ГоловнаЗворотній зв'язок
Главная->Фізиологія та анатомія->Содержание->Организм как целостная система

Возрастная физиология

Организм как целостная система

Современное понимание сложных самоорганизующихся сис­тем включает представление о том, что в них четко определены каналы и способы передачи информации. В этом смысле живой организм — вполне типичная самоорганизующаяся система.

Информацию о состоянии окружающего мира и о внутренней среде организм получаст с помощью датчиков-рецепторов, ис­пользующих самые разнообразные физические и химические кон­структивные принципы. Так, для человека наиболее важной счи­тается зрительная информация, которую мы получаем с помо­щью наших оптико-химических датчиков — глаз, которые являются одновременно сложным оптическим прибором с оригинальной и точной системой наведения (адаптации и аккомодации), а также физико-химическим преобразователем энергии фотонов в элект­рический импульс зрительных нервов. Акустическая информа­ция поступает к нам через причудливый и тонко настроенный слуховой механизм, превращающий механическую энергию ко­лебания воздуха в электрические импульсы слухового нерва. Не менее тонко устроены датчики температуры, тактильные (осяза­тельные), гравитационные (чувство равновесия). Наиболее эво-люционно древними считаются обонятельные и вкусовые рецеп­торы, обладающие огромной избирательной чувствительностью по отношению к некоторым молекулам. Вся эта информация о состоянии внешней среды и ее изменениях поступает в централь­ную нервную систему, которая выполняет несколько ролей одно­временно — базы данных и знаний, экспертной системы, цент­рального процессора, а также функции оперативной и долговре­менной памяти. Туда же стекается и информация от рецепторов, расположенных внутри нашего тела и передающих информацию о состоянии биохимических процессов, о напряжении в работе тех или иных физиологических систем, об актуальных потребностях отдельных групп клеток и тканей организма. В частности, есть дат­чики давления, содержания углекислого газа и кислорода, кис­лотности различных биологических жидкостей, напряжения от­дельных мышц и многие другие. Информация от всех этих рецеп­торов также направляется в центр. Сортировка поступающей с периферии информации начинается уже на этапе ее приема — ведь нервные окончания различных рецепторов достигают цент­ральной нервной системы на разных ее уровнях, и соответствен­но информация попадает в различные отделы ЦНС. Тем не менее вся она может быть использована в процессе принятия решения.

Решение необходимо принимать тогда, когда ситуация по ка­ким-то причинам изменилась и требует соответствующих реак­ций на системном уровне. Например, человек проголодался — об этом сообщают в «центр» датчики, регистрирующие усиление тощаковой секреции желудочного сока и перистальтики желу­дочно-кишечного тракта, а также датчики, регистрирующие по­нижение уровня глюкозы в крови. В ответ рефлекторно усилива­ется перистальтика желудочно-кишечного тракта и увеличивается секреция желудочного сока. Желудок готов к приему новой пор­ции пиши. При этом оптические датчики позволяют видеть на столе продукты питания, а сопоставление этих образов с храня­щимися в базе данных долговременной памяти моделями под­сказывает, что есть возможность замечательно утолить голод, получив при этом удовольствие от вида и вкуса потребляемой пищи. В этом случае ЦНС отдает распоряжение исполнительным (эффекторным) органам осуществить необходимые действия, ко­торые в конечном счете приведут к насыщению и устранению исходной причины всех этих событий. Таким образом, цель сис­темы — устранить своими действиями причину возмущения. До­стигается эта цель в данном случае сравнительно легко: доста­точно протянуть руку к столу, взять лежащие там продукты и съесть их. Однако ясно, что по этой же схеме можно построить сколь угодно сложный сценарий действий.

Голод, любовь, семейные ценности, дружба, кров, самоутвер­ждение, тяга к новому и любовь к красоте — этим коротким пе­речнем почти исчерпываются побудительные мотивы действия. Порой они обрастают огромным количеством привходящих пси­чологических и социальных сложностей, тесно переплетаясь меж­ду собой, но в самом базальном виде остаются все теми же, за­ставляя человека совершать действия будь то во времена Апулея, Шекспира или в наше время.

