на обеспечение отно­сительного постоянства внутренней среды. Процессы саморегуляции основаны на использовании прямых и обратных связей. Прямая связь предусматривает выработку управляющих воздействий на основании информации об отклонении константы или действии возмущающих факторов. Например, раз­дражение холодным воздухом терморецепторов кожи приводит к увеличению процессов теплопродукции. Обратные связи заключаются в том, что выходной, регу­лируемый сигнал о состоянии объекта управления (константы или функции) передается на вход системы. Различают положительные и отрицательные обратные связи. Положительная обратная связь усиливает управляющее воздействие, позволяет управлять значи­тельными потоками энергии, потребляя незначительные энергети­ческие ресурсы. Отрицательная обратная связь ослабляет управляющее воз­действие, уменьшает влияние возмущающих факторов на работу управляющих объектов, способствует возвращению измененного по­казателя к стационарному уровню. Гомеостаз организма в целом обеспечивается согласованной со­дружественной работой различных органов и систем, функции ко­торых поддерживаются на относительно постоянном уровне процес­сами саморегуляции

7.Понятие о саморегуляции физиологических функций и её мех-мах.(прямая/обратн.Связь)

Функциональные системы (ФС) представляют собой динамически складывающийся саморегулирующийся комплекс цент­ральных и периферических образований, обеспечивающий достиже­ние полезных приспособительных результатов. В состав каждой ФС включаются различные органы и ткани. Объединение последних в ФС осуществляется результатом, ради достижения которого создается ФС. Этот принцип организации ФС получил название принципа избирательной мобилизации деятель­ности органов и тканей в целостную систему. Например, для обес­печения оптимального для метаболизма газового состава крови про­исходит избирательная мобилизация в ФС дыхания деятельности легких, сердца, сосудов, почек, кроветворных органов, крови.Включение отдельных органов и тканей в ФС осуществляется по принципу взаимодействия, который предусматривает активное участие каждого элемента системы в достижении полезного при­способительного результата. Организация различных ФС в организме принципиально одина­кова. В этом заключается принцип изоморфизма ФС.

 Аппараты управления ФС. Построены по принципу изоморфизма и складыва­ются из стадий: исходная ста­дия афферентного синтеза (основа лежит доминирую­щая мотивация, возникающая на базе наиболее значимой в данный момент потребности организма), принятие решения (избирается единст­венный путь для удовлетворения ведущей потребности организма. Происходит ограничение степеней свободы деятельности ФС), акцептор результатов действия представляет собой аппарат предвидения, прогнозирования, моделирования итогов дея­тельности ФС, где моделируются и сопоставляются параметры резуль­тата с афферентной моделью, программа действия (эфферентный синтез) представляет собой согласованное взаимодействие соматических, вегетативных и гуморальных компонентов в целях успешного достижения полезного приспособительного результата. Эта программа определяет включение эфферентных струк­тур, необходимых для получения полезного результата.

Принципы взаимодействия ФС. Принцип системогенеза избирательное созревание и инволюцию функциональных систем. Так, ФС кровообращения, дыхания, питания и их отдельные компоненты в процессе онтогенеза созревают и развиваются раньше других ФС. Принцип мультипараметрического (многосвязного) взаимодей­ствия  определяет  обобщенную деятельность различных ФС,   направленную на достижение многокомпонентного результата. Напри­мер, параметры гомеостаза (осмотическое давление, КОС и др.) обеспечиваются самостоятельными ФС, которые объединяются в единую обобщенную ФС гомеостаза. Принцип иерархии предполагает, что ФС организма выстраива­ются в определенный ряд в соответствии с биологической или со­циальной значимостью. Например, в биологическом плане домини­рующее положение занимает ФС, обеспечивающая сохранение це­лостности тканей, затем — ФС питания, воспроизведения и др. Принцип последовательного динамического взаимодействия предусматривает четкую последовательность смены деятельности нескольких взаимосвязанных ФС. Фактором, определяющим начало деятельности каждой последующей ФС, является результат деятель­ности предыдущей системы. Еще одним принципом организации взаимодействия ФС является принцип системного квантования жизнедеятельности. Например, в процессе дыхания можно выделить следующие системные «кванты» с их конечными результатами: вдох и поступление некоторого количества воздуха в альвеолы; диффузия О2 из альвеол в легочные капилляры и связывание О2 с гемоглобином; транспорт О2 к тканям; диффузия О2 из крови в ткани и СО2 в обратном направлении; транспорт СО2 к легким; диффузия СО2 из крови в альвеолярный воздух; выдох.

