Саморегуляция в биологии
Саморегуляция в биологии — свойство биологических систем автоматически устанавливать и поддерживать на определенном, относительно постоянном уровне те или иные физиологические и другие биологические показатели.
Организм представляет собой сложную систему, способную к саморегуляции. Саморегуляция позволяет организму эффективно приспосабливаться к изменениям окружающей среды.
Способность к саморегуляции в сильной степени выражена у высших позвоночных, особенно у млекопитающих.
Достигается это благодаря мощному развитию нервной, кровеносной, иммунной, эндокринной, пищеварительной систем.
Изменение условий с неизбежностью влечет за собой перестройку их работы. Например, нехватка кислорода в воздухе приводит к интенсификации работы кровеносной системы, учащается пульс, возрастает количество гемоглобина в крови. В результате организм приспосабливается к изменившимся условиям.
Постоянство внутренней среды при систематически меняющихся окружающих условиях создается совместной деятельностью всех систем организма. У высших животных это выражается в поддержании постоянной температуры тела, в постоянстве химического, ионного и газового состава, давления, частоты дыхания и сердечных сокращений, постоянном синтезе нужных веществ и разрушении вредных.
Обмен веществ — обязательное условие и способ поддержания стабильности организации живого. Без обмена веществ невозможно существование живого организма. Обмен веществ и энергии между организмом и внешней средой — неотъемлемое свойство живого.
Особую роль в поддержании постоянства внутренней среды (гомеостаза) играет иммунная (защитная) система. Русский ученый И.И.Мечников был одним из первых биологов, доказавших ее огромную важность. Клетки иммунной системы выделяют специальные белки антитела — которые активно обнаруживают и уничтожают все чужое для данного организма.
Примеры саморегуляции на клеточном уровне — самосборка клеточных органелл из биологических макромолекул, поддержание определенного значения трансмембранного потенциала у возбудимых клеток и закономерная временная и пространственная последовательность ионных потоков при возбуждении клеточной мембраны.
На надклеточном уровне — самоорганизация разнородных клеток в упорядоченные клеточные ассоциации.
Большинство органов способно к внутриорганной саморегуляции функций; например, внутрисердечные рефлекторные дуги обеспечивают закономерные соотношения давления в полостях сердца.
Разнообразны проявления и механизмы саморегуляции в популяциях (сохранение и регуляция видового уровня) и биоценозах (регуляция численности популяций, соотношение полов в них, старение и смерть особей).
Крупные сообщества — устойчивые системы, некоторые из них существуют без заметных изменений сотни и тысячи лет. Но само сообщество — это не просто сумма составляющих его видов.
Межвидовые взаимодействия регулируют численность разных видов, входящих в состав сообщества. Все вместе составляет саморегуляцию.
Все вместе составляет саморегуляцию.
Источник: http://www.bioaa.info/index.php/2009-12-22-13-02-06/314-2011-03-13-21-48-22.html
Саморегуляция процессов жизнедеятельности. Гомеостаз
Саморегуляция процессов и функций. В любой клетке регулируются сотни отдельных биологических реакций и процессов. Клетки используют для этого активность собственных химических соединений, при участии которых перестраиваются процессы обмена веществ. Это обеспечивает постоянство внутренних параметров и устойчивость функционирования клетки.
В каждом органе, а это уже сотни тысяч клеток, их активность подчинена общим задачам органа. Поэтому функционируют клетки согласованно, но в различных режимах (одновременно или поочередно). Такие режимы активности позволяют в широком диапазоне менять производительность органа, снижая или увеличивая ее в интересах достижения необходимого эффекта.
Функции отдельного органа тесно связаны с деятельностью системы, в которую он входит. В свою очередь различные системы органов взаимодействуют между собой. В итоге организм — это не просто совокупность систем органов, а единое целое, в котором все процессы скоординированы, что обеспечивает оптимальные условия для жизнедеятельности его клеток.
Под влиянием факторов внешней среды в организме постоянно меняются отдельные показатели функций. Например, после 10—15 приседаний возрастает частота сокращений сердца. Разберемся, чем это вызвано.
