1.5.3. Системный подход к функционированию организма

Поддержание показателей внутренней среды организма на постоянном уровне осуществляется с помощью регуляции деятельности различных органов и физиологических систем, объединяемых в единую функциональную систему – организм. Представление о функциональных системах было разработано физиологом П.К. Анохиным. Функциональная система – динамическая структура, деятельность которой направлена на достижение полезного для организма приспособительного результата (смотри рисунок 1.5.23).

Из рисунка видно, что функциональная система включает следующие элементы: 1) управляющее устройство – нервный центр; 2) выходные каналы, посредством которых осуществляется связь с рабочими органами (эффекторы) – нервная и гормональная регуляция; 3) исполнительные органы – эффекторы, обеспечивающие в ходе физиологической деятельности поддержание регулируемого процесса показателя на некотором оптимальном уровне (полезный результат деятельности функциональной системы); 4) рецепторные системы, воспринимающие информацию о параметрах отклонения регулируемого процесса показателя от оптимального уровня; 5) канал обратной связи (входные каналы) с передачей информации от рецепторов к нервному центру.

Афферентные импульсы от рецепторов результата по каналам обратной связи поступают в нервный центр, регулирующий тот или иной показатель. Например, при увеличении артериального давления крови в большей степени начинают раздражаться барорецепторы рефлексогенных сосудистых зон, в результате чего увеличивается поток импульсов в центральную систему – центр кровообращения (об этом подробнее рассматривалось в разделе 1.5.2.2). Взаимодействие нейронов этого центра и изменения интенсивности эфферентной импульсации ведут к ослаблению деятельности сердца и расширению кровеносных сосудов. Артериальное давление понижается и после ряда колебаний возвращается к нормальной величине.

Подобные принципы работы, обеспечивающие поддержание жизнедеятельности в различных условиях среды, называются процессом адаптации.

	Большой запас устойчивости органов и систем организма при реализации специфических функций и минимальный расход энергии на уровне работы позволяет нашему организму, к примеру, сохранять работоспособность в условиях стресса.

Адаптивные механизмы в организме включаются после начала действия раздражителей и обеспечивают надежность функционирования систем организма. Например, с началом бега усиливается деятельность сердца, учащается дыхание. Если мышца человека, находящегося в покое, использует около 30 открытых капилляров на 1 мм³ ее поперечного сечения, то при максимальной физической нагрузке в ней начинают функционирует до 3000 открытых капилляров на 1 мм². Увеличивается частота сердечных сокращений: если в покое она составляет 60-80 ударов в минуту, во время быстрого бега – 150-200 ударов в минуту. Возрастает расход тепла и энергии – в условиях температуры комфорта и натощак расход энергии составляет около 70 килокалорий в час, при тяжелой физической работе – 700 килокалорий в час и более. Таким образом относительная стабильность показателей внутренней среды организма является результатом согласованной деятельности многих функциональных систем.

	Все функциональные системы гомеостатического уровня фактически объединяются в единую функциональную систему гомеостаза.

Надежность функционирования физиологических систем основана на том, что в организме подсистемы жизнеобеспечения и подсистемы, отвечающие за выполнение специфических функций, реализуются таким образом, что специфическая функция клеток или тканей включается в подсистемы жизнеобеспечения на следующем уровне организации (органов, систем органов или организма в целом). Схематически эта закономерность отображена в таблице 1.5.3.

Таблица 1.5.3. Включение специфических функций клеток или тканей в подсистемы жизнеобеспечения на уровнях организации

Благодаря динамической организации функциональных систем организма и взаимосвязи подсистемы жизнеобеспечения и подсистемы, отвечающий за реализацию специфических функций, обеспечивается исключительная устойчивость метаболических реакций организма как в состоянии покоя, так и в состоянии его повышенной активности в окружающей среде.