Основные функции обеспечения жизнедеятельности организма
№4 Основные функции обеспечения жизнедеятельности организма
Гуморальная (химическая) регуляция функций осуществляется за счет переноса током крови или лимфы гормонов, неорганических веществ, газов, продуктов обмена и других активных веществ. Этот вид регуляции с точки зрения эволюционного развития является более древним, чем нервная регуляция. Однако за счет гуморальной регуляции невозможна быстрая перестройка деятельности организма, т.к. этот вид регуляции ограничен скоростью движения крови по сосудам.
Нервная регуляция обеспечивает быструю перестройку функций органов и организма в целом в соответствии с условиями существования. Это возможно потому, что скорость распространения нервных импульсов по нервным проводникам значительно превышает скорость движения крови по сосудам, нервные импульсы всегда имеют точную направленность к определенным клеткам, тканям, органам. Примером нервной регуляции могут служить различные рефлексы: коленный, зрачковый, чихательный, глотательный, ориентировочный и другие.
В целостном организме существует единая нейрогуморальная регуляция функций. Например, дыхание регулируется дыхательным центром, расположенным в продолговатом мозге. При возбуждении дыхательного центра происходит вдох, при торможении - выдох. Возбуждение дыхательного центра происходит как нервным (рефлекторным), так и гуморальным путем. Специфическим химическим раздражителем дыхательного центра является С02. Повышение содержания С02 в крови сопровождается возбуждением дыхательного центра (наступает вдох), понижение - его торможением (наступает выдох).
Постоянство химического состава и физико-химических свойств внутренней среды называют гомеостазом. Оно поддерживается непрерывной работой систем органов кровообращения, дыхания, пищеварения, выделения и др. Благодаря этому в организме происходит саморегуляция физиологических функций, включающаяся всякий раз, когда происходит отклонение от определенного постоянного уровня какого-либо жизненно важного фактора внешней или внутренней среды. Например, благодаря механизмам гомеостаза в крови человека непрерывно поддерживается постоянство уровня глюкозы, хлорида натрия, кислотно-щелочного баланса и т.д.
Именно этот показатель — способность к гомеостазу — зачастую рассматривается как биологическая основа здоровья.
Для сохранности биохимических и функциональных констант организма необходимо поддержание постоянной температуры всего организма, его частей и систем и даже органов, содержания глюкозы, рН и других физико-химических свойств крови, стабильности клеточного состава и т.д.
Константы организма достаточно жестки, однако есть и относительно подвижные константы с широкими приспособительными значениями. Жесткие константы являются необходимым условием сохранения жизни, а подвижные обеспечивают поддержание первых, жестких констант.
Рекомендуемые материалы
Однако условия, в которых существует организм, постоянно меняются, что непременно ведет к изменениям показателей гомеостаза. Эта особенность получила название «закона отклонения гомеостаза как условия развития» и утверждает необходимость постоянных тренирующих нагрузок как обязательный путь к совершенствованию механизмов гомеостаза и к обеспечению здоровья. Вот почему следует стремиться к расширению пределов этих показателей гомеостаза, которые могут быть компенсированы без нарушающих нормальную деятельность организма последствий, что должно означать переход на новый, более высокий уровень здоровья.
Адаптация (приспособление, приспособительные реакции) есть развитие новых биологических свойств у организма, обеспечивающих жизнедеятельность биосистемы при изменении внешней среды или параметров самой биосистемы.
Приспособительный характер жизни — одна из ее существенных особенностей: вся жизнедеятельность организма протекает в соответствии с событиями внешней среды, изменения которой обусловливают и изменения жизнедеятельности. Цель же и смысл этих изменений в организме — в обеспечении сохранения и поддержания жизни особи и вида, их развитие. Адаптация позволяет поддерживать постоянство внутренней среды, увеличивает мощность гомеостатических механизмов, осуществляет связь с внешней средой и, в конечном итоге, позволяет удерживать существенные параметры организма в физиологических пределах, обеспечивающих стабильность системы. По мнению академика П.К. Анохин, каждый организм представляет собой динамические сочетания устойчивости и изменчивости, в которых приспособительные реакции защищают его наследственно закрепленные жизненно важные константы.
