Организм как целостная система

Лекционный материал

План:

1. Свойства организма как единого целого

2. Физиологические процессы, регуляция физиологических функций

3. Структура организма

4. Адаптация организма к условиям среды

Организм человека развивается в сложных условиях воздействия и взаимодействия внутренних и внешних факторов. На организм оказывают влияние различные факторы, в том числе, климатические, экологические и, особенно, социальные условия жизни.

К биологическим факторам относится: наследственность, конституция, возраст, пол.

Живой организм – это морфофункциональная целостность, части систем и подсистем которой находятся в определённом соподчинении друг другу. Единство организма как целого обеспечивается нейрогуморальной регуляцией. Нарушение нейрогуморальных связей – это прекращение существования организма как единого целого, это его смерть.

Различают несколько уровней организации живой материи и, соответственно, и уровней её познания. В медико-биологических исследованиях человека наиболее высоким уровнем познания является изучение целостного организма, его типичного строения, функционирования, групповых и индивидуальных вариаций.

В составе целостного организма выделяются анатомо-физиологические системы органов и системный подход к изучению, а также органный, тканевый, клеточный, субклеточный и молекулярный уровни организации живой материи. Системы органов – категории постоянные, не зависящие от этапа развития или особенностей функционирования. Иной смысл вкладывается в понятие функциональных систем. Согласно мнению известного русского физиолога П.К. Анохина, последние представляют собой динамическое объединение органов и структур тела, направленные на достижение жизненно важного для организма приспособительного результата и функционирующие по принципу саморегулирования. В состав функциональной системы вовлекаются органы, принадлежащие разным анатомическим системам.

Орган с анатомической точки зрения – это более или менее обособленная часть системы или аппарата, имеющая самостоятельное функциональное значение в организме.

Это возникшая в ходе эволюции система основных тканей, объединённых между собой общей функцией, строением и развитием, более или менее обособленная часть аппарата, имеющая самостоятельное функциональное значение в организме.

Схема строения органа включает рабочий элемент – паренхиму и опорную конструкцию, которая называется стромой. В изучении органов важно знать не только их внутреннее строение или устройство, но и топография.

Следующий уровень организации материи – тканевый. Ткань – комплекс элементов и неклеточных гистологических структур (симпласт, межклеточное вещество), объединённых общностью происхождения, строения и функции. Выделяют четыре основных вида тканей: эпителиальную, соединительную, мышечную и нервную. Каждый вид тканей, за исключением нервной, объединяет несколько разновидностей. Так, мышечная ткань подразделяется на гладкую, поперечно-полосатую и сердечную. Соединительные ткани или ткани внутренней среды включают 12 разновидностей.

Основной элемент тканей – клетка. В общебиологическом и эволюционном аспекте клетка представляет собой исторически возникшую нерасчленённую преемственно развивающуюся, самую элементарную и одновременно наиболее сложную живую систему. Клетки различаются размерами, формой, наличием отростков, внутренним содержанием. Обязательным компонентом клетки является ядро и цитоплазма. Наряду с клетками в организме имеются и неклеточные гистологические структуры (межклеточное вещество и симпласты). Клеточные структуры могут иметь упрощённое или усложнённое строение.

Внутриклеточные структуры представляют субклеточный уровень организации живой материи. В состав клетки входят такие части как ядро, цитоплазма и клеточная мембрана (оболочка клетки). В ядре различают кариоплазму, ядрышко и ядерную мембрану. В цитоплазме располагаются органоиды общего и специального значения, включения и гиалоплазма. Органоиды - это постоянные структуры клетки, выполняющие специальные функции. Включения - непостоянные образования клетки, образующиеся в результате обмена веществ. Ядро и содержащиеся в нём хромосомы, состоящие из дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) - материальные носители наследственной информации. Органоиды общего значения (аппарат Гольджи, митохондрии, клеточный центр, эндоплазматическая сеть, рибосомы, лизосомы и др.) постоянные структуры каждой клетки, обеспечивающие её функционирование. Митохондрии обеспечивают клетку энергией за счёт распада аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), эндоплазматическая сеть и рибосомы - место синтеза белковых веществ, лизосомы своими ферментами обеспечивают внутриклеточное пищеварение и защиту клетки, осуществляют санитарные функции.

Органоиды специального назначения – это постоянные структуры клеток определённых тканей. К ним относятся тонофибриллы, реснички, микроворсинки, миофибриллы, нейрофибриллы.

В организме человека более ста триллионов клеток, а клетки, в свою очередь, представляют сложную микросистему, которая отличается определённой структурно-функциональной организацией и многосторонними взаимодействиями с другими клетками.

Следующий уровень организации живой материи – молекулярный. Уже на этом уровне в живом организме отмечается усложнение, большое число элементов, образование макромолекул и их комплексов, что связано с хранением, в частности, генетической информации в молекуле ДНК, которая обеспечивает онтогенез организма и самовоспроизведение, т.е. сохранение и эволюцию видовых признаков в филогенезе.

