Глава 11. Организм как система

Любой организм - это сложная замкнутая открытая система, упорядоченность которой обеспечивается постоянным обменом веществами и энергией с внешней средой. В основе этой системы лежат сложные структуры органических веществ, организованные еще в более сложную структуру – живую клетку. В многоклеточном организме человека эти клетки объединены в группы, выполняющие определенные функции, такие группы клеток называются тканями. Все разнообразие тканей организма может быть сведено к 4 группам.

1. Эпителиальные ткани – это пограничная ткань между клетками, выполняющими разные функции, а также покровные ткани всего организма и отдельных органов и систем. Эпителий выстилает и внутреннюю поверхность полостей и путей организма. Через эпителиальную ткань происходит обмен веществ организма с окружающей средой. Клетки эпителиальной ткани очень плотно прилегают друг к другу, межклеточного вещества мало, и потому клетки эпителиальной ткани обеспечивают достаточно надежную защиту от болезнетворных микроорганизмов и чужеродных веществ – ксенобиотиков. В силу постоянного разнообразного внешнего воздействия клетки эпителия постоянно в больших количествах гибнут и также постоянно заменяются новыми благодаря их способности к быстрому размножению. Различают кожный эпителий, кишечный и дыхательный.

Кожный эпителий многослойный, к нему наряду с эпидермисом (многослойным поверхностным покровом тела) и нижним слоем (собственно кожей), прилегающим к мышцам, относят ногти и волосы.

Кишечный эпителий однослойный. Он не только выстилает внешнюю и внутреннюю поверхность пищеварительных путей, но и формирует основные железы внутренней секреции организма: поджелудочную железу, печень, слюнные железы, потовые и другие. Продукты расщепления питательных веществ всасываются кишечным эпителием и попадают в кровеносные сосуды.

Дыхательные пути выстланы мерцательным эпителием. Его клетки имеют обращенные кнаружи подвижные реснички. С их помощью из дыхательных путей организма удаляются попавшие с воздухом твердые частицы.

2. Соединительные ткани или ткани внутренней среды организма. Клетки этой ткани благодаря особым свойствам интенсивно развитого межклеточного вещества выполняют, прежде всего, опорную и питательную функции. К соединительной ткани относятся кровь, лимфа, хрящевая, костная, жировая ткани.

3. Мышечная сократительная ткань. В цитоплазме клеток этой ткани находятся тончайшие нити, способные к сокращению. Выделяют гладкую и поперечно-полосатую мышечную ткани. Гладкая мышечная ткань входит в состав стенок внутренних органов (желудок, кишечник, мочевой пузырь, кровеносные сосуды). Поперечно-полосатые мышцы подразделяются на скелетные и сердечные.

4. Ткани нервной системы. Структурной единицей нервной ткани является нервная клетка - нейрон. Нейрон состоит из тела и отростков. Тело нейрона может иметь разнообразную форму – овальную, звездную, многоугольную. Еще более разнообразны по размерам, форме, разветвленности отростки нейронов. Из длинных отростков нейронов формируются нервные волокна. Основное свойство нейронов - способность возбуждаться в ответ на внешнее (по отношению к нейрону) воздействие и передавать это возбуждение по нервным волокнам другим нейронам и клеткам других тканей.

Различные группы тканей сочетаются между собой и образуют органы. Орган занимает постоянное положение в организме, частью которого является. У него определенное строение, форма и функции. В форме и величине органов наблюдаются индивидуальные, половые и возрастные различия. Все органы организма находятся в тесном взаимодействии. Органы, объединенные общей функцией и происхождением, составляют систему органов. Органы, объединенные общей физиологической функцией, составляют физиологическую систему органов. К физиологическим системам относят:

· покровную систему – это кожа и слизистые оболочки, выстилающие внутреннюю поверхность полостей и путей организма;

· пищеварительную систему, функция которой преобразование исходных продуктов в вещества, усвояемые организмом. Она включает органы ротовой полости (язык, зубы, слюнные железы, глотку), пищевод, желудок, кишечник, печень, поджелудочную железу;

· кровеносную систему, состоящую из сердца и кровеносных сосудов, функция которой обеспечение гуморальной (химической) взаимосвязи между системами организма и транспорт веществ ко всем клеткам всех органов и тканей;

· дыхательную систему, обеспечивающую газообмен организма со средой и состоящую из носовой полости, носоглотки, гортани, бронхов и легких. В легких воздух соприкасается с густой сетью кровеносных сосудов, при этом происходит обмен кислородом и углекислым газом.