Полезный эффект адаптации заключается также в возрастании способности организма противостоять разрушающему влиянию факторов внешней среды, его резистентностью. Последняя базируется на механизмах, закрепленных в эволюции, и обусловливает адаптивную норму реакции индивида или вида в целом. Понятно, что резистентность — очень важный показатель организма. Различают три вида адаптивных изменений — срочные, кумулятивные и эволюционные.
Срочная адаптация характеризуется непрерывно протекающими приспособительными изменениями, возникающими в ответ на непрерывно меняющиеся условия среды.
Характерными свойствами срочной адаптации считаются:
— их возникновение только при непосредственном внешнем воздействии, поэтому срочные реакции не закрепляются в организме и исчезают сразу после устранения этого воздействия;
- характер и интенсивность срочной адаптативной реакции точно соответствуют характеру и силе внешнего раздражителя;
- срочными реакциями организм может отвечать только на воздействия, которые по своим силе, характеру и времени не превышают физиологических возможностей организма.
Кумулятивная адаптация отличается такими изменениями, которые возникают в ответ на длительные повторяющиеся внешние или внутренние воздействия. При этом организм становится способным отвечать более быстрыми, точными и адекватными ответными реакциями на уровне имеющихся у него функциональных резервов. Если же повторяющиеся воздействия соответствуют определенным закономерностям раздражающих изменений (по силе, длительности, периодичности и т.д.), то организм приобретает способность выполнять большую (по объему, интенсивности, частоте повторений и т.д.) работу, то есть происходит переход адаптированных систем организма в качественно иное состояние.
Суть эволюционной адаптации заключается в том, что если изменившиеся условия среды сохраняются достаточно долго (предполагается не менее 10 поколений), то это приводит к адаптивным изменениям в генной структуре, в результате чего для последующих поколений подобные условия становятся «своими», естественными.
Адаптивные защитно-приспособительные реакции разделяются на специфические и неспецифические. Первые из них обеспечивают устойчивость и сопротивляемость организма только против данного раздражителя (типичные примеры - адаптация к данным физическим нагрузкам в тренировке и невосприимчивость организма к определенным видам возбудителей инфекционных заболеваний в виде иммунитета). Неспецифические адаптивные реакции способствуют повышению устойчивости и общей сопротивляемости организма к любым возмущающим факторам внешней среды. У человека неспецифический - механизм адаптации получил заметное развитие через целенаправленную волевую тренировку, обеспечивающую рост резервных возможностей организма.
Адаптация не всегда должна рассматриваться как положительное явление. В зависимости от вида и характеристик раздражителя она может сопровождаться различной степенью стимуляции функциональных систем организма, потому что в процессе адаптации они могут не только активироваться, но и истощаться.
В проблеме здоровья понятие адаптации следует считать центральным. Суть их взаимозависимости можно сформулировать таким образом: здоровье есть состояние равновесия между адаптационными возможностями организма (потенциалом человека) и постоянно меняющимися условиями среды. Особенно отчетливо это проявляется в характере возрастных изменений адаптации. Так, у новорожденного нет жестких механизмов адаптации, благодаря чему диапазон адаптации оказывается достаточно широким, что позволяет ему выживать в довольно больших границах изменений условий жизнедеятельности. В дальнейшем же формирование жестких механизмов адаптации сопровождается, тем не менее, не уменьшением, а возрастанием — преимущественно за счет социально-психологических факторов — количества возмущающих факторов. Вот почему с возрастом растет число людей со срывом адаптации и все меньше имеющих удовлетворительную адаптацию к условиям среды.
Помимо возрастного ограничения пределов и жесткости адаптации в значительной степени это обусловлено еще двумя взаимозависимыми обстоятельствами: с одной стороны, тем, что вместо тренировки механизмов адаптации естественными факторами существования человек меняет сами условия существования, а с другой — не востребованностью адаптационных резервов комфортными условиями жизнедеятельности. Поэтому резервы адаптационных возможностей в организме всегда выше, чем их реализация.
Генотип и фенотип. Под генотипом понимается наследственная основа организма, совокупность генов, локализованных в хромосомах. В более широком смысле это совокупность всех наследственных факторов организма. Генотип формируется как закономерное следствие генетического развития, обусловленного совершенствованием адаптационных механизмов к относительно постоянным и меняющимся условиям внешней среды.