Структура молекулы ДНК определяет структуру РНК (рибонуклеиновая кислота) и далее белков, а затем структуру и поведение клетки, ткани, организма в целом. Структура молекулы ДНК меняется только под влиянием внешних воздействий, например, различных излучений, а также спонтанно. В молекуле ДНК нет механизма обратной связи, которая вызвала бы перестройку хромосом, генетического кода и выбор иного пути филогенеза, т.е. исторического развития.

Таким образом, клетка представляет собой сложную структуру, которая обменивается энергией и химическими веществами с окружающей средой, делится на части (дочерние клетки такой же структуры), дифференцируется, перемещается, меняет свою структуру и поведение при изменении внешней среды.

Таким образом, структура клеток, тканей, органов и самих организмов, как и их поведение, определяется наследственной, генетической информацией, а молекула ДНК выступает как единственная структура, способная хранить генетический код, гарантирующий самовоспроизведение организмов.

Основой жизнедеятельности организма являются физиологические процессы – сложная форма взаимодействия и единства биохимических и физиологических реакций, получившая в живой материи качественно новое (биологическое) содержание. Физиологические процессы лежат в основе физиологических функций.

Физиологические функции с некоторой долей условности можно разделить на соматические (телесные, свойственные животным) и вегететивные (свойственные и животным, и растениям). Соматические функции – это ответные реакции организма (преимущественно двигательные) на действие раздражителей внешней и внутренней среды. Вегетативные функции – это функции, обеспечивающие рост, размножение, обмен веществ. Нормальное функционирование органа или организма в целом тесно связано с его структурой, морфологическими особенностями. Всякое нарушение в структуре ведет к расстройству функции.

Интенсивность, выраженность физиологических реакций в ответ на действие раздражителей завистит от индивидуальных особенностей, генетической программы развития человека.

Одной из форм проявления жизнедеятельности является рефлекс – реакция организма на раздражение, реализуемая через центральную нервную систему. Энергия раздражителя вызывает рефлекторный ответ через систему рецепторов, нервных проводников, центральную нервную систему и исполнительные органы.

В элементарной схеме рефлекса можно выделить рецепторную (воспринимающую раздражитель) часть, проводниковый отдел, центральный аппарат анализа раздражителя и исполнительный прибор (эффектор). Эффектор связан с центральным аппаратом регуляции посредством обратной афферентации.

Деятельность всех структур организма, начиная, с клетки и заканчивая системой органов, согласована и подчинена единому целому. Каждая структурная единица вносит свой вклад в функционирование организма. Однако, организм это не просто совокупность отдельных структур, а качественно новое единое целое, с особыми свойствами.

Все процессы жизнедеятельности организма осуществляются только при условии сохранения относительного постоянства внутренней среды организма. Способность сохранять постоянство химического состава и физико-химических свойств внутренней среды называется гомеостазом. Клеточный, тканевый, органный и другие формы гомеостаза координируются нейрогуморальными факторами, а также общим изменением уровня обменных процессов. Границы гомеостаза являются динамичными.

В организме непрерывно на всех уровнях организации происходят процессы саморегуляции физиологических функций, создающие необходимые условия для жизнедеятельности организма. С помощью механизма саморегуляции у человека поддерживается относительно постоянный уровень кровяного давления, температуры тела, физико-химических свойств крови и др. Жидкие среды организма осуществляют так называемую гуморальную регуляцию в организме. В процессе эволюции, по мере развития и усложнения организмов, в осуществлении связи между отдельными его структурными элементами и в обеспечении всей его деятельности первостепенную роль начинает приобретать нервная регуляция, которая осуществляется всё более усложняющейся нервной системой. Нервная система объединяет все клетки, ткани, органы и системы, т.е. различные уровни организации живого существа в единое целое, изменяет и регулирует их деятельность, осуществляет связь организма с окружающей средой. Центральная нервная система и её высший отдел - кора больших полушарий головного мозга, весьма тонко и точно воспринимает изменения окружающей среды и внутреннего строения организма.

Управление процессами жизнедеятельности в организме строится по принципу системной иерархичности: элементарные процессы жизнедеятельности подчинены системным зависимостям. Высший уровень регуляции физиологически функций целостного организма и взаимоотношение его со средой обеспечивается центральной нервной системой (I уровень регуляции).

Второй уровень регуляции обеспечивается вегетативной нервной системой (2 уровень регуляции). Она регулирует функцию внутренних органов, главным образом, их специфическую активность (например, усиливает или угнетает функцию сердца, силу и частоту сокращений и др.).

Третий уровень регуляции осуществляется эндокринной системой (3 уровень регуляции). Эндокринные железы выделяют в кровь гормоны - химически активные вещества, активирующие или тормозящие работу ферментных систем, а через них – физиологические функции целостного организма.