studfiles.net

САМОРЕГУЛЯЦИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ — Большая Медицинская Энциклопедия

САМОРЕГУЛЯЦИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ — один из механизмов поддержания жизнедеятельности организма на относительно постоянном уровне.

С. ф. ф. присуща всем формам организации жизнедеятельности и возникла в процессе эволюции как результат приспособления к действию окружающей среды. Таким путем были выработаны общие регуляторные механизмы различной физиологической природы (нейрогуморальные, эндокринные, иммунологические и др.), направленные на достижение и поддержание гомеостаза (см.).

В 1932 г. И. П. Павлов писал, что живой организм является системой, в высочайшей степени саморегулирующейся, саму себя поддерживающей, восстанавливающей, поправляющей и даже совершенствующей. Он предполагал наличие двух уровней С. ф. ф.: низшего (на уровне подкорковых структур мозга) и высшего (с определяющим участием коры головного мозга). В 1933—1935 гг. М. М. Завадовский на основании изучения гуморальных механизмов регуляции в растущем организме выдвинул общебиологический принцип регуляции процессов развития и гомеостаза «плюс — минус взаимодействие». По его мнению, развитие осуществляется на основе взаимодействия организма и окружающей среды, причем развитие органов происходит на основе противоречивого взаимодействия по меньшей мере двух органов. Развивающееся животное, по его мнению, представляет собой саморегулирующуюся систему с высокой степенью устойчивости, в к-рой регуляция присуща всему организму и каждому звену в отдельности. Помимо взаимопротиворечивых отношений между органами, М. М. Завадовский подчеркивал наличие взаимоотношений типа «плюс — плюс» и «минус — минус», к-рые обеспечивают гармоничное развитие организма. Исследуя в основном закономерности гуморальной регуляции, он большое значение придавал нервной регуляции и взаимоотношениям организма с внешней средой.

В 1935 г. П. К. Анохин ввел представление о функциональной системе, являющейся, по его мнению, конкретным аппаратом С. ф. ф. на всех уровнях жизнедеятельности и для всех приспособительных функций организма и сформулировал ее основные закономерности (см. Функциональные системы). Им было обосновано понятие обратной, или санкционирующей, афферентации, т. е. обязательной при любом действии импульсации, идущей от рецепторов организма в ц. н. с. и информирующей о результате произведенного действия соответствующего или не соответствующего намеченной цели (см. Обратная связь). При дальнейшей разработке механизма сопоставления последний получил название акцептора результата действия (см.).

В ходе исследования роли афферентации в осуществлении локомоторных актов (бег, ходьба, прыжки и т. д.) Н. А. Бернштейн выдвинул идею о сенсорных коррекциях, в соответствии с к-рой непрерывное соучастие потока афферентной сигнализации контрольного или коррекционного значения является необходимым компонентом двигательных реакций. По мнению Н. А. Бернштейна, каждый случай упорядоченного реагирования представляет собой непрерывный циклический процесс взаимодействия организма с переменчивыми условиями окружающей или внутренней среды организма. При этом огромную роль играет контрольно-коррекционная афферентация.

Т. о., уже в 40-х годах 20 в. была выявлена ведущая роль различного рода афферентных влияний в процессах С. ф. ф. организма. Позднее, под влиянием идей кибернетики (см.), более общепринятым стал термин «обратная связь», применяемый вначале при создании технических регулирующих устройств, а затем перенесенный и на биолог, объекты.

