21. Организм как открытая саморегулирующая система

Клетка как открытая система. Характерные для всех живых систем потоки веществ, энергии и информации связаны прежде всего с обменом веществ, который представляет собой единство ассимиляции и диссимиляции. Ассимиляция – процесс «уподобления» веществ, поступающих в клетку, специфическим веществам, характерным для данной клетки.

Ассимиляция – эндотермический процесс, т.е. процесс, требующий затраты энергии. Источником ее является ранее синтезированные вещества, находящиеся в клетке. Они подвергаются распаду в процессе диссимиляции.

Диссимиляция представляет собой экзотермический процесс, т.е. процесс освобождения энергии за счет распада веществ клетки. Вещества, образующиеся при диссимиляции, также подвергается дальнейшим преобразованиям.

Новейшими исследованиями, проведенными с использованием метода меченых атомов, установлено, что синтез веществ в клетках происходит за счет метаболического фонда, который включает: 1) продукты переваренной пищи, 2) продукты диссимиляции, образующиеся в клетках. Поток веществ в клетке поддерживает более или менее стабильный химический состав ее протоплазмы, включающий в себя неорганические и органические соединения. В пищеварительном тракте пища переводится в смесь низкомолекулярных органических веществ: аминокислот, нуклеотидов, углеводов – неспецифичных для всей живой природы. В таком виде они и поступают в клетку. Здесь из метаболического фонда благодаря потоку информации, заложенному в нуклеиновых кислотах, воспроизводятся и поддерживаются специфические структуры. Но воспроизведение структур требует затраты энергии.

22.Гомеостаз и гомеокинез

Гомеостаз -  саморегуляция, способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия. Стремление системы воспроизводить себя, восстанавливать утраченное равновесие, преодолевать сопротивление внешней среды

Виды гомеостаза:

• Молекуляно-кинетический

• Физиологический – АД, пульс

• Структурный

Гомеостатические системы обладают следующими свойствами:

• Нестабильность системы: тестирует, каким образом ей лучше приспособиться.

• Стремление к равновесию: вся внутренняя, структурная и функциональная организация систем способствует сохранению баланса.

• Непредсказуемость: результирующий эффект от определённого действия зачастую может отличаться от того, который ожидался.

Примеры гомеостаза у млекопитающих:

• Регуляция количества минеральных веществ и воды в теле — осморегуляция. Осуществляется в почках.

• Удаление отходов процесса обмена веществ — выделение. Осуществляется экзокринными органами — почками, лёгкими, потовыми железами и желудочно-кишечным трактом.

• Регуляция температуры тела. Понижение температуры через потоотделение, разнообразные терморегулирующие реакции.

• Регуляция уровня глюкозы в крови. В основном осуществляется печенью, инсулином и глюкагоном, выделяемыми поджелудочной железой.

Важно отметить, что, хотя организм находится в равновесии, его физиологическое состояние может быть динамическим. Во многих организмах наблюдаются эндогенные изменения в форме циркадного, ультрадианного и инфрадианного ритмов. Так, даже находясь в гомеостазе, температура тела, кровяное давление, частота сердечных сокращений и большинство метаболических индикаторов не всегда находятся на постоянном уровне, но изменяются в течение времени.

Изменение гомеостаза может происходить под влиянием каких-либо внешних факторов, а также иметь эндогенное происхождение: интенсификация процессов метаболизма стремится изменить параметры гомеостаза. При этом активизация систем регуляции легко обеспечивает возврат их на стабильный уровень. Но, если в состоянии покоя у здорового человека эти процессы сбалансированы, и механизмы восстановления функционируют с запасом мощности, то при резком изменении условий существования, при заболеваниях они включаются с максимальной активностью. Процесс изменения функций организма, направленный на восстановление гомеостаза, целесообразнее называть гомеокинезом.

Совершенствование систем регуляции гомеостаза нашло отражение и в эволюционном развитии. Так, отсутствие системы поддержания постоянной температуры тела у хладнокровных, обусловив зависимость жизненных процессов от меняющейся внешней температуры, резко ограничило их эволюционное развитие. Наличие же такой системы у теплокровных обеспечило их расселение по всей планете и сделало такие организмы действительно свободными существами с высокой эволюционной потенцией.

В свою очередь, каждому человеку присущи индивидуальные функциональные возможности самих систем регуляции гомеостаза. Это во многом определяет выраженность реакции организма на любые воздействия, а в конечном счете сказывается и на продолжительности жизни.

Клеточный гомеостаз. Одним из своеобразных параметров гомеостаза является генетическая чистота клеточных популяций организма. За нормальной пролиферацией клеток следит иммунная система организма. В случае ее нарушения или нарушения считывания генетической информации, появляются клетки, чужеродные данному организму. Они подвергаются уничтожению упомянутой системой. С известной долей приближения можно сказать, что подобный механизм осуществляет и борьбу с поступлением в организм чужеродных клеток или их продуктов. И это также в компетенции системы иммунитета.