Сердечный ритм зависит от содержания в крови кислорода, который необходим для нормальной работы клеток. Наиболее чувствительны к недостатку кислорода нервные клетки головного мозга и мышечные клетки сердца.
Если концентрация кислорода в крови снижается, специальные чувствительные клетки в стенках кровеносных сосудов посылают в мозг нервные импульсы. Из мозга по нервам к сердцу и органам дыхания направляется команда усилить работу.
Сердце начинает учащенно сокращаться и перекачивать большее количество крови. В результате усиления дыхания улучшается насыщение крови кислородом и нормализуется внутренняя среда организма.
В организме отдельные органы и системы органов влияют друг на друга. Этим обеспечивается важнейшее свойство организма — саморегуляция физиологических процессов, направленная на сохранение благоприятных условий для функционирования всех клеток организма в целом.
Таким образом, саморегуляция — это универсальный механизм взаимодействия органов и систем организма, благодаря которому автоматически возникают ответные реакции на воздействия внешней среды.
Понятие о гомеостазе
Любой организм — от простого до самого сложного — с одной стороны, тесно связан с внешней средой, а с другой — резко обособлен от нее.
Каждый организм имеет свою собственную внутреннюю среду, в которой живут его клетки. К внутренней среде относят тканевую жидкость, кровь и лимфу. Характерная черта внутренней среды организма — ее динамическое постоянство, которое является залогом выживания организма.
Впервые значение постоянства внутренней среды организма как важнейшего условия его существования обосновал французский ученый-биолог К. Берн а р. Термин гомеостаз (от греч. homoios — подобный, одинаковый, stasis — неподвижность, состояние) предложил в 1929 г. американский ученый У. Кеннон.
Гомеостаз характеризует состояние организма и процессы, направленные на устранение или максимальное ограничение воздействия на него различных факторов.
Гомеостаз достигается благодаря согласованному влиянию нервного и гуморального механизмов регуляции на органы и системы, причастные к сохранению устойчивого состояния среды обитания клеток.
Так, например, в ответ на понижение температуры воздуха в организме увеличивается выработка тепла и уменьшается его отдача во внешнюю среду. В результате температура тела остается постоянной, что обеспечивает оптимальные условия для протекания всех химических процессов.
При высокой температуре воздуха теплопродукция уменьшается, а теплоотдача возрастает. Температура тела и в этом случае остается на прежнем, необходимом для нормальной жизнедеятельности клеток уровне.
Основное условие выживания многоклеточного организма — поддержание постоянства его внутренней среды в комфортных для жизнедеятельности клеток границах. Это становится выполнимым благодаря наличию специальных нервных и гуморальных механизмов управления функциями.
Гуморальная регуляция физиологических процессов происходит с помощью гормонов и других химических веществ, которые поступают в кровь и разносятся ею по всему организму.
Нервные влияния предназначены строго определенным органам и тканям и распространяются значительно быстрее, чем химические вещества.
Гуморальный и нервный механизмы регуляции функций тесно связаны между собой, что позволяет рассматривать их как единый нейрогуморальный способ регуляции.
Отдельные органы и системы органов взаимно влияют друг на друга, обеспечивая тем самым важнейшее свойство организма — саморегуляцию. Она выражается в способности организма сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированности его реакций. Надежность процессов саморегуляции — обязательное условие нормального существования.
Источник: https://belmathematics.by/shkolniku/biologiya-9-klass/3706-samoregulyatsiya-protsessov-zhiznedeyatelnosti-gomeostaz
Саморегуляция в организме
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
К числу регуляторных систем, обеспечивающих внутреннее постоянство организма, следует отнести также иммунную систему.
Белковые антитела и клеточные компоненты иммунной системы (лимфоциты, фагоциты) отслеживают и поддерживают генетическую чистоту внутренней среды и тканей организма, устраняя проникшие вирусы, микробы или собственные мутантные клетки.
