Основным свойством живых систем является способность к саморегуляции, к созданию оптимальных условий для взаимодействия всех элементов организма и обеспечения его целостности.
Основные принципы саморегуляции.
Принцип неравновесности или градиента – это свойство живых систем поддерживать динамическое неравновесное состояние, асимметрию относительно окружающей среды. Например, температура тела теплокровных животных может быть выше или ниже температуры окружающей среды.
Принцип замкнутости контура регулирования. Каждый организм не просто отвечает на раздражение, а еще и оценивает соответствие ответной реакции действующему раздражителю. Чем сильнее раздражитель, тем больше ответная реакция. Принцип осуществляется за счет положительной и отрицательной обратной связи в нервной и гуморальной регуляции, т.е. контур регуляции замкнут в кольцо. Например, нейрон обратной афферентации в двигательных рефлекторных дугах.
Принцип прогнозирования. Биологические системы способны прогнозировать результат ответной реакции на основе прошлого опыта. Например, избегание уже знакомых болевых раздражителей.
Принцип целостности. Для нормального функционирования организма необходима его целостность.
Учение об относительном постоянстве внутренней среды организма было создано в 1878 году Клодом Бернаром. В 1929 году Кеннон показал, что способностью поддержанию гомеостаза организма является следствием работы его систем регулирования и предложил термин – гомеостаз.
Гомеостаз – постоянство внутренней среды (крови, лимфы, тканевой жидкости). Это устойчивость физиологических функций организма. Это основное свойство, отличающее живые организмы от неживого. Чем выше организация живого существа, тем более оно независимо от внешней среды. Внешняя среда – это комплекс факторов, определяющий экологический и социальный микроклимат, действующий на человека.
Гомеокинез – комплекс физиологических процессов, обеспечивающий поддержание гомеостаза. Он осуществляется всеми тканями, органами и системами организма, включая функциональные системы. Параметры гомеостаза являются динамическими и в нормальных пределах изменяются под влиянием факторов внешней среды. Пример: колебание содержания глюкозы в крови.
Живые системы не просто уравновешивают внешние воздействия, а активно противодействуют им. Нарушение гомеостаза приводит к гибели организма.
Физиология и биофизика возбудимых клеток. Понятие о раздражимости, возбудимости и возбуждении. Классификация раздражителей.
Раздражимость – это способность клеток, тканей, организма в целом переходить под воздействием факторов внешней или внутренней среды из состояния физиологического покоя в состояние активности. Состояние активности проявляется изменением физиологических параметров клетки, ткани, организма, например, изменение метаболизма.
Возбудимость – это способность живой ткани отвечать на раздражение активной специфичной реакцией – возбуждением, т.е. генерацией нервного импульса, сокращением, секрецией. Таким образом, возбудимость характеризует специализированные ткани – нервную, мышечные, железистые, которые называются возбудимыми .
Возбуждение – это комплекс процессов реагирования возбудимой ткани на действие раздражителя, проявляющийся изменением мембранного потенциала, метаболизма и т.д.
Возбудимые ткани обладают проводимостью . Это способность ткани проводить возбуждение. Наибольшей проводимостью обладают нервы и скелетные мышцы.
Раздражитель – это фактор внешней или внутренней среды действующей на живую ткань.
Процесс воздействия раздражителя на клетку, ткань, организм называется раздражением .
Все раздражители делятся на следующие группы:
По природе.
Физические (электричество, свет, звук, механические воздействия и т.д.);
Химические (кислоты, щелочи, гормоны и т.д.);
Физико-химические (осмотическое давление, парциальное давление газов и т.д.);
Биологические (пища для животного, особь другого пола);
Социальные (слово для человека).
По месту воздействия.
Внешние (экзогенные);
Внутренние (эндогенные).
Подпороговые (не вызывающие ответной реакции).
Пороговые (раздражители минимальной силы, при которой возникает возбуждение).
Сверхпороговые (сила выше пороговой).
По физиологическому характеру:
Адекватные (физиологичные для данной клетки или рецептора, которые, приспособились к нему в процессе эволюции, например, свет для фоторецепторов глаза).
Неадекватные
Если реакция на раздражитель является рефлекторной, то выделяют также:
Безусловно-рефлекторные раздражители
Условно-рефлекторные.
Организм как саморегулирующаяся система
Углубленный анализ физиологических механизмов регуляции невозможен без кибернетики и применения ее основ в виде теории автоматического регулирования и теории информации. Необходимо согласиться с мнением В.В. Ларина (1962), что ряд положений современной патологической физиологии, являющейся основой медицинского мышления, нуждается в пересмотре с учетом данных кибернетики. В связи с этим следует уяснить ее роль в разбираемой проблеме гомеостаза.
