Какое значение имеют гемеостатические процессы и адаптация для взаимодействия организма с окружающей средой?

Каждая гомеостатическая сеть стремится сохранить свою целостность функциональных связей до тех пор, пока не истрачен запас внутреннего противоречия.

Исчерпывание запаса противоречия приводит к разрыву обратных связей в гомеостате и образованию свободных валентностей. Свободные валентные связи замыкаются на другие гомеостаты (прежде всего родственные по носителю информации), и новая гомеостатическая система использует обобщенные запасы противоречия. При исчезновении действующего фактора, на который расходовался запас противоречия, по мере восстановления его восстанавливается первичная структура и исходные гомеостатические сети разъединяются. Этот процесс называется компенсацией.

При невозможности разъединиться, когда при объединении произошли необратимые изменения сетевых структур, процесс называется адаптацией. В этом случае исчезновение действующего фактора, который вызвал объединение, сужает границы нормы реакции и гомеостат оказывается в патологическом состоянии (плата за адаптацию).

Динамичность образования новых конфигураций в гомеостатических сетях живых организмов постепенно возрастает в направлении физиологическая психофизиологическая - психическая системы. На уровне мозговых структур "гипоталамус - кора головного мозга" динамика приобретает достаточно выраженный характер вплоть до так называемых статистических ансамблей гомеостатов, которые достаточно легко перестраиваются под сиюминутные задачи управления случайных флуктуаций среды обитания.

Можно выделить пять основных типов таких процессов:

1. Гомеостатические процессы в узком смысле слова — процессы, направленные на поддержание определенного состояния системы.

Под состоянием системы в данном случае понимается одно или много глобальных, обычно поддающихся измерению, качеств системы. Пример: регулирование температуры, семейные мифы, семейные правила, хронические болезни, теории гармонии для сохранения баланса в обществе и т.д.

2. Глобальные изменения функции системы. Результатом этого является общее повышение (или, соответственно, понижение) функционального уровня системы, который отражается на всех или почти всех ее функциях. Примеры: суетиться, успокоиться

и т.д.

3. Изменение ввода в систему, материального или коммуникативного, при помощи которого система может отбирать вводимую информацию. Речь может идти об ограничении определенного ввода, но также и о положительном выборе определенного ввода. Примеры: реакция организма на инородные тела, “нежелание выслушивать”, изменение своего потребления: материального или культурного и т.д.

4. Изменение вывода, благодаря которому система предпринимает попытки изменить окружающую ее среду. Примеры: и очистка выхлопных газов, и известкование озер могут рассматриваться как способ социальной системы изменить окружающую среду (первая — через снижение вредного выхода, вторая — путем дополнения его благоприятным фактором). Пропаганду и рекламу можно расценивать как способ командной системы оказать влияние на свою среду (политическую, торговую).

То, что в биологии обычно называют тропизмом или положительным таксисом. То есть ориентация системы на благоприятную для ее адаптации окружающую среду. Примеры: движение по направлению к свету, поиски новых друзей или новой работы, для того чтобы избежать изменений в самом себе (т.е. не для того, чтобы развиваться). Все эти процессы адаптивные, даже если их не всегда рассматривают как гомеостатические в классическом смысле слова. Адаптация направлена на сохранение структуры, присущей данной системе, и поддержание ее центральных процессов.

Адаптация является стратегией выживания, а не стратегией развития. С этой точки зрения адаптивное изменение, по существу, не является изменением, а даже, если угодно, сопротивлением более глубокому изменению.

Выделяют три типа механизмов биохимической адаптации.

1) Приспособление макромолекулярных компонентов клетки или жидкостей организма:

а) изменяются количества (концентрации) уже имеющихся типов макромолекул, например ферментов;

б) образуются макромолекулы новых типов, например новые изоферменты, которыми замещаются макромолекулы, ранее имевшиеся в клетке, но ставшие не вполне пригодными для работы в изменившихся условиях.

2) Приспособление микросреды, в которой функционируют макромолекулы. Сущность этого механизма состоит в том, что адаптивное изменение структурных и функциональных свойств макромолекул достигается путем видоизменения качественного и количественного состава окружающей эти макромолекулы среды (например, ее осмотической концентрации или состава растворенных веществ).

3)Приспособление на функциональном уровне, когда изменение эффективности макромолекулярных систем, в особенности ферментов, не связано с изменением числа имеющихся в клетке макромолекул или их типов. Данный тип биохимической адаптации еще называется метаболической регуляцией. Его сущность состоит в регулировании функциональной активности макромолекул, ранее синтезированных клеткой.

При изучении влияния комплекса длительно действующих факторов среды обитания на организм человека важную задачу составляет оценка стратегии адаптации. На основе знания стратегии адаптации можно прогнозировать характер поведения организма во времени при его контакте с изменяющимися факторами окружающей среды.

Под стратегией адаптации понимают функционально-временную структуру потоков информации, энергии, веществ, обеспечивающую оптимальный уровень морфофункциональной организации биосистем в неадекватных условиях среды.

Критерием, лежащим в основе выделения различных стратегий адаптации (типов реагирования), является время выполнения субмаксимальной работы. Это относительная величина всегда обратно пропорциональна силе противодействия организма разрушительному влиянию среды, при условии выполнения организмом работы субмак-симальной интенсивности.

Формирование стратегии адаптации генетически детерминировано, но в процессе индивидуальной жизни, соответствующего воспитания и тренировки их варианты могут подвергаться коррекции.

Следует отметить, что у одного и того же человека разные гомеостатические системы могут иметь различные стратегии физиологической адаптации.

Так, в условиях северных широт у людей с вариантами стратегии типа «спринтер» наблюдается быстрое истощение и нарушение липидно-энергетического обмена, что приводит к развитию хронических патологических процессов. В то же время у людей, относящихся к варианту стратегии «стайер», приспособительные реакции к специфическим условиям высоких широт наиболее адекватны и позволяют им длительное время находиться в этих условиях без развития патологических процессов.