Возникновение жизни на Земле было связано с возникновением и поддержанием на молекулярном уровне подвижного равновесия в устойчивой организации, что в итоге, по мнению И. И. Шмальгаузена, привело к приобретению нового качества живого — самовоспроизведения. В основе жизни любой клетки лежат обратимые процессы синтеза и распада веществ, происходящие с участием ферментов. Сохранение подвижного устойчивого состояния и способность к его восстановлению обеспечивается регулирующими механизмами внутри самой клетки (так наз. цитогенетический гомеостаз). Активирующее взаимодействие компонентов в любой функциональной системе, так наз. положительная обратная связь, ведет к согласованному последовательному развитию самой системы. В случае, когда один из компонентов оказывает стимулирующее, а другой тормозящее действие, проявляется отрицательная обратная связь и устанавливается подвижное равновесие. Все процессы формирования зародыша, начиная с момента оплодотворения яйцеклетки, дробления, дифференцировки и т. д., осуществляются при взаимной стимуляции отдельных компонентов, благодаря чему достигается прогрессивное развитие. Результат формообразования контролируется с помощью метаболитов, к-рые являются средством обратной связи от цитоплазмы развивающихся компонентов к специфическим структурам ядра клетки (см.).

Основным условием сохранения жизни многоклеточного организма является устойчивость его основных внутренних констант. К ним относятся показатели гомеостаза, определяющие нормальную жизнедеятельность организма (уровни осмотического и кровяного давления, концентрация сахара и минеральных веществ в крови, соотношение парциального напряжения кислорода и углекислоты, pH крови, температура тела и т. д.). Любое отклонение значений этих констант от исходных уровней является начальным толчком, «запускающим» процессы С. ф. ф. на достижение исходного или близкого к нему уровня того или иного показателя.

В опытах с измерением кровяного давления и регистрацией активности барорецепторов было установлено, что поддержание константного уровня функции всегда является следствием взаимодействия двух сил: нарушающих этот уровень и восстанавливающих его. В результате такого соотношения гомеостатические показатели, как правило, возвращаются к исходному уровню. Так, восстановление постоянного уровня кровяного давления (см.) происходит потому, что депрессорные реакции (см.) в норме оказываются сильнее прессорных реакций (см.).

Практически все константы организма непрерывно колеблются около постоянных уровней. Существуют константы «жесткие» (напр., показатели сахара крови или осмотического давления), допускающие лишь незначительные отклонения от своего уровня, и константы «пластические» (напр., уровень кровяного давления или питательных веществ в крови), варьирующие в довольно большом диапазоне и в течение длительного времени. Значительные вариации уровня кровяного давления, свойственные здоровому человеку в норме, имеют определенный физиол. смысл. Напр., при усиленной мышечной работе подъем кровяного давления обеспечивает снабжение кровью работающих мышц, а в экстремальных условиях — мозга, сердца и т. д. Однако во всех случаях такого рода изменений показателей кровяного давления в результате С. ф. ф. его нормальные значения восстанавливаются.

Установлен еще один принцип С. ф. ф.— принцип многосвязного регулирования, заключающийся в том, что отклонение от нормы какого-либо показателя в многосвязной системе приводит к перераспределению значений всех регулируемых показателей. Иными словами, при действии возмущающего фактора, напр, при вдыхании животным углекислого газа, происходит переход регулируемых показателей (наир., pH, рС02, р02 в ликворе, крови и ткани дыхательного центра) на новый уровень, вследствие чего поддерживается минимум сдвига каждого из них, хотя и не происходит возврата к прежним показателям.

Т. о., с позиций теории функциональных систем, конечный результат действия является именно тем фактором, к-рый формирует конкретную функциональную систему. Аппарат ее может быть очень сложным, включающим процессы С. ф. ф. как внутри организма, так и в окружающей среде. В частности, при обеднении крови питательными веществами, «голодная» кровь раздражает центры гипоталамуса и приводит в генерализованное возбуждение ряд структур мозга, что выражается в формировании аппетита (см.), а затем и чувства голода (см. Голод, как физиологическое явление). Начинается поиск пищи и утоление голода, в результате чего происходит «сенсорное насыщение», а затем восстановление нарушенных констант крови до нормального уровня.