· выделительную систему, выполняющую функцию удаления жидких продуктов обмена веществ. Основными органами этой системы являются почки. В них образуется моча, которая по мочеточникам поступает в мочевой пузырь, где накапливается и периодически выбрасывается из организма;

· половая система выполняет функцию размножения. К ней относятся мужские половые железы – семенники, и женские половые железы – яичники, в которых формируются соответственно мужские и женские половые клетки. К половой системе женского организма относится также и матка, в которой идет развитие плода;

· нервная система объединяет все другие системы, регулирует и согласовывает их деятельность. Также посредством чувствительных клеток – рецепторов, расположенных в органах чувств, поддерживается постоянная связь организма с окружающей средой, что позволяет регулировать поведение в соответствии с условиями среды;

· костная система;

· мышечная система.

Эти две системы выполняют одни и те же функции: опорную и двигательную, - поэтому их объединяют в единый опорно-двигательный аппарат.

Организм - упорядоченная, а, следовательно, неустойчивая система. Упорядоченность структуры в организме поддерживается равновесием двух процессов: распадом и синтезом.

Организм находится под постоянным воздействием факторов внешней среды, нарушающих его упорядоченную структуру. Поэтому живой организм должен постоянно отвечать на те изменения, которые происходят в нем самом и в окружающей среде. Для сохранения организма как единого целого, необходима постоянная работа по восстановлению разрушающихся структур. Такая работа требует постоянного притока источников энергии, строительных материалов, веществ необходимых для регуляции его жизнедеятельности, которые поступают из внешней среды. Следовательно, организм - это открытая система, постоянно обменивающаяся веществами и энергией с внешней средой. Существование организма было бы просто невозможно, если бы он не реагировал на недостаток воды, кислорода, изменение температуры, проникновение вредных веществ или был бы безразличен к пище. Реакции организма направлены на то, чтобы удовлетворить возникшие анатомо-физиологические потребности (голод, жажда и др.), защитить от вредных воздействий и приспособить к изменяющимся условиям среды.

Для поддержания равновесия в организме в ответ на изменения внешних условий необходима разная степень интенсивности обмена веществ в разных системах, органах, тканях, клетках, только в этом случае организм сможет сохранить свою упорядоченность в меняющихся условиях. Одновременно для нормальной жизнедеятельности организма необходимо определенное постоянство химического состава, физико-химических свойств клеток и тканей. Саморегуляция и поддержание этого относительного физико-химического постоянства внутренней среды (гомеостаза) является одной из важнейших функций организма как системы.

Другой важнейшей функцией организма является психическая функция. Цель - поддержание непрерывного взаимодействия с внешним миром, которое достигается с помощью психической деятельности. Благодаря ей человек формирует мысленную картину окружающего мира и в соответствии с ней управляет своим поведением, в том числе связанным с удовлетворением анатомо-физиологических потребностей организма и поддержанием гомеостаза внутренней среды.

Гомеостаз в организме человека регулируется двумя взаимосвязанными процессами:

- Гуморальная регуляция: осуществляется продуктами обмена веществ разных клеток и тканей, которые разносятся кровью ко всем клеткам организма и влияют на характер обмена веществ в этих клетках. Таким образом, гуморальная регуляция не имеет точного адреса и одинаково воздействует на все клетки организма. Но разные клетки тканей и органов по-разному чувствительны к одному и тому же химическому продукту.