При инфицировании организма или при паразитарной инвазии, а также при опухолевых новообразованиях иммунная система, если она здорова, дает резкий ответ повышением концентрации защитных белков и клеток.
По окончании воспалительной реакции, при выздоровлении организма, иммунные показатели крови приходят в норму. Таким образом, сложный цикл выработки иммунных факторов, их взаимодействие с разнообразными чужеродными антигенами и восстановление нормальной внутренней среды организма представляют звенья саморегулирующегося механизма.
(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.
Источник: http://refac.ru/samoregulyaciya-v-organizme/
Open Library – открытая библиотека учебной информации
Понятие о саморегуляции. Саморегуляция (авторегуляция)– способность живых организмов поддерживать постоянство своей структуры, химического состава и интенсивность физиологических процессов. К примеру 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 всœей 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, к примеру, 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 определœенным 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[VV137] .
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, делœение 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 (делœение клеток, прорастание семян и др.).
Фитогормоны образуются определœенными 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 определœенным 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 определœенную направленность.
Эти движения могут осуществляться как в сторону раздражителя, так и в противоположную.
Οʜᴎ являются результатом неравномерного делœения 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 определœенного направления (к примеру, изменение освещенности, температуры).
Примером настий может служить раскрывание и закрывание венчика цветка в зависимости от освещенности, складывание листьев при изменении температуры.
Настии бывают обусловлены растяжением органов вследствие неравномерного их роста или изменением давления в определœенных 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 определœенного физиологического состояния и гомеостаза регулируютнервная и эндокринная системы. Эти системы функционально взаимосвязаны между собой и влияют на деятельность друг друга.
Нервная системарегулирует жизненные функции организма с помощью нервных импульсов, имеющих электрическую природу.
Нервные импульсы передаются от рецепторов к определœенным 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 желœез внутренней секреции.Эти желœезы развиты у большинства групп животных.
Οʜᴎ 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 желœезами 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 всœех 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 (желœеза внутренней секреции, связанная с промежуточным мозгом). Вместе они составляют гипоталамо-гипофизарную систему.
Эта связь состоит по сути в том, что синтезированные клетками гипоталамуса нейрогормоны поступают по кровеносным сосудам в переднюю долю гипофиза. Там нейрогормоны стимулируют или тормозят выработку определœенных гормонов, влияющих на деятельность других желœез внутренней секреции.
Основное биологическое значение гипоталамо-гипофизарной системы — осуществление совершенной регуляции вегетативных функций организма и процессов размножения.
Благодаря этой системе работа желœез внутренней секреции может быстро изменяться под влиянием раздражителœей внешней среды, которые воспринимаются органами чувств и обрабатываются в нервных центрах.
Гуморальная регуляция может осуществляться и с помощью других биологически активных веществ. К примеру, 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.
В случае 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 желœез, лежащих над почками[VV138] . Эти желœезы выделяют в кровь гормон адреналин.
Под действием адреналина из селœезенки[VV139] в сосуды поступает неĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ 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 перераспределœение крови позволяет поддерживать кровяное давление на нормальном уровне (при расширенном русле крови для этого оказывается недостаточно[VV140] ).
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 выделœения адреналина, что в свою очередь повышает частоту дыхания и пульса (рис. ).
На первый взгляд всœе эти приспособления к физической нагрузке должны изменять состояние организма, однако в действительности они обеспечивают сохранение того же состава внеклеточной жидкости, омывающей всœе клетки организма, и в особенности мозг, каким он был бы без нагрузки.
В случае 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 всœе 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 желœез 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 желœез внутренней секреции?
§ 35. Иммунная регуляция[VV141]
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 иммунитетаотносятся барьерная функция кожного эпителия и слизистых оболочек внутренних органов; бактерицидное действие некоторых ферментов (к примеру, некоторые ферменты слюны, слезной жидкости, гемолимфы членистоногих) и кислот (выделяемых с секретом потовых и сальных желœез, желœез слизистой оболочки желудка). Эту функцию выполняют также клетки разных тканей, способные обезвреживать чужеродные для данного организма частицы и микроорганизмы.