Первыми в С. ф. ф. в организме начинают участвовать рецепторы тканей и органов, информирующие вначале о сдвигах в уровнях тех или иных жизненных констант, затем о поэтапных результатах действия и, наконец, о параметрах конечного приспособительного эффекта. Характерным свойством всех периферических и внутрицентральных рецепторов различной модальности является их специфическая чувствительность р: изменениям определенных констант, что и обеспечивает их относительное постоянство. Это свойство, выработанное в процессе длительной эволюции и закрепленное наследственностью, сохраняется на протяжении всей жизни. В то же время состав компонентов С. ф. ф. может широко варьировать и взаи-мозаменяться при изменении путей достижения конечного приспособительного результата. Информация о результатах совершенного действия является заключительным этапом поведенческого акта, сигнализируя в ц. н. с. об эффекте произведенного действия. В случае достижения результата, соответствующего целевой установке, действие прекращается и начинается следующий этап поведения. При несовпадении результата действия с намеченной целью «запускается» ориентировочно-исследовательская реакция (см.), поиск и реализация соответствующих действий для достижения цели.

В С. ф. ф. участвуют все уровни ц. н. с. Так, смена вдоха п выдоха обеспечивается дыхательным центром продолговатого мозга (см. Дыхательный центр). Растяжение альвеол в результате поступления в них воздуха вызывает возбуждение заложенных в их стенках рецепторов, к-рое по блуждающим нервам передается к инспираторным нейронам продолговатого мозга. В процессе расширения альвеол увеличивается частота импульсации; при достижении критической частоты (70— 100 имп/сек.) она тормозит активность инспираторных и вызывает возбуждение экспираторных нейронов. Вдох сменяется выдохом. В свою очередь, активность экспираторных нейронов затормаживается деятельностью инспираторных нейронов. Однако ритмическая активность дыхательного центра определяется вышележащими структурами ствола мозга. Перерезка мозга на уровне ствола приводит к резким нарушениям дыхания и животные быстро погибают от ацидоза; животные с перерезкой мозга выше четверохолмий могут жить значительно дольше без заметных признаков нарушения дыхания, но в условиях полного покоя. Этот факт говорит о том, что непосредственная регуляция газового состава крови осуществляется на уровне ствола мозга. Наконец, процесс приведения объема вдыхаемого воздуха в соответствие с потребностями организма во время какой-либо приспособительной деятельности обеспечивается регулирующими механизмами высших отделов ц. н. с.

Начальным толчком С. ф. ф. является возбуждение периферических или центральных рецепторов, особенно тех, к-рые расположены в сино-каротидной и аортальной областях. Оно происходит в результате нарушения нормального соотношения газов крови (С02 или 02). Возбуждение по аортальным или синокаротпдным нервам передается в дыхательный центр и в более высокие отделы ц. н. с. В них происходит афферентный синтез (см.) всей поступающей информации с периферии и из различных отделов мозга и вырабатывается «решение» в виде посылки в дыхательный центр возбуждения. Последнее определяет степень расширения легких для вдоха определенного объема воздуха соответственно потребности организма в данный момент (см. Легочная вентиляция). Импульсация от легочных рецепторов растяжения является основной обратной афферентацией, несущей в ц. н. с. информацию о конечном приспособительном эффекте, т. е. о степени растяжения альвеол, необходимой для удовлетворения потребности организма в кислороде. Рецепция из полости носа и дыхательных путей — гортани, трахеи и бронхов, а также от дыхательных мышц относится к обратной, поэтапной афферентации, к-рая информирует центральные аппараты С. ф. ф. о последовательности совершаемых действий, необходимых для конечного приспособительного результата. Сюда же относится информация о токе воздуха, о его давлении в воздухоносных путях, о степени расширения бронхов, сокращении дыхательных мышц и т. д. Вся хеморецепция дыхательной системы (периферическая и центральная), настроенная на восприятие изменений парциального напряжения кислорода и углекислоты, а также pH в крови и тканях, представляет собой обстановочную, или вне-пусковую, афферентацию. В обычных условиях жизни она относительно-постоянная и, поддерживая определенный уровень возбуждения в центральных аппаратах С. ф. ф., обеспечивает предпусковую интеграцию всех приходящих возбуждений. Окончательный синтез всех факторов, определяющих целенаправленное поведение — т. е. пусковые стимулы, эмоциональное состояние, связанное с доминирующей мотивацией (см.), жизненный опыт и окружающая обстановка — осуществляется корой головного мозга (см.).

