Саморегуляция в животном организме. Понятие о функциональной системе

Одним из отличительных признаков живого организма, как известно, является саморегуляция – его способность автоматически устанавливать и поддерживать на определенном уровне параметры гомеостаза и интенсивность протекания ключевых физиологических процессов. В основе саморегуляции организма лежит, с одной стороны, существование нейрогуморальных механизмов регуляции физиологических функций, а с другой – наличие обратной связи между исполнительными органами и регулирующими их деятельность нервными центрами. Причем взаимодействие между регулирующей и регулируемой структурами осуществляется чаще всего по типу отрицательной обратной связи («плюс-минус взаимодействие» по Заводовскому, 1930-ые годы). Положительные обратные связи реализуются в животном организме, как правило, в условиях патологии и порождают т.н. «порочные круги». Так, например, отек и гиперемия в ткани при воспалении приводят к нарушению нормальной микроциркуляции (вплоть до полного стаза), что усиливает их проявление.

Примером отрицательной обратной связи в регуляции физиологических функций может служить механизм регуляции уровня глюкозы в периферической крови (см. рис. 3).

Поддержание ряда констант гомеостаза на относительно постоянном уровне достигается именно благодаря существованию отрицательных обратных связей между рецепторами, воспринимающими отклонение гомеостатических параметров от нормы, и регулирующими эти параметры нервными центрами. Причем эффективность саморегуляции сложно устроенного животного организма обеспечивает и тот факт, что механизмы, способствующие восстановлению к норме гомеостатических параметров, всегда превосходят по своей силе механизмы, нарушающие их («золотое правило нормы» П.К. Анохина).

 

повышение концентрации глюкозы в периферической крови

Рис. 3. Схема регуляции концентрации глюкозы в крови

 

В регуляции процессов жизнедеятельности животного организма в каждый данный момент его существования принимает участие не одна физиологическая система, а целая совокупность взаимодействующих между собой органов разных физиологических систем. Функциональная система – это самоорганизующееся, саморегулирующееся замкнутое динамическое образование, представленное совокупностью нервных элементов и исполнительных органов, взаимодействие между которыми обеспечивает достижение полезного приспособительного для организма результата. Все функциональные системы устроены по общему принципу (схема функциональной системы по П.К. Анохину представлена на рис. 4).

 

 

Рис. 4. Схема функциональной системы по П.К. Анохину

 

Примером функциональной системы может служить система, регулирующая артериальное давление. Ее нервный центр представлен определенными структурами спинного (вегетативные симпатические центры регуляции тонуса сосудов туловища и конечностей, а также парасимпатические центры регуляции тонуса сосудов нижней части туловища и нижних конечностей), продолговатого мозга (сосудодвигательный центр) и гипоталамуса (центр регуляции кровообращения). В качестве исполнительных органов этой системы выступают сердце, сосуды, почки, потовые железы, органы-депо крови, органы кроветворения и кроверазрушения и некоторые другие, которые своей деятельностью имеют отношение к регуляции объема циркулирующей крови и сосудистого тонуса.

Таким образом, в каждый данный момент жизнесуществования организма для поддержания его нормальной жизнедеятельности совокупно работают определенные органы из различных физиологических систем, регулируемые нервными и гуморальными механизмами регуляции.