Специфические механизмы иммунитетаобеспечиваются 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.
Источник: http://oplib.ru/random/view/5781
2 упражнения, которые активизируют процесс саморегуляции организма
Основатель остеопатии доктор Эндрю Тейлор Стилл под основой жизни понимал ненарушенное движение и беспрепятственный поток тканевых жидкостей — крови, лимфы, межклеточной жидкости. Только посредством этого может быть осуществлено жизненно важное обеспечение каждой отдельной клетки питательными веществами и кислородом, а также не менее важное выведение шлаков.
В ограничении жизненного потока: заторах в сосудах (артериях, венах, капиллярах, лимфатических руслах), сдавлении и недостаточном питании нервов Стилл видел основу различных заболеваний.
Если расстройство функции тканей вовремя остановить, то процесс нарастающего нарушения становится полностью обратимым.
Существенной составляющей частью остеопатической философии является способность активизировать собственные целительные силы.
Всякое тело обладает естественными коррекционными силами, которые стремятся обеспечить организм максимально хорошим уровнем здоровья, если не нарушено движение и беспрепятственный поток тканевых жидкостей.
Растягиваем фасциальную систему.
Любая отдельно взятая структура тела окружена оболочкой, которая называется соединительной, или фасциальной, тканью (фасцией). Фасция — важнейший элемент человеческого тела.
Два следующих произвольных упражнения способствуют растягиванию всей передней и задней фасциальной системы и поэтому считаются в остеопатии двумя базовыми упражнениями.
Процессы растяжения соединительной ткани затрагивают целиком всю систему коммуникаций нашего организма.
Все сосуды, периферическая нервная система, каждый орган в отдельности покрыты соединительной тканью. Ею обволакиваются все без исключения полости организма. Другие структуры также окружены оболочкой соединительной ткани, каждая кость — надкостницей, каждая мышца — мышечной оболочкой, а каждое сухожилие — сухожильным влагалищем.
Ни один сосуд непосредственно не связан с клетками, а обменивается питательными веществами, шлаками и информацией через прослойку соединительной ткани.
Она является накопителем для многих шлаков, которые организм не в состоянии выводить самостоятельно, а также своего рода буфером для кислотной нагрузки.
Приведем два упражнения на мобилизацию соединительной ткани, которые активизируют процесс саморегуляции организма.
Упражнение на растяжение передней поверхности туловища.
Лягте на живот и положите обе ладони на пол на уровне груди. Пальцы ног выпрямите, то есть тыльная сторона ваших ступней прижата к полу. Теперь обопритесь на руки и медленно поднимайте верхнюю часть туловища до грудины. Лицо держите параллельно полу, плечи тяните по направлению к стопам.
Теперь медленно поднимайте голову, выпячивая подбородок. Закрыв рот, вы почувствуете растяжение фасций шеи.
Затем продолжайте поднимать верхнюю часть туловища. Вы должны почувствовать приятное, тянущее раздражение в этой области.
На протяжении всего упражнения пупок не должен отрываться от пола, а в поясничном отделе позвоночника не должно возникнуть никакой боли.
(При проблемах в поясничном отделе позвоночника предварительно проконсультируйтесь с лечащим врачом). Сохраняйте растяжение не менее 7 секунд. Повторите упражнение 3 раза.
С помощью «переднего» растяжения укрепляется фасциальная система передней части туловища. При выполнении этого упражнения, которое снимает напряжение, растягивает и дренирует всю переднюю область туловища, очень важно следить за дыханием — оно должно быть равномерным, спокойным и глубоким.
Упражнение на растяжение задней поверхности туловища.
Походите на четвереньках. Затем подобно кошке выгните спину, по возможности изгибая ее дугой — при этом вы должны почувствовать приятное, тянущее раздражение в области верхней части туловища. Заканчивая упражнение, позвольте себе «осесть», компактно сложиться, причем так, чтобы согнутые ноги оказались под вашей грудью.