Большую роль в С. ф. ф. играют также нейрогуморальные и гормональные влияния (см. Нейрогуморальная регуляция). Медиаторы (см.) — ацетилхолин, катехоламины и другие низкомолекулярные биологически активные вещества — не только принимают участие в гуморальной передаче возбуждения нервных клеток, но и оказывают влияние на метаболизм тех клеток, где они образуются. Являясь местными гормонами, они участвуют во внутриклеточной регуляции обмена; воздействуя на проницаемость мембран, поддерживают определенное значение трансмембранного потенциала и определяют ионные потоки и активность ферментов. В основе связывания гормонов со специфическими рецепторами, расположенными на мембране клетки или в цитоплазме (см. Рецепторы, клеточные рецепторы), лежат механизмы обратной положительной и отрицательной связи. Обладая регуляторной функцией и выделяясь клетками определенной железы, гормоны регулируют обмен веществ в клетках-мишенях, принадлежащих другой ткани. Так, половые стероидные гормоны, вырабатываемые яичниками и семенниками, воздействуют на гипоталамические механизмы, регулирующие гонадотропную функцию передней доли гипофиза и отделы гипоталамуса, связанные с половым поведением. В этом случае гипоталамические клетки являются клетками-мишенями эстрогенов.

Процессы С. ф. ф. имеют место на всех уровнях жизни от молекулярного до надвидового. Изучение механизмов С. ф. ф. на молекулярном уровне было начато Умбаргером (H. E. Umbarger) в 1956 г. при изучении синтеза лейцина и пиридинну-клеотидов. Показано, что в биохимич. процессе, происходящем в бес-клеточных экстрактах или в живой клетке, определенная концентрация конечного продукта является угнетающим агентом для всего процесса. Промежуточные продукты биосинтеза подобным действием не обладают. Избирательность такого рода обеспечивает направленность регуляции, т. е. осуществляется саморегуляция процесса образования конечного продукта реакции. Последний, по принципу обратной отрицательной связи, взаимодействует с ферментами и, тормозя их активность, останавливает весь биохим. процесс. Существует большое количество ферментов, взаимодействие к-рых с компонентами клетки ведет к ее прогрессивному развитию и усовершенствованию, что определяется как положительная обратная связь. Т. о., живые клетки имеют чувствительные биохим. механизмы, к-рые выявляют и восполняют сдвиги концентрации веществ, нарушающих их стационарное состояние.

Достаточно хорошо изучена вну-триорганная С. ф. ф. Так, изолированное от всех гуморальных и нервных влияний сердце лягушки продолжает длительное время функционировать, т. е. происходит вну-триорганная саморегуляция сердечных сокращений. При длительном раздражении блуждающего нерва сердце лягушки или теплокровного животного выходит из состояния торможения (так наз. феномен ускользания). Механизм этого типа саморегуляции состоит в том, что выделяющийся из окончаний блуждающего нерва ацетилхолин взаимодействует с холинорецепторами сердечной мышцы и, изменяя структуру клеточного белка, «запускает» цепь биохим. процессов, в итоге к-рых сердце останавливается. Полагают, что при продолжающемся раздражении нерва в миокарде выделяется физиологически активное вещество макроэргической природы, к-рое, тормозя реакцию ацетилхолина с рецепторами, усиливает сердечные сокращения. В результате сердце выходит из состояния торможения. Подобного типа реакции в сердечной мышце установлены при длительном раздражении сердечной ветви симпатического нерва. Конечный продукт биохим. процесса активирует первичную реакцию между медиатором — адреналином и эффекторной клеткой миокарда, т. е. реакцию взаимодействия адреналина с адре-норецептором. В результате сердце останавливается или урежает свои сокращения.