Четвёртый уровень регуляции - это неспецифическая регуляция физиологических функций, осуществляемая жидкими средами организма (кровь, лимфа, тканевая жидкость).

В целостном организме все эти уровни регуляции находятся во взаимной связи, обеспечивая получение полезного результата функционирования как отдельного органа, системы, так и организма в целом. В этом проявляется системность регуляции физиологических функций целостного организма.

Процессы жизнедеятельности организма периодически усиливаются и ослабевают под действием экзогенных и эндогенных факторов (биологическая ритмичность). В соответствиии с классификацией, предложенной Ф. Халбертом, можно выделить биоритмы высокой частоты (с периодом от 20 ч до 28 ч – циркадианные (околосуточные) и от 28 ч до 6 суток – инфрадианные). К биоритмама низкой частоты относятся околонедельные и околомесячные. Выделены также сезонные, годичные и многолетние ритмы.

В конце прошлого века немецкий врач В. Флисс заметил, что некоторые заболевания обостряются с периодичностью 23 дня (у мужчин) и 28 дней (у женщин). Позднее австрийский профессор А. Тельштер обратил внимание на 33-дневные колебания трудоспособности студентов. В последующие годы сложилась теория биоритмов физической, эмоциональной и интеллектуальной активности. В той триаде максимальный уровень физической, эмоциональной и интеллектуальной активности наблюдается с периодичностью соответственно 23, 28 и 33 дня.

Наиболее высокий уровень физиологической активности в течение суток у человека отмечается между 8-13 и 16-19 ч. К этому времени могут быть приурочены сложные виды трудовой деятельности или тяжелые физические нагрузки. В эти же часы наблюдается и более высокая экономичность выполнения работы по сравнению с послеобеденным или ночным временем суток.

Известны колебания физиологической активности на протяжении года или нескольких лет. Сезонные и годичные ритмы связаны с изменением высоты стояния солнца над горизонтом. Основой биологических ритмов являются внутренние (эндогенные) механизмы отсчета времени.

Ритмические изменения поведения сохраняются даже в том случае, если внешние факторы остаются неизменными или, напротив, резко изменяются. Например, изменение температуры внешней среды не может существенно изменить суточные колебания температуры тела.

Таким образом, биологические ритмы – это, в конечном итоге, результат системного отражения организмом экзогенных факторов на основе внутреннего, природного ритма биологический активности.

Адаптация (приспособление) в самом общем виде может быть определена как совокупность приспособительных реакций и морфологических изменений, позволяющих организму сохранять относительное постоянство внутренней среды в изменяющихся условиях внешней среды. Это эффективная и экономная, адекватная приспособительная деятельность организма к воздействию факторов внешней среды.

Согласно представлениям П.К. Анохина, адаптацию следует рассматривать как формирование новой функциональной системы, в которой заложен приспособительный эффект.

Адаптация на клеточном уровне сопряжена с активацией энергетических и пластических процессов. Основным механизмом клеточной адаптации является поддержание постоянства основного энергетического соединения – АТФ.

Адаптация человека к условиям среды носит ярко выраженный социальный характер. Она не является пассивной реакцией организма, она представляет собой активный процесс приспособления всех органов и систем, а также психической деятельности к соответствующим условиям коллектива.

Мерой адаптации является уровень здоровья, который определяется сохранностью гомеостаза (устойчивости внутренней среды организма) как в состоянии покоя, так и в субэкстремальных и экстремальных ситуациях.

Адаптация вместе с саморегуляцией поддерживает основные параметры организма в физиологических пределах, увеличивает мощность гомеостатических систем, обеспечивающих стабильность в изменяющихся условиях среды.

Здоровье человека как целостное состояние организма, характеризующееся определённой устойчивостью гомеостаза, является понятием многомерным и динамическим. Многомерность его определяется различными системами, участвующими в поддержании конкретного состояния, уровня здоровья. Все они связаны между собой, соподчинены, и уровень их функциональной активности может быть выражен количественно.

Целесообразно выделить несколько параметров, определяющих адаптивные возможности организма:

· уровень и гармоничность физического развития;

· резервные возможности основных физиологических систем;

· уровень иммунной защиты и неспецифической резистентности организма;

· наличие (или отсутствие) хронического заболевания, дефекта развития;

· уровень морально-волевых и ценностно-мотивационных установок

В зависимости от степени проявления эти показатели могут позитивно или негативно влиять на здоровье как целостное состояние организма. Например, при гармоничном физическом развитии и хороших резервах сердечно-сосудистой системы у человека может быть низким уровень иммунитета, закалённости и, в результате, частые простуды, склонность к обострению имеющегося хронического заболевания.

Физическое развитие человека тесно связано с функциональным состоянием организма. Последнее определяется резервными возможностями его основных систем, деятельность которых зависит от механизмов регуляции. Именно от состояния этих механизмов, их совершенства зависит эффективность процессов адаптации в бытовых и производственных условиях, а также в случае болезни.

Дата добавления: 2017-02-01