Молодая наука кибернетика представляет собой целую ветвь научных дисциплин, имеющих самостоятельные задачи и методы исследования, разбор которых, разумеется, не входит в нашу задачу. Вопросу о применении кибернетики в биологии и медицине посвящен ряд превосходных монографий (Парин В.В., Баевский Р.М., 1966; Коган А.Б., 1972; Эшби У.Р., 1959, 1964; Гродинз Ф., 1966, и др.). Отсылая читателей к указанным монографиям, мы на основе главным образом этих материалов кратко остановимся на некоторых принципиальных вопросах. Прежде всего об определении понятия. Наиболее просто кибернетику характеризуют как науку об общих закономерностях управления (Эшби У.Р., 1962). По А.И. Бергу, слово "кибернетика" древнегреческого происхождения и первоначально обозначало искусство управления кораблем. Моряк по гречески "наутес", командир корабля - "хипернаутес", отсюда искусство управления кораблем "хипернаутека". При дальнейшем многовековом применении этого слова и некотором совершенно неизбежном искажении получилось слово "кибернетика", имеющее уже другой смысл.
В настоящее время под кибернетикой понимают науку о целенаправленном и оптимальном управлении сложными процессами, происходящими в живой природе, человеческом обществе или в промышленности (Берг А. И., 1962). Таким образом, кибернетика занимается установлением общих закономерностей регулирования независимо от того, происходят ли они в живой или неживой природе.
Кибернетика пользуется единой терминологией, единым комплексом понятий, согласно которым любой управляемый комплекс представляет собой систему (Эшби У. Р., 1959). Основным достоинством кибернетических определений является то, что все они доступны методам математической обработки. В связи с этим интересно отметить научное предвидение И. П. Павлова, который еще в 1932 г., т. е. до внедрения кибернетики в физиологию, писал, что человек есть система, как и всякая другая в природе, подчиняющаяся неизбежным и единым для всей природы законам. Теперь, пользуясь терминологией кибернетики, действительно можно сказать, что живой организм представляет собой сложную управляемую систему, в которой постоянно происходит взаимодействие множества переменных внешней и внутренней среды. Ф. Гродинз (1966) определяет систему "как совокупность элементов, определенным образом связанных и взаимодействующих между собой". Общим для всех систем живой и неживой природы является наличие определенных входных переменных, которые преобразуются в ней в соответствии с ее функциями в выходные переменные (Милсум Дж., 1968).
Зависимость выходных переменных от входных определяется законом поведения системы. Все сказанное может быть представлено в упрощенной схеме (Гродинз Ф., 1966) (рис. А).
Действие входа иначе называют возмущением. В биологии входные переменные характеризуются понятиями: причина, стимул, раздражитель; выходные: следствие, эффект, ответ, реакция и т. д. В реакциях гомеостаза причиной или раздражителем, побуждающим систему к действию, часто (но далеко не всегда) служат возникающие в организме отклонения от определенных границ "нормы".
Любая система должна иметь аппарат связи для передачи информации от управляющего устройства к объекту управления. Передача информации осуществляется по каналу связи (К). При этом происходит преобразование входного сигнала в передаточный, что носит название кодирования. Передаче информации могут мешать "шумы", иначе говоря, "помехи", которые из-за искажения сигнала препятствуют выполнению программы, осуществляемой системой. Ниже приведена обобщенная схема связи (Шеннон).
В процессах саморегуляции решающую роль играет обратная связь, что означает влияние выходного сигнала на управляющую часть системы. Различают отрицательную (-) и положительную (+) обратную связь. Отрицательная обратная связь уменьшает влияние входного воздействия на величину выходного сигнала. Положительная обратная связь обладает противоположным свойством - она увеличивает действие входного сигнала.
В. В. Парин и Р. М. Баевский (1966) подчеркивают, что если отрицательная обратная связь способствует восстановлению исходного уровня, то положительная связь чаще уводит систему все дальше от исходного состояния. Вследствие этого не происходит надлежащего корригирования процесса, и это может послужить причиной возникновения так называемого порочного круга, хорошо известного патологам. Однако на основе этого нельзя считать, что положительные обратные связи всегда вредны, так как в принципе любые обратные связи могут быть основой саморегулирования. Все виды саморегуляции действуют по одному принципу: самоотклонение от базального уровня служит стимулом к включению механизмов, корригирующих нарушение.
