Основные принципы функциональной организации: гомеостаз, реактивность, надежность, адаптация.

Исторические основы учения о гомеостазе.

По мнению основоположника учения о гомеостазе Бернара все проявления жизни обусловлены конфликтом между предсуществующими силами организма (конституция) и влияниями внешней среды, что проявляется двумя феноменами: синтезом и распадом. Установившиеся определенные взаимоотношения среды и организма при известных условиях могут наследоваться. Жизнь – это память.

Она может быть в 3 формах:

1. латентная
2. осциллирующая (от внешних условий)
3. постоянная (возможна у животных)

Наиболее тесны и очевидны взаимоотношения внутренней и внешней среды. Все жизненные процессы имеют одну цель – поддержание постоянства условий жизни в нашей внутренней среде – необходимый элемент любой свободной и независимой жизни. Болезнь – стесненная в своей свободе жизнь (Маркс). Профессор высшей гарвардской медицинской школы У. Деннон дает в 1939 году научное определение понятия гомеостаз и вводит этот термин. В сложно устроенном организме включается интегрированная кооперация ряда систем и органов. Когда создаются условия, угрожающие составу крови и других констант, координация физиологических процессов усложняется – это и есть гомеостаз. Стазис – это не только устойчивое стабильное состояние, но и условия, ведущие к ним. Гомео – сходство, подобие явлений. Это пример диалектического единства – постоянства и изменчивости.

Гомеостаз – относительно динамическое постоянство внутренней среды организма и некоторых физиологических функций. Он обеспечивается сложной системой координированных (соподчиненных, адаптивных) механизмов, направленных на устранение или ограничение факторов, действующих из внешней или внутренней среды. Благодаря этим механизмам сохраняется постоянство физико – химических и биологических свойств внутренней среды, несмотря на изменения внутри и вне организма. Колебание происходят в очень узких пределах, обусловленные условиями внешней среды и не одинакова у разных особей. Становление гомеостатических механизмов:

1. в эволюционном аспекте выявляется у простейших водных организмов, чем сложнее животное, тем сложнее механизмы сохранения постоянства внутренней среды
2. в процессе индивидуального развития эти процессы отсутствуют у эмбриона; они развиваются в постнатальном периоде и угасают к старости

Из многочисленных проявлений гомеостаза следует выделить постоянство ряда физиологических функций (АД, терморегуляция, pH крови). Среда крови сохраняется, несмотря на непрерывное поступление из тканей кислот, за счет буферных систем, изменения дыхания, выделения, скорости кровотока и метаболизма в целом.

Реактивность.

Свойство биосистемы отвечать изменением жизнедеятельности на воздействия окружающей среды – реактивность, раздражимость. Она характеризует жизнедеятельность организма как единой биологической системы в условиях конкретной среды. Основой реактивности является биологическая или видовая реактивность – изменения жизнедеятельности на адекватные раздражители среды. Внутри нее выделяют более мелкие части: типы ВНД, группы крови, резус – фактор, конституции людей. Индивидуальная реактивность зависит от наследственности, конституции, пола, возраста и характера воздействия среды. Иммунитет и аллергия также определяются физиологической и индивидуальной реактивностью.

Реактивность изменяется и зависит от ВНД и низших отделов ЦНС. Изменение гомеостатических систем осуществляется за счет ВНС. Большое влияние оказывают железы внутренней секреции.

Начиная с периода внутриутробной жизни плода в течение всей постнатальной жизни реактивность изменяется. Общее направление реактивности направлено на совершенствование защитных сил против инфекций, интоксикаций и др. у ребенка тоническое проявление центра вагуса проявляется к концу первого года – постепенное развитие системных реакций.