- Нервная регуляция: все органы и ткани пронизаны системами нервных клеток связанных с ЦНС. Изменение характера обмена веществ, происходящее в какой-либо ткани, вызывает соответствующий сигнал, который с высокой скоростью поступает в ЦНС и таким же нервным путем вызывает изменения обмена веществ в других тканях или органах. Так как любые изменения в обмене веществ клеток приводят к изменению химического состава или количественного соотношения продуктов реакций, которые в свою очередь являются гуморальным регулятором жизнедеятельности других органов. Нервная и гуморальная реакции в организме связаны неразрывно.

Природа потребностей человека

Потребности человека делятся на две группы: биологические и социальные. Деление условное. К биологическим потребностям человека относятся: потребность продолжения рода, потребность в пище, потребность в определенном режиме, потребности факторов неживой природы. Удовлетворение всех этих анатомо-физиологических потребностей у человека и высших животных связано не только с физиологическими реакциями организма на изменения внешней среды, но и с активным поведением. Следовательно, к числу биологических потребностей относят потребность в двигательной активности, потребность ориентировки в пространстве и во времени, потребность в познании окружающего мира, потребность в психоэмоциональном контакте. Все эти потребности являются общими как для человека, так и для всех высших животных. В процессе социальной эволюции человеческого общества поведенческие потребности существенно трансформировались. Потребность в познании и ориентировке развилась в потребность получения максимально полной информации об окружающем мире, потребность в двигательной активности во многом трансформировалась в трудовую потребность. Потребность во вхождении в трудовую группу превратилась в потребность в определенном социокультурном климате. Подобная трансформация в свою очередь была связана с тем, что адаптивные возможности человека к условиям среды обитания существенно отличаются от способностей животных. Если адаптивные способности поведения животных в основном зависят от генетически закрепленных инстинктов поведения, то адаптивное поведение человека в свою очередь зависит от его способности к обучению и анализу его жизненного опыта. С момента перехода от потребления естественных природных ресурсов к производству средств удовлетворения, основных биологических потребностей способ их удовлетворения зависит от социальных отношений. Социальные отношения стали определять не только способ удовлетворения, но и формировать новые потребности. В процессе биологической эволюции человек потерял природную теплоизоляцию в виде шерсти. По мере расселения в умеренных и северных широтах для удовлетворения одной из основных потребностей в оптимальной температуре развилась потребность в искусственной теплоизоляции в виде одежды. С усложнением социальных отношений одежда стала не только средством теплоизоляции, но и способом объявить о своей принадлежности к определенной социальной группе или индивидуальности. В этом лежат истоки: 1) традиций в одежде; 2) стремления одеваться модно. То есть, анатомо-физиологическая потребность в теплоизоляции, поведенческая потребность в создании этой изоляции сомкнулись с поведенческой потребностью принадлежать к определенной группе и потребностью выделиться в этой группе. Отсюда воздействие социально-культурных потребностей в одежде не только просто обладать теплоизоляционными свойствами, а соответствовать своему социальному статусу и сохранять индивидуальность. Нередко социальные потребности, развившиеся на основе биологических потребностей, в одном этносе становились препятствием для реализации сложившихся потребностей в другом этносе. Пример: экологические условия Ближнего Востока делали опасным для здоровья людей широкое потребление свинины, так как существующие методы естественного консервирования этого продукта в данных климатических условиях не обеспечивали его инфекционную безопасность. Жизненный опыт поколений вылился в традицию, запрещающую народам этого региона потреблять свинину. Эта традиция закрепилась в иудаизме и исламе в качестве религиозной нормы. Географическое распространение ислама привело эту религию на Кавказ, где предки адыгов и черкесов - нарты подобно всем европейцам разводили свиней, так как дубовые леса и мягкий климат обеспечивали возможность их пастбища в течение почти всего года. Соответственно широким было и потребление свинины. Принятие ислама привело к отказу от высокопитательного традиционного продукта питания. Развитие социальных отношений и связанное с ним разделение труда привело к возникновению товарообмена и сделало удовлетворение основных потребностей человека тоже товаром, то есть товаром стали не только пища, одежда, но и услуги, оказываемые членами общества друг другу. По мере развития социальных отношений росло производство. Рост производства создавал новые товары, что стимулировало трансформацию уже имеющихся потребностей в новые и так продолжается до сих пор. Чем больше производственные возможности человека, тем больше они стимулируют рост потребностей человека в новых товарах. До последнего времени считалось, что рост потребностей человека в новых товарах является неограниченным. Однако уже достижение развитыми экономическими странами возможности обеспечить все свое население необходимыми для рационального питания продуктами показало, что рост и удовлетворение растущих потребностей в пищевых продуктах оказывает отрицательное влияние на здоровье людей. Одновременно статистика ВОЗ показывает, что постоянный рост производства в мире практически совпадает (коррелирует) с падением уровня здоровья человечества. Отсюда возникла идея о том, что точно так же как основные биологические потребности человека ограничиваются критерием сохранения здоровье, так же и рост потребности в товарах должен ограничиваться этим критерием. Однако если несоблюдение этого критерия при удовлетворении чисто биологических потребностей конкретным человеком приводит к конкретному нарушению его собственного здоровья, то применение этого критерия к товарному потреблению менее наглядно.

