Итак, в организации живой природы мы имеем дело с пирамидой гомеостатических биосистем, сложным образом взаимодействующих между собой. Гомеостаз каждого уровня дает свой вклад в поддержание жизни на этом уровне и тем самым формирует следующий уровень организации жизни со своими собственными, уже более мощными гомеостатическими механизмами. В ответ он получает целесообразное изменение условий жизни - стабильность окружающих условий, улучшающую его собственный гомеостатический ресурс. Оригінальні привітання з днем народження для онуків
В основании этой пирамиды находится живая клетка. Жизненные процессы в клетке - это совокупность биофизических и биохимических процессов перемещения веществ и их химического преобразования - синтеза и сборки биополимерных молекул.
Идеи гомеостатического регулирования на этом уровне организации жизни имеют довольно узкую сферу применений. Свободноживущие клетки и одноклеточные организмы имеют достаточно мощные регуляторные механизмы для управления протеканием жизненных процессов и для сохранения структур, осуществляющих эти процессы. Изучение этих проблем и составляет ядро регуляционных концепций биохимии и цитологии.
Что касается постоянства внутриклеточной среды, то оно изучено довольно слабо. Можно говорить о постоянстве набора химических веществ, составляющих внутреннюю среду клетки и ее структур, но трудно говорить о постоянстве концентраций каких-либо молекул в ней. Эти концентрации, как и внутриклеточные физические параметры (температура, давление), как правило, в клетке не регулируются.
Поэтому термин "гомеостаз" применительно к нижним этажам жизненных явлений применяется, прежде всего, специалистами по другим уровням биосистем. И применяется, как правило, в расширительном его толковании - для описания факта постоянства структурных свойств биосистем.
Постоянства внутренней среды в клетке трудно ожидать хотя бы потому, что все транспортные процессы в ней, и многие - на ее границах, осуществляются пассивно. А при пассивном управлении (например, при переносе веществ путем диффузии) сами внутриклеточные концентрации оказываются в роли регуляторов жизненных процессов (точнее - регуляторами скоростей их протекания). Тем самым изменение внутренней среды оказывается необходимым для поддержания жизненных процессов в условиях меняющейся внешней среды. Именно нехватка каких-либо веществ в клетке ускоряет соответствующие "транспортные и производственные конвейеры".
В итоге жизнь клетки может быть обеспечена внутриклеточными механизмами только в очень узком (по сравнению с более высокими уровнями организации) диапазоне - в жидкостной среде, содержащей в достатке питательные вещества и кислород при нужных температурах и рН.
Суть организменных регуляции - а именно к ним мы теперь обращаемся - состоит в том. что следующий уровень организации жизни дает своим элементарным составляющим, клеткам, нужную им жидкостную среду. Гомеостаз целостного организма позволяет всем составляющим его клеткам жить в постоянных условиях внутренней среды.
Гомеостаз, таким образом, условие "свободной жизни" клеток, не самоцель, а только промежуточный результат, иерархически более "низкий" в отношении жизненных целой.
На организменном уровне постоянство внутренней среды возможно лишь при условии постоянного притока извне веществ для работы "химической машины" организма, непрерывно расходующей топливо, окислитель и сырье для своих производств. Другим условием постоянства является непрерывный отвод отходов производства.
Обе эти задачи решает физиологический комплекс систем организма, своего рода транспортный узел. Поэтому анализ концепции гомеостаза на организменном уровне всегда идет параллельно с анализом свойств биосистем как открытых систем. Здесь лежат корни двух методологически различающихся концепций моделирования гомеостаза: является ли гомеостаз "целью" соответствующих контуров, аналогичных системам автоматического регулирования с уставками, или гомеостаз следует трактовать как "побочный" результат системы управления транспортными потоками? К этим вопросам мы еще вернемся. А пока продолжим движение по "пирамиде гомеостаза" дальше. Физиологические регуляции в норме отлично справляются со своими функциями. Если в физиологическом комплексе возникают неполадки, их можно скорректировать инженерно-физиологическими методами [Новосельцев, 1983).
Однако как естественные, так и инженерно-физиологические механизмы способны эффективно выполнить задачу снабжения метаболической системы организма только при одном весьма существенном условии: в окружающей среде должны быть необходимые запасы, из которых физиологические источники будут черпать свои потоки. Границами организма, на которых должны находиться такие ресурсы, являются альвеолярные поверхности в легких (через них в организм поступает окислитель) и слизистые оболочки в желудочно-кишечном тракте (где возникают физиологические потоки топлива и субстратов).
Прочие статьи:
Ушастая сова (Asio otus)
Статус: обычный, широко распространенный вид, самый многочисленный в Беларуси [40].
В наших исследованиях этот вид доминирует в отношении занимания искусственных гнездовий. За 4 года исследований отмечено 42 случая заселения гнездовий. У ...
История и развитие хронобиологии
Хронобиология – наука, изучающая биоритмы.
С древних времен хорошо известно, что в зависимости от времени суток листья и лепестки растений могут совершать определенные движения. Еще в 1745 году Карл Линней опубликовал свои «цветочные час ...
Морфофункциональная организация
Таламус (thalamus), зрительный бугор, - ядерный комплекс, в котором происходит обработка и интеграция практически всех сигналов, идущих в кору большого мозга от спинного, среднего мозга, мозжечка, базальных ганглиев головного мозга. В ядр ...