Недостаточность активных средств реагирования у маленьких детей в некоторой степени компенсируется наличием первичной рефрактерности к недостатку О2, воздействия некоторых инфекций. С другой стороны рефрактерность способствует генерализации – сепсис новорожденных. Процесс становления рефрактерности продолжается в периоды всего созревания, причем, в периоды полового созревания и беременности реактивность существенно изменяется. В старческом возрасте рефрактерность снижается вместе с ослаблением анализаторных систем, эндокринной регуляции, барьерных функций, функций соединительной ткани. Наиболее тонкое приспособление к окружающей среде обеспечивается нервной системой, основным принципом работы которой является рефлекс.

Адаптация, надежность.

Жизнедеятельность организма в адекватных условиях оценивается как состояние здоровья – полное физическое, психическое и социальное благополучие, а не только отсутствие физических дефектов или болезней. В неадекватных условиях для сохранения гомеостаза требуется включение дополнительных механизмов, такая жизнедеятельность может быть обозначена как адаптация. Недостаточность механизмов адаптации означает снижение надежности организма как целостной системы, т. е. жизнедеятельность вступает в 3 свое качество – болезнь. Адаптация – процесс поддержания функционального состояния систем организма для сохранения гомеостаза, работоспособности и максимальной продолжительности жизни в неадекватных условиях среды. Надежность – уровень устойчивости биосистемы при сохранении жизнедеятельности в различных условиях.

Иммунологическая реактивность. Историческая справка.

Иммунитет – способ защиты внутреннего постоянства организма от живых тел и веществ, несущих на себе признаки генетически чужеродной информации. Главная задача иммунитета – распознание своего и чужого, отличие я от не я. До недавнего прошлого различали иммунитет клеточный (Мечников) и гуморальный (Пауль Эрлих). Согласно теории Мечникова солдатами иммунитета являются фагоциты – свободные и фиксированные плазматические клетки). По Эрлиху гуморальный иммунитет связан с выработкой специфических антител, которые находятся в жидкостях организма. Специфичность антител связана с особенностями белков – антигенов. Молекулы антител –гамма – глобулины, которые составляют существенную часть белков крови (1 л крови содержит 10 гр антител). Устройство молекулы антитела описали в 1959году Портер и Эдельман. Однако, главными клетками иммунной системы являются лимфоциты. Иммунная система организма имеет 2 главных органа:

• тимус – обеспечивает клеточный тип иммунного ответа и вырабатывает Т – лимфоциты
• В – лимфоциты – В – зависимые зоны

Эти два вида клеток работают совместно, их вместе встречают во всех лимфоидных органах. Антигены – бактерии, вирусы, измененные белки самого организма. Т и В – лимфоциты вступают с ними во взаимодействие при проникновении в организм. Все заканчивается превращением В – лимфоцитов в плазматические клетки, вырабатывающие антитела. Для полноценного начала борьбы необходима 3 клетка – фагоцит.

Молекулы антигенов невелики и несут на себе специфические группировки атомов – гаптенные группы – сидят на белковой молекуле как на каркасе. Против них и нацелены активные центры антител. Т – лимфоциты способны соединяться с каркасом. Гаптенные части как бы торчат, макрофаги присоединяются к ним и как бы способствуют соединению гаптенной части антигена с рецептором В – лимфоцита. Клеточный ответ осуществляется Т – лимфоцитами.

С ними связаны проблемы:

• Совместимость групп крови
• Резус – совместимость
• Трансплантация
• Раковые заболевания
• Аллергии

Для иммунной системы особенно опасно ионизирующее излучение (взрыв над Хиросимой и Нагасаки) – комплекс патологических процессов – лучевая болезнь. Это гибель клеток кроветворной и лимфоидной ткани. Гибель лимфоцитов сопровождается глубокими изменениями в ядрах этих клеток, приводящими к распаду ДНК. Это происходит не сразу после облучения, а после активизации нуклеаз ДНК. Аналогичны изменения иммунитета при СПИДе. По современным представлениям, иммунная система распознает чужие клетки и белки, потому, что содержит лимфоидные клоны – семьи – разновидности лимфоидных клеток с их потомством в общей популяции лимфоцитов против любых чужеродных пришельцев. Клоны появляются в результате мутаций и селекции. Фактором отбора в селекции являются антигены.