Голова как можно ниже наклоняется к груди. Сохраняйте это растяжение не менее 30 секунд. Повторите упражнение 3 раза. «Заднее» растяжение укрепляет систему соединительной ткани задней стороны туловища.
Источник: http://ruslekar.info/2-uprazhneniya-kotorie-aktiviziruyut-protsess-samoregulyatsii-organizma-4748.html
Экскреция
Экскреция
| 1 |
| Выделительная система человека |
В процессе жизнедеятельности накапливаются различные продукты метаболизма, мешающие поддержанию нормальных условий в организме. Для поддержания постоянства внутренней среды необходимо выведение их из организма, или экскреция.
Экскреции подлежат углекислый газ и вода (продукты аэробного дыхания), соли и азотистые соединения (поступают в организм с пищей) и другие вещества. У фотосинтезирующих автотрофов также выделяется кислород.
В процессе экскреции удаляются отходы метаболизма, которые могут сместить равновесие биохимических реакций, и просто вредные для организма вещества, регулируется pH, а также водный и ионный баланс в жидкостях тела.
| 2 |
| Характерная окраска осенней листвы связана с накоплением в ней отходов жизнедеятельности |
Экскреция сопровождается тремя процессами: ультрафильтрацией (удаление из раствора растворённых веществ при его прохождении через фильтр; образующийся при этом раствор называется фильтратом), избирательной реабсорбцией (обратное поглощение веществ из фильтрата) и секрецией (выделение веществ в фильтрат).
Растения синтезируют все необходимые им вещества в нужном количестве, и больших проблем с экскрецией у них нет.
Молекулярный кислород диффундирует в окружающую среду через листья, избыток воды также испаряется через поры, а большинство органических отходов откладываются в омертвевших тканях (например, древесине) или связываются в живых клетках, становясь безвредными. Другие отходы поступают в листья, где накапливаются, придавая им характерную окраску перед опаданием.
У одноклеточных животных выделение происходит непосредственно через клеточную мембрану, у низших беспозвоночных – через эпидермис.
У животных, стоящих на более высокой ступени эволюции, развились специальные органы, выполняющие функцию экскреции.
Углекислый газ выделяется через лёгкие, трахеи или жабры; вода, мочевина и соли – через кожу (с потом) и почки (с мочой). Экскреция желчных пигментов происходит через печень и выводится из организма с калом.
Азотистые экскреты – продукты распада белков и нуклеиновых кислот – выводятся из организма в виде аммиака, мочевины и мочевой кислоты. Следует отметить, что высокотоксичный аммиак образуется, в основном, у водных животных.
Путём диффузии он выводится в окружающую среду, не успевая достигнуть вредных для организма концентраций. Некоторые рыбы выделяют азот также в виде триметиламиноксида, придающего им характерный запах.
Продукты распада нуклеиновых кислот могут также выделяться в виде аллантоина, креатина и гиппуровой кислоты. Все три вещества образуются в печени из других отходов метаболизма.
| Мочевина |
| Мочевая кислота |
Жизненно важным для организмов является также регуляция содержания воды.
У растений эта регуляция происходит посредством осмоса, а также благодаря дополнительным возможностям (открывание и замыкание устьиц, сбрасывание листвы, существование в периоды сильной засухи в виде семян и спор).
У морских растений возникают дополнительные проблемы из-за повышенной солёности среды обитания; некоторые из них способны регулировать содержание солей в организме, выделяя эти соли через железы в листьях.
| 3 |
| Выделительные системы плоских и кольчатых червей |
| 4 |
| Мальпигиевы тельца насекомых |
Выделительные системы животных отличаются большим разнообразием. Простейшие выделяют экскреты через сократительные вакуоли. Кишечнополостные выделяют токсичные продукты путём диффузии непосредственно в воду.
У плоских червей основная масса отходов выходит через ротовое отверстие, однако имеется и выделительная система – канальцы, называемые протонефридиями. Более развиты органы выделения у кольчатых червей; вода и продукты выделения у них выводятся наружу через нефридии.