На этот принцип в работе организма впервые обратил внимание П. К. Анохин еще в 1935 г., назвав этот эффект обратной афферентацией. Она служит для осуществления приспособительных реакций.
Когда под влиянием какого-либо раздражителя в организме возникают сигналы, передающие "приказ" к действию, т. е. к изменению каких-либо функций, то необходим известный порядок осуществляемых процессов. Этот порядок (например, по последовательности и интенсивности) действий получил название алгоритма. Здесь уместно привести еще одно понятие, ставшее весьма употребительным в литературе, - "черный ящик". Данный термин применяется в тех случаях, когда неизвестны внутренние механизмы изучаемой системы и когда эффективность действия и принципы работы системы исследуются путем сопоставления входных влияний и выходных результатов. Такой путь исследования "черного ящика" наиболее трудный, но в то же время и наиболее распространенный в решении различных биологических задач. В качестве примера можно указать, что по принципу "черного ящика" у И. П. Павлова шло изучение условных рефлексов, когда путем сопоставления внешних воздействий (входных данных) определялась деятельность пищеварительных желез или изучались поведенческие реакции (выходные данные). Попутно отметим, что по Ф. Гродинзу, в биологии могут решаться другие задачи:
- известны: входные данные, закон поведения системы; требуется предсказать выходную величину. Такая "прямая" задача наиболее проста;
- известны: закон поведения системы, выходная величина; нужно определить ее вход (следовательно, причину). Это одна из задач диагностики, которую часто приходится решать врачу. Разновидность этой задачи заключается в том, что известны вход, выход, общий вид закона поведения системы. Требуется установить значение числовых постоянных, определяющих параметры системы. Это пример интерпретации результатов функциональной диагностики, которые могут показать устойчивость изучаемой физиологической функции или готовность к нарушениям гомеостаза.
Имея в виду человека и его высшую нервную деятельность, И. П. Павлов писал, что эта система "единственная по высочайшему саморегулированию" и что она "сама себя поддерживающая, восстанавливающая и даже совершенствующаяся". К этой принципиальной павловской физиологической характеристике современная кибернетика должна была безоговорочна присоединиться, добавив лишь некоторые специальные для данной дисциплины определения. Так, говоря языком кибернетики, живые системы представляют собой очень сложные вероятностные системы , поведение которых может быть предсказано только с известным приближением (долей вероятности), так как оно не имеет строго детерминированного результата действия. Степень вероятности ответа нужно определять экспериментально для каждого конкретного показателя. Она может меняться при разных условиях. Вероятность ответа обозначается цифрами от 0 до 1. Если вероятность равна 1, то это означает 100% однозначный результат, если 0,8, то это свидетельствует о 80% вероятности.
Живой организм представляет собой пример ультрастабильной системы , которая осуществляет активный поиск наиболее оптимального и наиболее устойчивого состояния, что выражается в адаптации, т. е. в удержании переменных показателей организма в физиологических пределах, несмотря на изменения условий существования. Ультрастабильность биологических и технических систем объясняется многоконтурностью систем . Это означает, что один и тот же управляемый процесс может регулироваться несколькими управляющими системами благодаря наличию связей между ними или возникновению цепной реакции (см. главу II).
Современная техника позволила У. Р. Эшби создать машину, которая обладает некоторой способностью к адаптации. Прибор был назван им гомеостатом. Этим было доказано в принципе, что одна из особенностей поведения живых организмов - адаптация, считавшаяся раньше свойством только живых систем, в какой-то мере может быть создана искусственно. То же можно сказать и по поводу электронно-вычислительных машин, которые производят математические операции в тысячи раз быстрее, чем человек, в то время как прежде считалось, что умение считать является прерогативой только человека. Подобные примеры могут служить показателем того, что метод объяснения действий живых систем на основе технических моделей вполне оправдан и что многие процессы организма могут создаваться искусственно. Моделирование различных систем организма представляет собой большую проблему, на которой мы не можем останавливаться, и поэтому отсылаем читателей к специальной монографии В. И. Шумакова и соавт., вышедшей под редакцией Б. В. Петровского в 1971 г.