В целом организме С. ф. ф. является наиболее сложной, происходит с участием многочисленных нейро-гуморальных, нервных и гормональных влияний. Важную роль при этом играют физиолог, параметры внутриклеточной среды (см. Внутренняя среда организма). По мнению И. И. Шмальгаузена (1968), весь процесс индивидуального развития особи состоит в «преобразовании наследственной информации в систему жизненных связей фенотипа с внешней средой» и «всякое развитие особи есть по меньшей мере авторегуляция и в большей пли меньшей мере приближается к автономному развитию». В пре- и постнатальном периодах развития особи происходит становление ряда жизненно важных функциональных систем со свойственным им аппаратом саморегуляции, к-рые приспосабливают организм к окружающей его среде (см. Системогенез).

Начиная с 70-х гг. 20 в. усиленно развивается учение о популяциях животных как о биологических системах надорганизменного уровня (см. Популяция). Показано, что у позвоночных животных поддержание популяционного гомеостаза, т. е. состояния динамического равновесия между популяцией и окружающей средой, достигается в результате сложных адаптивных механизмов, действующих по принципу обратных связей. Так, недостаток питания или увеличение численности животных какого-либо вида на определенной территории приводят к снижению темпов размножения или возрастанию смертности среди взрослых особей. Физиол. механизмы этого явления очень сложны: происходит изменение регулирующей роли эндокринных желез, увеличение стрессовых реакций, изменение стереотипов поведения и т. д. В частности, изучена роль хищников как регуляторов численности популяции. Необходимость противостоять хищникам ведет к изменению форм поведения стаи. Известны сезонные изменения основного обмена, температуры тела, двигательной активности, деятельности эндокринных желез и т. д. Во всех этих случаях, по мнению А. Д. Слонима (1971), имеет место механизм С. ф. ф. Следовательно, популяция как элементарная единица эволюционного процесса обладает способностью к регуляции своей численности, структуры генов и фенотипов. С. ф. ф. в популяции ведет к взаимной стимуляции зависимых процессов, в результате чего происходит прогрессивное развитие всей популяции. Установлена обратная направленность процесса саморегуляции, обеспечивающая подвижное равновесие в популяции. По мнению И. И. Шмальгаузена, «регуляция эволюционного процесса осуществляется посредством циклического механизма с обратной связью на основе сопоставления полученных результатов — фенотипов — в реальных условиях существования популяции, т. е. в биогеоценозах». При этом фенотип (т. е. конкретный организм с характерной для него организацией и жизненными проявлениями) рассматривается как носитель обратной информации. Последняя служит для сравнительной оценки фенотнпов в пределах популяции. Эта оценка завершается естественным отбором (см.), что вместе с половым процессом обеспечивает преобразование генетической структуры популяции. Положительная оценка фенотипов ведет к увеличению концентрации определенных генов в популяции и усилению их результата в особях следующих поколений — т. е. к размножению (регуляция с положительной обратной связью). Регуляция с обратной отрицательной связью представляет собой стабилизирующую форму естественного отбора, при к-рой происходит элиминация фенотипа и, следовательно, уменьшение концентрации характеризующих его генов. Результатом является поддержание стационарного состояния данной популяции при определенных условиях существования. Борьба за существование рассматривается как контрольный механизм, в к-ром дается оценка отдельным особям, популяциям или видам.

Т. о., процесс С. ф. ф. в клетке, организме, популяции и виде обеспечивается наличием обратных связей, к-рые входят в состав основных узловых механизмов функциональных систем, а сам процесс всегда имеет циклический характер.