Насекомые выводят отходы через мальпигиевы сосуды, впадающие в прямую кишку; по мере продвижения отходов к выходу вода из них всасывается обратно, и из организма выводятся совершенно сухие экскременты в виде шариков.
Водные членистоногие выводят азотистые отходы и воду через антеннальные железы, открывающиеся наружу пóрой возле ротового отверстия.
| 5 |
| Внутренняя структура почек |
Органы выделения позвоночных более эффективны благодаря наличию почек.
Почки состоят из большого количества нефронов, вступивших в тесный контакт с кровеносными сосудами и открывающихся в перикардиальную полость (предпочка у зародышей рыб), собирательный проток, ведущий к мочеполовому отверстию (первичная почка у рыб и амфибий) или почечную лоханку, соединённую с мочевым пузырём (вторичная почка у высших позвоночных). Отметим, что почки являются не только органами выделения, но и органами регуляции. Морские пресмыкающиеся имеют также дополнительные органы выделения – солевые железы, открывающиеся возле глаз; отсюда создаётся впечатление, что животное плачет. Похожие железы, ведущие в носовую полость, имеются и у некоторых морских птиц. Яйца рептилий и птиц заключены в плотную оболочку, предохраняющую их от обезвоживания, а мочевая кислота накапливается в мешковидной структуре – аллантоисе.
| 6 |
| Солевые железы у птиц |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Состав плазмы крови и мочи человека |
Тонкая регуляция осмотического давления воды в крови осуществляется за счёт антидиуретического гормона (АДГ). Он хранится в гипофизе и освобождается по сигналам хеморецепторов при сгущении плазмы. Действие АДГ основано на изменении проницаемости для воды стенок дистального канальца и собирательной трубки.
| 7 |
| Общая схема регуляции осмотического давления плазмы крови |
Регуляция содержания ионов натрия осуществляется за счёт выделяемого надпочечниками гормона альдостерона, стимулирующего активный перенос этих ионов обратно из фильтрата. Наконец, регуляция pH (в нормальной крови эта величина равна 7,4) происходит за счёт экскреции ионов водорода.
| Альдостерон |
Источник: http://www.ebio.ru/org21.html
12 систем организма и их функции
Весь организм человека условно поделён на системы органов, объединённых по принципу выполняемой работы, функции. Эти системы называются анатомо-функциональные, их в организме человека двенадцать.
Для того, чтобы понять, как сохранить здоровье, нужно, прежде всего, понять взаимосвязь систем организма и правила их безопасной рациональной эксплуатации.
Всё в природе подчинено единому закону целесообразности и экономному принципу необходимости и достаточности. Особенно это видно на примере животных. В природных условиях животное ест и пьёт только тогда, когда проголодается и почувствует жажду, и ровно столько, чтобы насытиться.
Маленькие дети сохраняют эту природную способность не принимать пищу и не пить тогда, когда хочется нам, а подчиняются только своим желаниям и инстинктам. Взрослые, к сожалению, утратили эту уникальную способность: мы пьём чай, когда собираются друзья, а не когда чувствуем жажду.
Нарушение законов природы ведёт к разрушению нашего организма как части этой самой природы.Каждая система выполняет в организме человека определенную функцию. От качества её исполнения зависит здоровье организма в целом.
Если какая-нибудь из систем по каким-то причинам ослаблена, другие системы способны частично взять на себя функцию ослабленной системы, помочь ей, дать возможность восстановиться.Например, при снижении функции системы мочевыделения (почек), функцию очистки организма берёт на себя дыхательная система.
Если она не справляется, подключается выделительная система – кожа. Но в этом случае организм переходит в другой режим функционирования. Он становится более ранимым, и человек должен снизить обычные нагрузки, дав ему возможность оптимизировать режим жизнедеятельности.
Природа дала организму уникальный механизм саморегуляции и самовосстановления. Пользуясь этим механизмом экономично и бережно, человек способен выдерживать колоссальные нагрузки.
