Managementul în organismele vii - Corpul uman în ansamblu
Un organism în ansamblu poate exista numai dacă organele și țesuturile sale constitutive funcționează cu o asemenea intensitate și într-un asemenea volum încât să asigure un echilibru adecvat cu mediul. Potrivit IP Pavlov, un organism viu este un sistem complex izolat, ale cărui forțe interne sunt echilibrate constant cu forțele externe ale mediului. Echilibrarea se bazează pe procesele de reglare, control al funcțiilor fiziologice.
IP Pavlov, în teoria sa asupra activității nervoase superioare a omului și a animalelor, a arătat în mod convingător că interacțiunea și interdependența manifestărilor interne și externe ale activității vitale a organismului este coordonată de sistemul nervos central. El a stabilit că nu există un singur organ și funcție în organism care să nu fie într-un fel sau altul sub controlul sistemului nervos central.
Corpul uman este în mod constant conectat cu mediul extern, din care primește nutrienți, oxigen și, în același timp, eliberează în el deșeuri ale activității vitale. Toate schimbările din mediul extern afectează organismul - fluctuațiile de temperatură, mișcarea aerului și umiditatea, insolația solară etc. Comunicarea și adaptarea activă a organismului la mediul său extern sunt asigurate de cortexul cerebral, care este în același timp cel mai înalt regulator al tuturor activităților organismului.
Integritatea corpului se exprimă și prin faptul că nu numai organele sau părțile corpului bolnave, deteriorate suferă în timpul bolii și rănilor, dar reacția generală a corpului se manifestă întotdeauna. Acest lucru se exprimă într-o schimbare a funcțiilor celulelor nervoase și a centrilor nervoși, ceea ce duce la intrarea în sânge a hormonilor, vitaminelor, sărurilor și altor substanțe necesare,implicate în reglarea vieţii organismului. Ca urmare, crește energia și capacitățile sale de protecție. Acest lucru ajută la depășirea încălcărilor apărute, contribuie la compensarea sau restaurarea acestora.
Managementul, sau reglarea, în organismele vii este un ansamblu de procese care asigură modurile necesare de funcționare, atingerea anumitor scopuri sau rezultate adaptative utile organismului. Managementul este posibil în prezența relației dintre organe și sisteme ale corpului. Procesele de reglare acoperă toate nivelurile de organizare a sistemului: molecular, subcelular, celular, organ, sistemic, organismic, supraorganism (populație, ecosistem, biosferic).
Metode de control în organism. Principalele metode de control într-un organism viu includ lansarea (inițializarea), corectarea și coordonarea proceselor fiziologice.
Lansarea este un proces de control care determină trecerea funcției organului de la o stare de repaus relativ la o stare activă sau de la activitate activă la o stare de repaus. De exemplu, în anumite condiții, sistemul nervos central inițiază activitatea glandelor digestive, contracțiile de fază ale mușchilor scheletici, procesele de urinare, defecare etc.
Corectarea vă permite să controlați activitatea unui organ care îndeplinește o funcție fiziologică în mod automat sau inițiată de primirea semnalelor de control. Un exemplu este corectarea activității inimii de către sistemul nervos central prin influențe transmise prin nervii vagi și simpatici.
Coordonarea presupune coordonarea activității mai multor organe sau sisteme simultan pentru a obține un rezultat adaptativ util. De exemplu, pentru a pune în aplicare un actLocomoția bipedă necesită coordonarea activității mușchilor și a centrilor care asigură mișcarea membrelor inferioare în spațiu, o schimbare a centrului de greutate al corpului și o schimbare a tonusului mușchilor scheletici.
Mecanisme de control. În organism, celulele, țesuturile, organele și sistemele de organe funcționează ca un întreg. Munca lor coordonată este reglementată în două moduri: umoral (umor lat. - lichid) - cu ajutorul substanțelor chimice prin mediile lichide ale corpului (sânge, limfa, lichid intercelular) și cu ajutorul sistemului nervos.
Mecanismul de control umoral prevede o modificare a activității fiziologice a organelor și sistemelor sub influența substanțelor chimice eliberate prin mediile lichide ale corpului (lichidul interstițial, limfa, sângele, lichidul cefalorahidian etc.). Mecanismul umoral de control este cea mai veche formă de interacțiune între celule, organe și sisteme, prin urmare, în corpul uman și animalele superioare, se pot găsi diverse variante ale mecanismului umoral de reglare, reflectând într-o oarecare măsură evoluția acestuia. Una dintre cele mai simple opțiuni este modificarea activității celulelor sub influența produselor metabolice. Acesta din urmă poate modifica activitatea celulei din care sunt eliberate aceste produse și alte organe situate la o distanță suficientă.
De exemplu, sub influența CO2 format în țesuturi ca urmare a utilizării oxigenului, activitatea centrului respirator se modifică și, ca urmare, adâncimea și frecvența respirației. Sub influența adrenalinei eliberate în sânge de la glandele suprarenale, frecvența și puterea contracțiilor inimii, tonusul vaselor periferice, o serie de funcții ale sistemului nervos central, intensitatea proceselor metabolice în mușchii scheletici și coagularea. proprietățile sângelui cresc.
Mecanismul de control umoral se caracterizează prinpropagarea relativ lentă și caracterul difuz al acțiunilor de control, fiabilitatea scăzută a comunicării.