В патологии, при перенапряжении механизмов С. ф. ф. происходит нарушение устойчивости тех или иных констант организма и, как следствие, возникновение целого ряда защитных приспособительных реакций (см. Приспособление). К ним, в частности, относятся викарные процессы (см.) и компенсаторные процессы (см.), использующие характерные для нормы способы мобилизации са-морегуляторных механизмов. Принцип «плюс — минус взаимодействия» М. М. Завадовского оказался полезным в расшифровке патогенеза ряда эндокринных заболеваний (гипертиреоз, микседема, диабет и т. д.). Накоплен большой материал, показывающий применение и значение этого принципа в клинике. Известны наблюдения, свидетельствующие, что причиной развития дисгормональных опухолей является нарушение осуществления принципа «плюс — минус взаимодействия».

Библиография: Анохин П. К. Биология и нейрофизиология условного рефлекса, М., 1968, библиогр.; он же, Очерки по физиологии функциональных систем, М., 1975, библиогр.; он же, Философские аспекты теории функциональных систем, М., 1978; он же, Узловые вопросы теории функциональных систем, М., 1980; Бернштейн Н. А. Очерки по физиологии движений и физиологии активности, М., 1966; Завадовский М. М. Противоречивое взаимодействие между органами в теле развивающегося животного, М., 1941; Кафиа-н и К. А. и Костомарова А. А. Информационные макромолекулы в раннем развитии животных, М., 1978; Механизмы гормональных регуляций и роль обратных связей в явлениях развития и гомеостаза, под ред. М. С. Мицкевича, М., 1981; Мецлер Д. Э. Биохимия, Химические реакции в живой клетке, пер. с англ., т. 1—3, М., 1980; Общие вопросы физиологических механизмов, Анализ и моделирование биологических систем, под ред. П. К. Анохина, М., 1970; Приб-р а м К. Языки мозга, Экспериментальные парадоксы и принципы нейропсихологии, пер. с англ., М., 1975; С л о- н и м А. Д. Экологическая физиология животных, М., 1971; Судаков К. В. Биологические мотивации, М., 1971; Функциональные системы организма, сост. К. В. Судаков, М., 1976; Ш м а л ь г а у-з е н Й. И. Кибернетические вопросы биологии, Новосибирск, 1968.

E. Л. Голубева.

xn--90aw5c.xn--c1avg

Принцип саморегуляции организма

Основным свойством живых систем является способность к саморегуляции, к созданию оптимальных условий для взаимодействия всех элементов организма и обеспечения его целостности.

Окружающий мир и обстановка, в которой находится человек, меняется буквально каждую минуту. Чтобы сохранить здоровье и поддерживать нормальное функционирование, организм должен к ним быстро приспосабливаться. Саморегуляция организма по научному называется гомеостазом. Если какой-то орган или участок начинает работать неправильно, в мозг поступает сигнал о нарушении работы. Обработав полученную информацию, мозг посылает ответный приказ о нормализации работы, таким образом осуществляется так называемая «обратная связь», то есть происходит саморегуляция организма. Она возможна благодаря вегетативной (автономной) нервной системе.

Схема саморегуляции гомеостаза при повышении температуры тела. Первичная афферентация:

Условные обозначения: 1 — Спинной мозг (сегмент)
2 — Кожа
3 — Кровенносные сосуды
4 — Потовые железы
5 — Внутренний орган (интерорецепторы)
6 — Афферентные пути информации (чувствительные)
7 — Эфферентные пути информации (двигательные)

Именно эта система поддерживает саморегуляцию и отвечает за правильную работу кровеносных сосудов сердца, дыхательных органов, системы пищеварения и мочеотделения, также вегетативная система нормализует деятельность желез системы эндокринной, кроме того, она отвечает за питание центральной нервной системы и мышц скелета. За правильное функционирование автономной нервной системы отвечает участок мозга гипоталамус, именно там расположены так называемые «центры управления», которые тоже подчиняются вышестоящей инстанции – коре больших полушарий мозга. Вегетативная нервная система делится на 2 части: симпатическую и парасимпатическую.