Действовать — а что это означает с точки зрения системы? Это означает, что центральный процессор, подчиняясь заложенной в пего программе, учитывая все возможные обстоятельства, при­нимает решение, т.е. строит модель потребного будущего и выра­батывает алгоритм достижения этого будущего. На основании •тою алгоритма отдаются приказания отдельным эффекторным (исполнительным) структурам, причем практически всегда в их составе есть мышцы, и в процессе выполнения приказа центра осуществляется движение тела или его частей в пространстве.

А раз осуществляется движение, — значит, выполняется фи­зическая работа в поле земного тяготения, а следовательно, рас­ходуется энергия. Разумеется, работа датчиков и процессора тоже требует энергии, однако энергетический поток многократно воз­растает, когда включаются мышечные сокращения. Стало быть, система должна позаботиться об адекватном снабжении энерги­ей, для чего необходимо усилить активность кровообращения, ды­хания и некоторых других функций, а также мобилизовать до­ступные запасы питательных веществ.

Любое повышение метаболической активности влечет за собой нарушение постоянства внутренней среды. Значит, должны акти­визироваться физиологические механизмы поддержания гомео-стаза, которые тоже, между прочим, нуждаются в значительных количествах энергии для своей деятельности.

Будучи системой сложно организованной, организм имеет не один, а несколько контуров регуляции. Нервная система — это, вероятно, главный, но отнюдь не единственный регуляторный ме­ханизм. Весьма важную роль выполняют эндокринные органы — железы внутренней секреции, которые химическим путем регули-руют деятельность практически всех органов и тканей. В каждой клетке организма есть, кроме того, и своя внутренняя система са­морегуляции.

Следует подчеркнуть, что организм представляет собой от­крытую систему не только с термодинамической точки зрения, т.е. он обменивается с окружающей средой не только энергией, но также веществом и информацией. Вещество мы потребляем главным образом в виде кислорода, пищи и воды, а выделяем в виде углекислоты, испражнений и пота. Что касается информа­ции, то каждый человек является источником зрительной (жес­ты, позы, движения), акустической (речь, шум от перемещения), тактильной (прикосновения) и химической (многочисленные за­пахи, которые прекрасно различают наши домашние животные) информации.

Еще одной важнейшей особенностью системы является конеч­ность ее размеров. Организм не размазан по окружающей среде, а имеет определенную форму и компактен. Тело окружено оболоч­кой, границей, отделяющей внутреннюю среду от внешней. Кожа, выполняющая эту роль в организме человека, — важный элемент его конструкции, поскольку именно в ней сконцентрированы мно­гие датчики, несущие информацию о состоянии внешнего мира, а также и протоки для выведения из организма продуктов обмена и информационных молекул. Наличие четко очерченных границ пре­вращает человека в особь, чувствующую свою отдельность от окру­жающего мира, свою уникальность и неповторимость. Это психо­логический эффект, возникающий на основе анатомического и физиологического устройства организма.

 

Основные структурно-функциональные блоки, из которых состоит организм

Таким образом, к основным структурно-функциональным бло­кам, из которых состоит организм, можно отнести следующие (каждый блок включает в себя несколько анатомических структур с множеством функций):

датчики (рецепторы), несущие информацию о состоянии внеш­ней и внутренней среды;

центральный процессор и блок управления, включающий нерв­ную и гуморальную регуляцию;

эффекторные органы (в первую очередь скелетно-мышечная система), обеспечивающие выполнение приказов «центра»;

энергетический блок, обеспечивающий эффекторные и все дру­гие структурные компоненты необходимым субстратом и энергией;

гомеостатический блок, поддерживающий параметры внутрен­ней среды на необходимом для жизнедеятельности уровне;

оболочка, выполняющая функции пограничной зоны, развед­ки, защиты и всех видов обмена с окружающей средой.

Все эти блоки находятся в определенных иерархических взаимо­отношениях, между ними происходит постоянный обмен инфор­мацией. В итоге вся система реагирует на любые изменения внут­ренней и внешней среды как единое целое, как один организм.

 

Вопросы и задания

1. Назовите важнейшие конструктивные блоки организма и их функ- ции.

2.  Что означает «обмен вешестп»?

3.  В каком смысле организм — «открытая система»?

4. Что такое «системный подход» в физиологии?

 

13