1625915635-92a031038627ac3eac2957c3e668e3ef (Покровский 2003 - Физиология), страница 6

Примерами таких рефлексов являются выделение слюны при раздражении рецепторов полости рта, опускание века при раздражении склеры глаза, отдергивание руки при раздражении кожи пальцев и др.Условные рефлексы вырабатываются в процессе развития и повседневной жизнедеятельности и служат основой для реализации управления nопринципу прогнозирования. Широкий «ассортимент» различных по сложности условных рефлексов позволяет организму осуществлять опережающие формы адаптивной деятельности.24В естественных условиях нервный и гуморальный механизмы едины и,образуя нейрогуморальный механизм, реализуются в разнообразных ком¬бинациях, наиболее полно обеспечивающих адекватное уравновешиваниеорганизма со средой обитания.Например, физиологически активные вещества, поступая в кровь, не¬сут информацию в ЦНС об отклонении какой-либо функции. Под влия¬нием этой информации формируется поток управляющих нервных импу¬льсов к эффекторам для коррекции отклонения.В других случаях поступление информации в ЦНС по нервным каналамприводит к выделению гормонов, корригирующих возникшие отклонения.Нейрогуморальный механизм создает в процессах управления многозвен¬ные кольцевые связи, где различные формы гуморального механизма сме¬няются и дополняются нервными, а последние обеспечивают включениегуморальных.1.3.2.

Саморегуляция физиологических функцийВ процессе эволюции живых организмов внутренняя среда была отде¬лена от внешней и приобрела устойчивый, консервативный характер.К. Бернар писал, что условием свободного поведения живого организ¬ма является постоянство внутренней среды. По его мнению, все жизнен¬ные процессы имеют одну цель — поддержание постоянства условий жиз¬ни во внутренней среде организма.

Позднее эта мысль нашла воплощениев форме учения Кеннона о гомеостазе.Гомеостаз — относительное динамическое постоянство внутренней сре¬ды и устойчивость физиологических функций организма. Основным ме¬ханизмом поддержания гомеостаза является саморегуляция.Саморегуляция представляет собой вариант управления, при которомотклонение какой-либо физиологической функции или характеристики(константы) внутренней среды от уровня, обеспечивающего нормальнуюжизнедеятельность, является причиной возвращения этой функции (кон¬станты) к исходному уровню.

В ходе естественного отбора живыми орга¬низмами выработаны общие механизмы управления процессами приспо¬собления к среде обитания, направленные на обеспечение относительногопостоянства внутренней среды. У человека и высших животных гомеостатические механизмы достигли совершенства.Практически все характеристики внутренней среды организма непре¬рывно колеблются относительно средних уровней, оптимальных для про¬текания устойчивого обмена веществ. Эти уровни отражают потребностьклеток в необходимом количестве исходных продуктов обмена. Допусти¬мый диапазон колебаний для разных констант различен.

Незначительныеотклонения одних констант могут приводить к существенным нарушениямобменных процессов — это так называемые жесткие константы. К нимотносятся осмотическое давление, величина водородного показателя (рН),содержание глюкозы, О , С О в крови.Другие константы могут варьировать в довольно широком диапазонебез существенных нарушений физиологических функций — это так назы¬ваемые пластинные константы. К их числу относят количество и соотно¬шение форменных элементов крови, объем циркулирующей крови, ско¬рость оседания эритроцитов.2225Процессы саморегуляции основаны на использовании прямых и обрат¬ных связей. Прямая связь предусматривает выработку управляющих воздей¬ствий на основании информации об отклонении константы или действиивозмущающих факторов.

Например, раздражение холодным воздухом тер¬морецепторов кожи приводит к увеличению процессов теплопродукции.Обратные связи заключаются в том, что выходной, регулируемый сиг¬нал о состоянии объекта управления передается на вход системы. Различа¬ют положительные и отрицательные обратные связи. Положительная об¬ратная связь усиливает управляющее воздействие, позволяет управлятьзначительными потоками энергии, потребляя незначительные энергетиче¬ские ресурсы.

Примером может служить увеличение скорости образованиятромбина при появлении некоторого его количества на начальных этапахгомеостаза.Отрицательная обратная связь ослабляет управляющее воздействие,уменьшает влияние возмущающих факторов на работу управляющих объ¬ектов, способствует возвращению измененного показателя к стационарно¬му уровню. Например, информация о степени натяжения сухожилия ске¬летной мышцы, поступающая в центр управления функций этой мышцыот рецепторов Голъджи, ослабляет степень возбуждения центра, чем пре¬дохраняет мышцу от развития избыточной силы сокращения.

