Живой организм как система.

Организм является самой сложной из существующих систем. Причем ни одна из технических систем не имеет такого количества элементов и такого количества связей между ними. Например, только в коре головного мозга человека содержится около 14 миллиардов нейронов, а число потенциальных связей между ними в 100 раз больше.

Существующие у живых организмов способы регуляции имеют много общих черт с регулирующими устройствами в не­живых системах, таких как машины. И в том и в другом случае стабильность достигается благодаря определенной форме управления. Винер в 1948 г. дал науке об управлении название кибернетики (от греч. cybernos – рулевой). Кибернетика занимается, в част­ности, общими закономерностями регулирования в живых и неживых системах.

С кибернетических позиций под системой понимается совокупность элементов, определенным образом связанных и взаимодействующих между собой, где элемент - неделимая на данном уровне рассмотрения подсистема. Из определений следует, что эти понятия относительны, так как один и тот же объект может быть на одном уровне рассмотрения системой, на другом - элементом. Например, организм состоит из клеток и может рассматриваться как система клеток. В то же время отдельный организм является элемен­том такой биологической системы, как популяция или же сама клетка может быть представлена как система составляющих ее элементов.

Таким образом, живой организм является сложной многокомпонентной системой, все составляющие которой скоординировано функционируют с целью успешного приспособления организма к условиям окружающей среды. Это достигается благодаря наличию в живых организмах различных регуляторных механизмов, которые принято делить на нервные и гуморальные. Первые используют для передачи и переработки информации структуры нервной системы (нейроны) и им­пульсы электрических потенциалов, вторые – жидкую внутреннюю среду и молекулы химических веществ.

Нервная регуляция обеспечивает быструю и направленную передачу сигналов, которые в виде нервных импульсов по соответствующим (эфферентным) нервным проводникам поступают к определенному адресату - объекту регуляции. Быстрая передача сигналов (до 80-120 м/с) без затухания и потери энер­гии обусловлена свойствами проводящих возбуждения структур, преиму­щественно состоянием их мембран. Нервной регуляции подлежат как сома­тические (деятельность скелетной мускулатуры), так и вегетативные (де­ятельность внутренних органов) функции.

Гуморальная регуляция представляет собой способ передачи регули­рующей информации к эффекторам через жидкую внутреннюю среду организма (кровь, лимфу, цереброспинальную, тканевую и клеточную жидкость) с помощью молекул химических веществ, выделяемых клетками или специа­лизированными тканями и органами. Этот вид регуляции жизнедеятельности может обеспечивать как относительно автономный местный обмен информа­цией об особенностях метаболизма и функций клеток и тканей, так и сис­темный эфферентный канал информационной связи, находящейся в большей или меньшей зависимости от нервных процессов восприятия и переработки информации о состоянии внешней и внутренней среды.

При всем многообразии механизмов нервной и гуморальной регуляции в реальных живых системах они, как правило, не представлены в чистом виде, а являются частями единой нейро-гуморальной системы регуляции физиологичес­ких функций, деление которой на нервный и гуморальный компоненты весь­ма условно. Вместе с тем орга­низм является сложнейшей иерархически упорядоченной системой, и регуля­ция его деятельности носит системный характер, т.е. не определяется простой арифметической суммой составляющих его элементов, а проявляется перестройкой всей совокупности взаимоотноше­ний и взаимосвязей внутри системы. Очевидно, что механизмы реализации системного принципа регуляции весьма сложны и разнообразны, особенно принимая во внимание динамичность, то есть пос­тоянную изменчивость организации и функций живой системы.

Так, поддержание постоянной температуры тела организма человека в условиях холода не может быть сведена только к нейрогуморальным реакциям (сужение кровеносных сосудов кожи и ее побледнение, выработка тепла за счет непроизвольного сокращения мышц – дрожи и др.). Перестройка метаболизма и функций затрагивает все без исключения органы и физиологические систе­мы организма, меняется и характер питания, и образ жизни, и поведение. Более того, изменения затрагивают не только биологическую, но и социальную сущ­ность живой системы (теплая одежда, обогреватели, подача тепла в жилища и т.д.).

Таким образом, все, и нервные и гуморальные, механизмы управления жизнедеятельностью организма являются звеньями сложного целостного реагиро­вания, конечной целью которого является приспособление живой системы к среде обитания, т.е. адаптация.