Под фенотипом понимается совокупность всех признаков и свойств организма, сформировавшихся в процессе его индивидуального развития. Фенотип определяется взаимодействием генотипа, то есть наследственной основы организма, с условиями среды, в которых протекает его развитие.
Принадлежность к виду Homo sapiens совсем не означает, что все его представители генотипически идентичны. В этом отношении все люди отличаются рядом гено- и фенотипических особенностей:
- адаптивного характера, детерминированного климатогеографическими факторами; поэтому адаптация эскимоса к условиям Центральной Африки (как и эфиопа — к условиям тундры) окажется довольно неадекватной;
— историко-эволюционного характера в виде этноса, отличающегося своими специфическими религиозными, национальными, культурологическими и т.д. особенностями, поэтому, например, скандинавский этнос отличается от монголоидного;
— социального характера, ведущего к различиям в образе жизни, культуре, социальных притязаниях и др., между интеллигентом и крестьянином, горожанином и жителем деревни;
— экономического характера, обусловленного принадлежностью*: той или иной социально-экономической группировке (банкир и рабочий, бизнесмен и клерк).
Таким образом, характер жизнедеятельности организма предполагает ее детерминированность генотипической программой и условиями жизни. Это означает, что развитие особи в каждый данный момент и в перспективе есть единый процесс жизни, отнюдь не предопределенный полностью его генотипом, а детерминированный ее внутренней программой, в которую генетическая компонента включается лишь в качестве исходного базиса, который корректируется по ходу жизни. Такое саморазвитие, само программирование особи осуществляется под воздействием внешней среды.
Необходимо отметить, что в обеспечении здоровья, в организации здорового образа жизни до настоящего времени генотипической компоненте не уделяется должного внимания. Вот почему чаще всего практические рекомендации по формированию здоровья носят всеобщий характер и не учитывают индивидуальных генотипических особенностей. Под последними следует понимать: тип телосложения, характер свертывания крови, тип высшей нервной деятельности, особенности желудочного сокоотделения, преобладающий тип вегетативной нервной регуляции и многое другое. С другой стороны, и сам человек в выборе траектории своего индивидуального развития должен знать (или узнать) особенности своей генетической природы — без реализации этого условия нельзя говорить о его валеологической грамотности и валеологической культуре. В частности, в таком важнейшем аспекте человеческой жизнедеятельности, как профессиональная деятельность, в Российской Федерации лишь менее 3% людей выбрали себе профессию, соответствующую генотипу. Естественно поэтому говорить о том, что в 97% случаев профессиональная деятельность приходит в противоречие со свойственными ее носителю индивидуальными особенностями, результатом чего зачастую становится срыв адаптации и переход в болезнь.
Взаимосвязь организма с окружающей средой осуществляется через обмен веществ и энергии.
Обмен веществ, являющийся первоосновой жизни, в организме обеспечивается процессами, протекающими на самых разных уровнях — от организменного до клеточного и субклеточного — и направленными на поддержание гомеостаза. На протяжении всего много миллионно летнего периода эволюции животного мира обмен веществ формировался как результат взаимоотношений организма с природой, частью которой он сам являлся.
Обмен веществ (метаболизм) - главная функция живой материи и представляет собой совокупность физических, химических и физиологических процессов превращения веществ и энергии в организме человека. К основным видам обмена относятся: белковый, липидный, углеводный, минеральный и водный.
Онтогенез, его возрастные периоды.
Процесс индивидуального развития организма от момента зарождения (зачатия) до его смерти называется онтогенезом.
На основании исследования конституциональной биологии и антропометрии выделяют следующие паспортные возрастные периоды развития человека (периоды жизни человека по Н.П. Гундобину, 1982) в онтогенезе:
1.Новорожденный (1-30 дней);
2.Грудной возраст (30 дней - 1 год);
3.Раннее детство (1-3 года);
4.Первое детство (4-7 лет);
5.Второе детство (8-12 лет мальчики, 8-11 лет девочки);
6.Подростковый возраст (13-16 лет мальчики, 12-15 лет девочки);
7.Юношеский возраст (17-21 год юноши, 16-20 лет девушки);
8.Зрелый возраст: I период (22-35 лет мужчины, 21-35 лет женщины); И период (36-60 лет мужчины, 36-55 лет женщины);
9.Пожилой возраст (61-74 года мужчины, 56-74 года женщины);
10. Старческий возраст (75-90 лет);
11. Долгожители (90 лет и выше).