Реализация потребностей человека в комфортном жилье, одежде, транспорте, качественной разнообразной обильной пищи, научной художественно–эмоциональной информации при соблюдении им лично норм так называемого здорового образа жизни на его собственном здоровье может и не сказаться, но само развитие производства, обеспечивающего удовлетворение всех этих потребностей, сказывается на здоровье множества других людей. Чем больше кажущаяся независимость человеческого общества от природных условий, тем сильнее ответный удар по человечеству самих изменений в природе, но для конкретного человека эта причинно-следственная часть оказывается достаточно отдаленной. В связи с этим выдвигаются концепции так называемого устойчивого развития, когда человечество сможет сознательно ограничивать по крайней мере количественный рост своих потребностей в товарах, то есть устойчивое развитие - это не прекращение производства и отказ от дальнейшего научного социального прогресса вообще, а развитие, подчиненное единой цели сохранения устойчивого динамического равновесия в биосфере, и тем самым обеспечение существования человечества как вида. Призывы вернуться к прошлому, когда подобно охотникам и собирателям люди находились в полной гармонии с природой явились не менее человеконенавистническими, чем отказ от ограничения потребностей.

В основе концепции устойчивого развития положены принципы рационального природопользования. В основе этих принципов лежат следующие положения:

- Любое вмешательство человека с производственными целями в естественную природную среду не должно носить размеры, нарушающие динамическое равновесие экосистемы.

- Если сохранение динамического равновесия естественным путем невозможно, одновременно с развитием производства должны развиваться механизмы, обеспечивающие это равновесие искусственным путем: а) препятствия для загрязнения среды; б) переработка веществ, создаваемых производством в виде продукции или отходов, не свойственных естественной природе, в компоненты, способные включаться в круговорот веществ экосистемы; в) если развитие производства связано с потреблением не возобновляемых природных ресурсов, масштабы их изъятия должны быть, с одной стороны, ограниченными, обеспечивающими существование экосистемы за счет других ресурсов, а, с другой стороны, сопровождаться одновременным поиском других ресурсов, позволяющих удовлетворять те же потребности людей.

Здоровье как динамическое равновесие открытой замкнутой системы

Любая серьезная опасность нарушения гомеостаза порождает компенсаторные процессы, направленные на нейтрализацию такой угрозы и стабилизацию внутренних параметров в пределах нормы. Генетические основы адаптации — тенденция к устойчивости диапазона адаптивных реакций вокруг некоторых средних значений, связанная с особенностями наследования полученных признаков.

Действие компенсаторных процессов ограничено определенными рамками (нормой реакции). Превышение этих пределов вызывает патологические изменения в организме. Итак, иными словами, здоровье — это генетическая норма реакции на воздействия окружающей среды. Болезнь — это превышение силы воздействия над пределами нормы реакции. Приспособляемость отдельного организма может возрасти в результате акклиматизации, тренировки, обучения, использования лекарств, вакцинации. Однако она все равно будет оставаться в пределах наследственно обусловленной нормы реакции.