Mecanismul de control nervos prevede o modificare a funcțiilor fiziologice sub influența acțiunilor de control transmise de la sistemul nervos central de-a lungul fibrelor nervoase către organele și sistemele corpului. Mecanismul nervos este un produs ulterior al evoluției față de mecanismul umoral, este mai complex și mai perfect. Se caracterizează prin viteză mare de propagare și transmitere precisă a acțiunilor de control către obiectul de control, fiabilitate ridicată a comunicației.
În condiții naturale, mecanismele nervoase și umorale funcționează ca un singur mecanism de control neuroumoral.
Mecanismul de control neuroumoral este o formă combinată în care mecanismele umorale și neuronale sunt utilizate simultan; ambele sunt interconectate și interdependente. Deci, transferul acțiunilor de control de la nerv la structurile inervate se realizează cu ajutorul mediatorilor chimici - mediatori care acționează asupra receptorilor specifici.
O legătură și mai strânsă și mai complexă a fost găsită în unele nuclee ale hipotalamusului. Celulele nervoase ale acestor nuclei intră în stare activă atunci când parametrii chimici și fizico-chimici ai sângelui se modifică. Activitatea acestor celule determină formarea și eliberarea de factori chimici care stimulează restabilirea caracteristicilor originale ale sângelui.
Astfel, celulele nervoase speciale ale nucleului supraoptic al hipotalamusului reacţionează la o creştere a presiunii osmotice a plasmei sanguine, a cărei activitate duce la eliberarea hormonului antidiuretic în sânge, ceea ce îmbunătăţeşte reabsorbţia apei în rinichi. determină scăderea presiunii osmotice.
interacţiunea dintre umoral şia mecanismelor nervoase creează o opțiune de control integrativ capabilă să asigure o schimbare adecvată a funcțiilor de la nivel celular la nivel organismic atunci când mediul extern și intern se modifică.
Controale. Managementul funcțiilor fiziologice se realizează prin transmiterea de informații. Informațiile pot conține un mesaj despre prezența unor influențe perturbatoare, abaterea funcțiilor. Se transmite prin canale de comunicare aferente (sensibile). Informațiile transmise prin canalele de comunicare eferente (executive) conțin un mesaj despre care funcții și în ce direcție trebuie schimbate.
Mecanismul umoral foloseste substantele chimice ca mijloace de control si transmitere a informatiei - produse metabolice, prostaglandine, peptide reglatoare, hormoni etc. Astfel, acumularea de acid lactic in muschi in timpul exercitiului este o sursa de informatii despre lipsa oxigenului.
Mecanismul nervos ca mijloc de control, transmiterea de informații utilizează potențiale de excitație (PD, impulsuri), care sunt combinate în anumite modele („patterns” de excitație) în frecvență, stabilite în „pachete”, caracteristici ale intervalelor interpulse și codifică informatie necesara. S-a demonstrat că modelele de excitare ale neuronilor hipotalamici în timpul formării motivației foamei sunt specifice și diferă semnificativ de modelele de excitare la fel de specifice ale neuronilor responsabili de formarea motivației de sete.
Forme de management. Mecanismele umorale și nervoase implică utilizarea mai multor forme de control. Formele autocrine, paracrine și umorale sunt caracteristice unui mecanism evolutiv mai vechi.
Forma autocrină de control implică o modificare a funcției celulei de către substraturile chimice eliberate înmediul intercelular al celulei în sine.
Forma paracrină de control se bazează pe eliberarea de controale chimice de către celule în lichidul interstițial. Substraturile chimice, răspândite prin spațiile interstițiale, pot controla funcția celulelor situate la o oarecare distanță de sursa acțiunilor de control.
Forma umorală de control este implementată atunci când substanțele biologice sunt eliberate în sânge. Odată cu fluxul de sânge, aceste substanțe ajung în toate organele și țesuturile.
Mecanismul de control nervos se bazează pe un reflex - răspunsul organismului la schimbările din mediul intern și extern, realizat cu participarea sistemului nervos central. Controlul prin reflexe presupune utilizarea a două forme.
Reflexele locale sunt efectuate prin ganglionii sistemului nervos autonom, care sunt considerați ca centri nervoși aduși la periferie. Reflexele locale controlează, de exemplu, funcțiile motorii și secretoare ale intestinului subțire și gros.
Reflexele centrale procedează cu implicarea obligatorie a diferitelor niveluri ale sistemului nervos central (de la măduva spinării până la cortexul cerebral). Un exemplu de astfel de reflexe este secreția de salivă atunci când receptorii cavității bucale sunt iritați, coborârea pleoapei când sclera ochiului este iritată, retragerea mâinii când pielea degetelor este iritată etc.
În condiții naturale, mecanismele nervoase și umorale sunt unite și, formând un mecanism neuroumoral, se realizează în combinații variate care asigură cel mai pe deplin un echilibru adecvat al organismului cu mediul. De exemplu, substanțele fiziologic active, care intră în sânge, transportă informații către sistemul nervos central despre abaterea oricărei funcții. Sub influența acestor informații, se formează un flux de impulsuri nervoase de controlefectori pentru corectarea abaterii.
În alte cazuri, fluxul de informații în sistemul nervos central prin canalele nervoase duce la eliberarea de hormoni care corectează abaterile apărute. Mecanismul neuroumoral creează conexiuni circulare multi-link în procesele de control, unde diverse forme ale mecanismului umoral sunt înlocuite și completate cu cele nervoase, iar acestea din urmă asigură includerea celor umorale.