В каждом периоде возрастного развития в соответствии с программой идет преимущественное становление какой-либо одной или групп функциональных систем, что обеспечивает оптимальные условия адаптации. Это обстоятельство обусловливает необходимость внесения соответствующих корректив в образ жизни на данном этапе. Так, в период интенсивного развития мозга отмечается повышенная чувствительность организма к недостатку белка в пище, речедвигательных функций — к дефициту речевого общения, а моторики — к недостаточному уровню двигательной активности.
Специфика развития и адаптации ребенка на каждом возрастном этапе подкрепляются адекватным состоянием его жизнедеятельности, и совершенно неправомочно сравнивать особенности последней у представителей различных возрастных групп по принципу «лучше — хуже», так как каждому возрасту присуща своя специфика функционирования организма. Несомненно, эти особенности должны учитываться в построении образа жизни человека (в особенности ребенка) на всех этапах его возрастного развития.
Влияние образа жизни и других экзогенных и эндогенных факторов, в которых развивается человек, обусловливает ту или иную эффективность развертывания индивидуальной генетической программы. Естественно, что у разных людей реализация этой программы во времени отличается. Это обстоятельство делает необходимым введение в оценке характера возрастного развития понятий паспортного и биологического возрастов. Паспортный, или хронологический, возраст — это период, прожитый человеком от рождения до момента обследования и имеющий четкие временные пределы (лет, месяцев, дней). Биологический возраст также является функцией времени, но определяется особенностями морфофункционального развития индивида, скоростью развертывания программы развития. Дети с замедленным темпом биологического развития — ретарданты — имеют более низкий для данного возраста уровень физического развития и физической работоспособности, у них более выражено напряжение сердечно-сосудистой и центральной нервной систем, более высокий уровень основного обмена и т.д. Иногда уже в школьные годы отставание биологического возраста от паспортного может достигать пяти лет. Основными причинами этого явления могут быть нарушения развития во внутриутробном периоде, родовые травмы, неблагоприятные социальные условия, перенесенные в младенчестве заболевания, ограничение двигательной активности и т.д. Как предполагается, к моменту прихода в школу около 15% детей уже отстают в своем биологическом возрасте, а в течение обучения в школе (особенно в возрасте полового созревания) количество их возрастает еще больше.
Ускоренный тип индивидуального развития акселерация — также наиболее отчетливо проявляется в возрасте полового созревания и у девочек бывает чаше. Такой тип развития, как и замедленный, отражает отклонение от нормы, поэтому у «опережающих» детей недостаточно совершенная регуляция физиологических функций при физических нагрузках, пониженный уровень работоспособности и т.д.
В разрешении вопросов формирования здоровья и здорового образа жизни еще раз необходимо отметить, что неправомерно рассматривать и сопоставлять возрастные особенности функционирования организма, так как в каждом возрастном периоде организм решает свои специфические проблемы, обусловленные особенностями адаптации к условиям жизни, свойственными именно данному этапу возрастного развития. Так, у новорожденного нет жестких механизмов адаптации, однако при этом показатели внутренней среды организма оказываются достаточно подвижными и нестабильными. Но это не является признаком несовершенства самой адаптации, так как для данного возрастного периода это вполне оправдано: после внутриутробного периода развития, отличающегося относительно стабильными условиями обеспечения жизнедеятельности, условия, в которых оказался новорожденный, становятся для него чрезвычайно вариабельными. Естественно, что при этом для выживания организм должен обладать способностью функционировать в широком диапазоне изменений внутренней среды. Однако это не означает несовершенства или нарушений гомеостаза, а скорее наиболее оптимальный механизм выживания в условиях, когда организм не может активно влиять на эти условия. Вот почему принято считать, что жизнеспособность, негэнтропия (то есть способность к самоорганизации), у новорожденного — самая высокая из всех периодов возрастного развития человека. С другой стороны, сохранение у взрослого столь же широкого, как у ребенка, диапазона колебаний внутренней среды организма сделало бы его зависимым от условий существования и в значительной степени ограничило его независимость в осуществлении жизнедеятельности, в удовлетворении своих потребностей и в реализации биосоциального предназначения.