Первая активно работает в экстремальных ситуациях, когда требуется очень быстрый отклик. При стрессах, опасных ситуациях, сильном раздражении симпатическая система резко активизирует свои функции и запускает механизмы саморегуляции. Процесс её деятельности можно увидеть невооруженным глазом: учащается сердцебиение, зрачки становятся шире, пульс увеличивается, в это же время быстро тормозится деятельность пищеварительных органов, весь организм приходит в состояние «боевой готовности».

Парасимпатическая нервная система наоборот, работает в условиях полного спокойствия, отдыха, активизирует работу пищеварительного тракта, расширяет сосуды.

В оптимальных условиях, обе системы работают в человеке хорошо, находятся в гармонии. Если баланс работы систем нарушается, человек чувствует неприятные последствия: тошнота, головная боль, спазмы, головокружение.

В коре головного мозга протекают психические процессы, они могут сильно повлиять на деятельность органов, а нарушения в работе органов могут отразиться на психических процессах. Яркий пример: изменение настроения после хорошего приема пищи. Еще один пример – зависимость общего состояния организма от скорости обмена веществ. Если она достаточно высокая – психические реакции протекают моментально, а если низкая – человек чувствует усталость, вялость и не может сосредоточиться на работе.

Гипоталамус контролирует вегетативную систему, именно в этот участок приходят все тревожные сигналы об изменении деятельности систем организма или его отдельных органов, именно гипоталамус посылает сигналы изменении работы для приведения организма в привычное состояние, включает механизмы саморегуляции. Например, при большой физической нагрузке, когда человеку «не хватает воздуха», гипоталамус заставляет сердечную мышцу сокращаться чаще, таким образом, организм получает необходимый кислород быстрее и в полном объеме.

Основные принципы саморегуляции

1.            Принцип неравновесности или градиента – это свойство живых систем поддерживать динамическое неравновесное состояние, асимметрию относительно окружающей среды. Например, температура тела теплокровных животных может быть выше или ниже температуры окружающей среды.

2.            Принцип замкнутости контура регулирования. Каждый организм не просто отвечает на раздражение, а еще и оценивает соответствие ответной реакции действующему раздражителю. Чем сильнее раздражитель, тем больше ответная реакция. Принцип осуществляется за счет положительной и отрицательной обратной связи в нервной и гуморальной регуляции, т.е. контур регуляции замкнут в кольцо. Например, нейрон обратной афферентации в двигательных рефлекторных дугах.

3.            Принцип прогнозирования. Биологические системы способны прогнозировать результат ответной реакции на основе прошлого опыта. Например, избегание уже знакомых болевых раздражителей.

4.            Принцип целостности. Для нормального функционирования организма необходима его целостность.

Учение об относительном постоянстве внутренней среды организма было создано в 1878 году Клодом Бернаром. В 1929 году Кеннон показал, что способностью поддержанию гомеостаза организма является следствием работы его систем регулирования и предложил термин – гомеостаз.

Гомеостаз – постоянство внутренней среды (крови, лимфы, тканевой жидкости). Это устойчивость физиологических функций организма. Это основное свойство, отличающее живые организмы от неживого. Чем выше организация живого существа, тем более оно независимо от внешней среды. Внешняя среда – это комплекс факторов, определяющий экологический и социальный микроклимат, действующий на человека.

Гомеокинез – комплекс физиологических процессов, обеспечивающий поддержание гомеостаза. Он осуществляется всеми тканями, органами и системами организма, включая функциональные системы. Параметры гомеостаза являются динамическими и в нормальных пределах изменяются под влиянием факторов внешней среды. Пример: колебание содержания глюкозы в крови.

Живые системы не просто уравновешивают внешние воздействия, а активно противодействуют им. Нарушение гомеостаза приводит к гибели организма.



biofile.ru