Обеспечение гомеостаза функциональными системами

П. К. Анохиным была выдвинута концепция функциональных систем организма и концепция системогенеза.

Функциональная система — это динамически складывающиеся единицы интеграции целостного организма, избирательно объединяющие специальные центральные и периферические образования и направленные на достижение результатов приспособительной деятельности.

Системогенез — процесс формирования функциональных систем, обеспечивающих возможность приспособления организма к условиям окружающей среды. Причиной, ведущей к образованию функциональной системы, или системообразующим фактором, является потребность в конкретном результате приспособительной деятельности, при этом параметры получаемого результата постоянно анализируются за счет обратной аффе- рентации.

Итак, функциональные системы — объединение входящих отдельных элементов для осуществления отдельных жизненно важных функций организма.

Приспособительными результатами, строящими различные функциональные системы, являются: показатели внутренней среды, определяющие нормальный метаболизм тканей (уровень питательных веществ, 02, температура, pH крови, осмотическое давление, артериальное давление); результаты поведенческой деятельности, удовлетворяющие основные биологические потребности организма (пищевые, оборонительные, питьевые, половые ит. д.); результаты стадной деятельности животных, удовлетворяющие потребности сообществ; результаты социальной деятельности человека, обусловленные общественным и индивидуальным опытом, удовлетворяющие его социальные потребности.

Отдельные результаты деятельности различных функциональных систем организма обеспечивают в своей совокупности нормальное течение метаболизма в организме, его нормальную жизнедеятельность и приспособление к окружающей среде.

В организме существует множество приспособительных результатов, которые обеспечивают различные стороны обмена веществ. Целый организм строится из совокупной деятельности многих функциональных систем.

Принципиальные особенности физиологии функциональных систем: Системная организация физиологических функций. Она коренным образом отличается от анатомической систематики (костная система, дыхательная система, желудочно-кишечный тракт, сердечно-сосудистая система). Анатомические системы отражают упорядоченность специальных классов, явлений живого организма

и не представляют истинно функциональных систем прежде всего потому, что в этих системах отсутствуют системообразующий фактор и динамическая организация. Физиология функциональных систем изучает организм как совокупность системных организаций в их динамике и взаимосвязи.

Системообразующими факторами любой функциональной системы в организме являются различные физиологические показатели, определяющие нормальное течение метаболизма.

Именно эти жизненно важные метаболические результаты, включая результаты поведения, удовлетворяющие биологические и социальные потребности, образуют динамические функциональные системы. В каждую функциональную систему, имеющую жизненно важный для организма результат, объединяются различные органы и тканевые процессы избирательно, независимо от их принадлежности к анатомическим системам. Каждая функциональная система избирательно включает нервные и гуморальные регуляторные механизмы. Например, функциональная система, обеспечивающая оптимальный для метаболизма уровень углекислого газа и кислорода, включает органы дыхания, сердце, аппарат кровообращения, кровь, органы пищеварения, выделения, центральной нервной системы, железы внутренней секреции. В функциональную систему, обеспечивающую оптимальный для метаболизма организма уровень температуры тела, включаются легкие, почки, потовые железы, желудочно-кишечный тракт, сердечно-сосудистая система, нервная система, железы внутренней секреции.

Саморегуляция как главный принцип деятельности

функциональных систем

Объединение различных органов в функциональные системы с полезным для организма результатом всегда происходит по принципу саморегуляции.

Принцип саморегуляции заключается в том, что любое отклонение результата деятельности функциональной системы от уровня, определяющего нормальный метаболизм или другие стороны нормальной жизнедеятельности организма, на основе обратных связей немедленно избирательно мобилизует различные механизмы системы для возвращения этого результата к оптимальному для метаболизма уровню.

Таким образом, под саморегуляцией понимают такую форму взаимодействия структур в организме, при которой отклонение того или иного жизненно важного показателя от уровня, обеспечивающего нормальную жизнедеятельность, является стимулом для возвращения этого показателя к исходному уровню.

Процесс саморегуляции всегда является циклическим и осуществляется на основе золотого правила — всякое отклонение от жизненно важного уровня какого-либо фактора служит толчком к немедленной мобилизации многочисленных аппаратов соответствующей функциональной системы, вновь восстанавливающих этот жизненно важный приспособительный результат. Например, при падении концентрации сахара или увеличении температуры в нормальных условиях по принципу саморегуляции немедленно включается цепь физиологических процессов, восстанавливающих оптимальный уровень сахара в крови или уровень температуры.

Системные представления

о гомеостазе и гомеокинезе

Постоянство внутренней среды — удержание определенных физиологических показателей около определенно™ уровня, обеспечивающего нормальный метаболизм.

Функциональные системы, обеспечивающие своими регуляторными механизмами устойчивость различных показателей внутренней среды, и представляют конкретные уровни, обеспечивающие гомеостаз.

Резу льтаты деятельности функциональных систем можно рассматривать как определенные константы организма.

Выделяют жесткие константы, которые активно удерживаются соответствующими функциональными системами у определенного уровня и отклонения от которых приводят к необратимому нарушению метаболизма и смерти организма (осмотическое давление, pH крови).

Пластические константы — отклонение от определенного уровня допускает на некоторое время нормальную жизнедеятельность организма (артериальное давление, температура, уровень питательных веществ в организме).

Таким образом, любая функциональная система включает в себя общие узловые механизмы: Полезный приспособительный результат — как ведущее звено функциональной системы. Рецепторы результата. Обратная связь от рецепторов результата в центральное образование функциональной системы.

Строение (центральная архитектоника), представляющее избирательное объединение функциональной системой нервных элементов различных уровней. Исполнительные соматические, вегетативные и эндокринные компоненты, включающие организационное целенаправленное поведение.

Объединение всех узловых механизмов в функциональную систему направлено на достижение результата ее деятельности, полезного для организма в целом. Любое изменение результата, так же как и его оптимальное для организма состояние воспринимается соответствующими рецепторами.