12 систем организма и их функции:
1. Центральная нервная система – регуляция и интеграция жизненных функций организма2. Система органов дыхания – обеспечение организма кислородом, который необходим для всех биохимических процессов, выделение углекислого газа3.
Система органов кровообращения – обеспечение транспорта питательных веществ в клетку и освобождение её от продуктов жизнедеятельности4. Система органов кроветворения – обеспечение постоянства состава крови5.
Система органов пищеварения – потребление, переработка, усвоение питательных веществ, выделение продуктов жизнедеятельности6. Система органов мочевыделения и кожа – выделение продуктов жизнедеятельности, очистка организма7. Репродуктивная система – воспроизводство организма8.
Эндокринная система – регуляция биоритма жизни, основных процессов обмена веществ и поддержание постоянства внутренней среды9. Костно-мышечная система – обеспечение структурности, функций передвижения10. Лимфатическая система – осуществление очищения организма и обезвреживание чужеродных агентов11.
Иммунная система – обеспечение защиты организма от вредных и чужеродных факторов12. Периферическая нервная система – обеспечение протекания процессов возбуждения и торможения, проведение команд ЦНС до рабочих органов
Основы понимания гармонии жизнедеятельности, саморегуляции в организме, как в частице природы, пришли к нам из древнекитайской концепции здоровья, согласно которой в природе всё полярно.
Эта теория была подтверждена всем дальнейшим развитием человеческой мысли: – магнит имеет два полюса; – элементарные частицы могут быть заряжены либо положительно, либо отрицательно; – в природе – это тепло и холод, свет и тьма; – в биологии – мужской и женский организм; – в философии – добро и зло, истина и ложь; – в географии это – север и юг, горы и впадины; – в математике – положительное и отрицательное значения; – в восточной медицине – это закон инь и ян энергий. Философы нашего времени назвали это законом единства и взаимопроникновения противоположностей. Всё в мире подчиняется закону “в природе всё уравновешено, стремится к норме, к гармонии”.Так и в организме человека. Обязательным условием нормального функционирования каждой из систем организма (если рассматривать их в отдельности) является обеспечение благоприятных (оптимальных) условий. Так, если у человека в силу обстоятельств нарушена работа какой-то одной системы, способствовать нормализации её функционирования можно только в случае создания оптимальных условий.Функции систем заложены природой, как саморегулирующиеся. Ничто не может до бесконечности повышаться или понижаться. Всё обязательно должно приходить к среднему значению.
Как же мы можем воздействовать на организм человека, на функции его систем?
Во многом условия оптимального функционирования систем совпадают, но по некоторым позициям они индивидуальны и присущи определённой системе. От работы каждой системы зависит работа остальных систем и организма в целом. В жизни не бывает важных и второстепенных функций. Все виды деятельности важны одинаково.
Но в определённых условиях важность отдельной функции может резко повышаться. Например, в условиях эпидемии на первое место выходит функция иммунной защиты и, если человек вовремя укрепит свой иммунитет, это позволит ему избежать болезни.
А для хорошей адаптации человек должен чётко представлять себе функции систем и владеть методами самоуправления ими. Это значит, в нужный момент повысить необходимую функцию.
Человек в идеальных условиях, при оптимальном режиме работы всех двенадцати систем, а также при наличии оптимального сенсорного, интеллектуального и духовного пространства, был бы здоровым и долго жил.
Нам необходимо выделить приоритетные направления воздействия на организм, которые зависят от условий проживания, характера труда, уровня психо-эмоциональных нагрузок, наследственности, характера питания и т.д. Качество работы системы напрямую зависит от условий, в которых она находится. Индивидуальные условия формируют и особенности оптимального функционирования.
Каждый человек должен иметь программу оптимальной жизнедеятельности с учётом индивидуальных особенностей существования. Только в этом случае он может создать себе условия для долгой и счастливой жизни.
По материалам книги “Системный каталог натуральных продуктов Coral Club International и Royal Body Care”, автор О.А. Бутакова
Loading
Источник: http://cci-coral-club.okis.ru/sistemi_organizma.html
Загрузка...