С указанных позиций в возрастном развитии человека находит свое обоснование и представляется физиологичным гетерохронизм (то есть разное время) разворачивания функций, так как в каждом возрасте организм вынужден решать свойственные именно этому возрасту доминирующие особенности развития (накопление массы, становление вегетативной регуляции, созревание мозга, развитие двигательных функций и т.д.). Вот почему в каждый данный период развития какая-либо одна функциональная система или группа систем может в своем развитии опережать другие, в следующем же периоде реализации генетических механизмов опережающими темпами развивается другая система или группа систем с соответствующими более высокими показателями ее функционирования.
Сказанное не означает, что жизнеспособность человека во все возрастные периоды одинакова и сопоставима. В ранние, детские периоды, когда в организме наиболее активно идут синтез клеточных элементов и взаимосогласование функциональных систем через становление нервной и гуморальной регуляции, особенно интенсивно протекает структурно-функциональная интеграция, то есть негэнтропийные процессы. Наоборот, в старших возрастах, когда преобладает катаболизм, жизнеспособность во все большей степени смещается в сторону энтропии, предопределяющей в конечном итоге смерть. Такой взгляд отражает реализацию генетической программы индивида, запас которой, естественно, более обширен и развернут во времени у детей и в определенной степени уже исчерпан в старших возрастах. (Разумеется, речь идет об онтогенезе не обремененного патологией человека, у которого эти явления следует рассматривать преимущественно с позиций взаимоотношений генетической программы индивидуального развития и патогенетических механизмов данного заболевания.)
Одни исследователи считают, что в возрасте до 4—5 лет у человека отмечаются наиболее высокие темпы морфофункциональных изменений, которые затем становятся более плавными до 10—11 лет, после чего отмечается подростковая дисгармония, и только с 15—16 лет происходит восстановление жизнеспособности организма, продолжающееся до 22—23 лет, что даже без очевидных дестабилизирующих влияний уже в 10—15 лет возникает медленное естественное понижение сопротивляемости организма. Другие, наоборот, отмечают, что именно в возрасте 10—12 лет устойчивость организма к заболеваниям оказывается наивысшей, а смертность — самой низкой. Более того, высказывается предположение, что если бы сопротивляемость организма различным вредоносным факторам сохранялась у человека в течение всей жизни на уровне 12-летнего, он мог бы прожить 700 лет. Третьи полагают, что в возрастной оценке здоровья исходным считается возраст 21—23 года, когда ответы организма на воздействие факторов внешней среды не требуют включения в механизм адаптации каких-либо дополнительных звеньев. Видимо, все-таки в характеристике жизнеспособности организма следует исходить из той предпосылки, что ее уровень оказывается обратно пропорциональным функции времени, то есть с возрастом снижается.
В оценке организации, содержания и методики формирования здоровья возрастной аспект исключительно важен. К требующим учета в этих вопросах особенностям каждого возрастного периода следует отнести:
— характер обмена веществ;
- преобладающий тип вегетативной нервной регуляции;
Обратите внимание на лекцию "Система визуального отображения информации".
— скорость включения в нагрузку и восстановления после нее;
— особенности функционирования иммунной системы;
— психический статус;
— доминирующие потребности и интересы.
В настоящее время многими физиологическими, психологическими и другими исследованиями показано, что приблизительно каждые 12 лет в организме отмечается своеобразный кризис, который захватывает буквально все стороны его жизнедеятельности _ морфологические, функциональные, психологические, социальные и пр. Вот почему с позиций обеспечения здоровья в таких критических возрастах (ориентировочно — в 12, 25, 37, 49 и 67 лет) человек должен пересматривать основы своего образа жизни, внося в них коррективы. Естественно, что этому должны предшествовать доскональное изучение особенностей приближающегося нового возрастного этапа и подготовка к постепенному вхождению в него.
Итак, рассмотрение всех разделов и подразделов главы, посвященной организму человека, позволяет нам убедиться, что человеческий организм - это универсальная единая целостная биологическая система, адекватно реагирующая на различные изменения, как в самом организме, так и в окружающей его природной, техногенной и социальной среде.