Отрицатель¬ные обратные связи повышают устойчивость биологической системы —способность возвращаться к первоначальному состоянию после прекраще¬ния возмущающего воздействия.В организме обратные связи построены по принципу иерархии (подчи¬ненность) и дублирования. Например, саморегуляция работы сердечноймышцы предусматривает наличие обратных связей от рецепторов самойсердечной мышцы, рецепторных полей магистральных сосудов, рецепто¬ров, контролирующих уровень тканевого дыхания, и др.Гомеостаз организма в целом обеспечивается согласованной работойразличных органов и систем, функции которых поддерживаются на отно¬сительно постоянном уровне процессами саморегуляции.1.3.3.

Системная организация управления.Функциональные системы и их взаимодействиеПредставление о саморегуляции физиологических функций нашло наи¬более полное отражение в теории функциональных систем, разработаннойакадемиком П.К. Анохиным. Согласно этой теории, уравновешивание ор¬ганизма со средой обитания осуществляется самоорганизующимися функ¬циональными системами.Функциональная система (ФС) представляет собой динамически скла¬дывающийся саморегулирующийся комплекс центральных и перифери¬ческих образований, обеспечивающий достижение полезных приспосо¬бительных результатов.Результат действия любой ФС представляет собой жизненно важныйадаптивный показатель, необходимый для нормального функционирова¬ния организма в биологическом и социальном плане.

Отсюда вытекает си¬стемообразующая роль результата действия. Именно для достиженияопределенного адаптивного результата складываются ФС, сложность организации которых определяется характером этого результата.26Многообразие полезных для организма приспособительных результатовможет быть сведено в следующие группы: 1) метаболические результаты,являющиеся следствием обменных процессов на молекулярном уровне,создающие необходимые для жизнедеятельности субстраты или конечныепродукты; 2) гомеостатические результаты, представляющие собой веду¬щие показатели жидких сред организма: крови, лимфы, интерстициальнойжидкости (осмотическое давление, рН, содержание питательных веществ,кислорода, гормонов и др.), обеспечивающие различные стороны нор¬мального обмена веществ; 3) результаты поведенческой деятельности жи¬вотных и человека, удовлетворяющие основные метаболические, биологи¬ческие потребности: пищевые, питьевые, половые и др.; 4) результаты со¬циальной деятельности человека, удовлетворяющие социальные (созданиеобщественного продукта труда, охрана окружающей среды, защита отече¬ства, обустройство быта) и духовные (приобретение знаний, творчество)потребности.В состав каждой ФС включаются различные органы и ткани.

Объедине¬ние последних в ФС осуществляется результатом, ради достижения кото¬рого и создается ФС. Этот принцип организации ФС получил названиепринципа избирательной мобилизации деятельности органов и тканей в цело¬стную систему. Например, для обеспечения оптимального для метаболиз¬ма газового состава крови происходит избирательная мобилизация в ФСдыхания, сердца, сосудов, почек, кроветворных органов, крови.Включение отдельных органов и тканей в ФС осуществляется по прин¬ципу взаимосодействия, который предусматривает активное участие каждо¬го элемента системы в достижении полезного приспособительного резуль¬тата.В приведенном примере каждый элемент активно способствует поддер¬жанию газового состава крови: легкие обеспечивают газообмен, кровь свя¬зывает и транспортирует О и СО , сердце и сосуды обеспечивают необхо¬димую скорость движения крови.Для достижения результатов различного уровня формируются и разно¬уровневые ФС, причем любая из них имеет принципиально однотипнуюструктуру, которая включает в себя 5 основных компонентов: 1) полезныйприспособительный результат; 2) акцептор результата (аппарат контроля);3) обратную афферентацию, поставляющую информацию от рецепторов вцентральное звено ФС; 4) центральную архитектонику — избирательноеобъединение нервных элементов различных уровней в специальные узло¬вые механизмы (аппараты управления); 5) исполнительные компоненты(аппараты реакции) — соматические, вегетативные, эндокринные, пове¬денческие.

Схема функциональной системы по П.К. Анохину представле¬на на рис. 1.1.Состояние внутренней среды постоянно контролируется соответствую¬щими рецепторами. Источником изменения параметров внутренней средыорганизма является непрерывно текущий в клетках процесс обмена ве¬ществ, сопровождающийся потреблением исходных и образованием ко¬нечных продуктов. Любое отклонение параметров от показателей, оптима¬льных для метаболизма, равно как и изменение результатов иного уровня,воспринимается рецепторами. От последних информация передается зве¬ном обратной связи в соответствующие нервные центры. На основе посту¬пающей информации происходит избирательное вовлечение в ФС струк¬тур различных уровней ЦНС для мобилизации исполнительных органов исистем.