Данные пути открывают большие перспективы для клинической медицины. Успехи свидетельствуют о том, что грани между живой и неживой природой не так резки, как думали прежде, ибо закономерности действия, автоматической регуляции и управления систем во многом едины. Такое утверждение не может расцениваться как механический подход к физиологическим явлениям, о чем будет сказано ниже. Здесь речь идет о результатах использования современной техники и о применении математического анализа в объяснении весьма сложных биологических явлений, что, несомненно, является весьма прогрессивным. Однако при этом не следует забывать, что "целесообразная" работа машины не имеет никакой самостоятельной ценности и является лишь техническим придатком в разумной деятельности человека (Колмогоров А. Н., 1959).
Иерархия управления
В предыдущем разделе уже говорилось о живом организме как об ультрастабильной системе. Такая система позволяет не только удерживать свойства внутренней среды в известных физиологических пределах, но и проявлять спонтанную активность (свободную жизнь) и долгие годы противодействовать дезорганизующему влиянию вредных факторов внешней среды. Мало того, живой организм, проявляя пластичность, может "приспосабливаться" к изменившимся условиям. Это достигается прежде всего многоконтурностыо, придающей особую устойчивость биологической системе. Многоконтурность характеризуется не только наличием в известной мере параллельных систем управления, иначе говоря, дублированием функций, о чем будет речь ниже, но и явлениями иерархии, которую мы уже отмечали на примере нервной системы. Приведем схему иерархии управления живых организмов какого-либо вида по А.Б. Когану (1972).
Эту схему можно продолжить и говорить об управлении на молекулярном уровне, когда речь идет о молекулах как об элементах химического состава ядра и цитоплазмы; на субмолекулярном уровне, т. е. о возможности регулирующих влияний на процессы образования и передачи электронов - как об элементах состояний молекулярного состава. Уровни иерархии систем могут анализироваться в разных аспектах и масштабах. Например, в приведенной выше схеме рассмотрена проблема иерархии в плане вида. Однако можно трактовать иерархию в аспекте свойств саморегуляции и самоорганизации целостного организма потому, что состояние и свойства организма пе являются простой суммой всех его систем.
По С. Н. Брайнису и В. С. Свечинскому (1963), различают три уровня саморегуляции организма. Низший уровень определяет постоянство основных физиологических констант и обладает известной автономностью управления. Средний уровень осуществляет приспособительные реакции в связи с изменениями внутренней среды организма. Высший уровень обеспечивает по сигналам внешнего мира изменение вегетативных функций и поведения организма. Здесь физиологические системы регуляции переведены на "язык" кибернетической терминологии. К этому можно добавить, что вопросы взаимодействия высших и низких уровней регуляции в физиологии и патологии были показаны в работах К. М. Быкова и его школы при изучении роли коры головного мозга в деятельности внутренних органов.
В качестве иллюстрации построения кибернетических схем иерархической регуляции различных констант организма приведена схема регуляции сахара в крови по Г. Дришелю (1960) (Рис. В.). На ней показано, что регуляция величины содержания сахара в крови прежде всего осуществляется гомеостатическим механизмом печени, который самоуправляется в известных пределах уровнем сахара в крови независимо от гормональных влияний. Следующий этап регуляции - островковый аппарат поджелудочной железы, где еще независимо от вышестоящих сигналов гипофиза реализуют свое действие гормоны: инсулин и глюкагон, действующие в противоположном направлении. О значении контраинсулярных гормонов см. главу III .
Более высокий уровень регуляции: система гипофиз - промежуточный мозг, и наконец, возможно влияние коры головного мозга. Таким образом могут включаться различные степени регулирования в зависимости от условий и состояния организма.
Включение различных уровней во многом определяется интенсивностью возмущающего воздействия, степенью отклонения физиологических параметров, лабильностью адаптивных систем. Вопрос о реакции стресс как механизме гомеостаза и причине развития болезни будет рассмотрен в главе XVI .
Саморегуляция и сохранение гомеостаза клеточных систем
Проблема саморегуляции клеточных систем подробно изложена в специальных трудах (Уотермен Т., 1971; Режабек Б. Г., 1972). Здесь мы даем лишь общую характеристику.
При рассмотрении регуляции на любом уровне организма прежде всего необходимо учитывать, что для саморегуляции требуется наличие свободной энергии. Жизнь непрерывно поддерживается тратой энергии. Установлено, что организм с точки зрения энергетики постоянно находится в состоянии устойчивого неравновесия. Бауэр, сформулировавший этот принцип, утверждает, что "только живые системы не бывают в равновесии и исполняют за счет свободной энергии постоянно работу против равновесия, требуемого законами физики и химии при существующих внешних условиях" (цит. по Когану А. Б., 1972).
Не вдаваясь в подробности, кратко напомним, что регулируемыми источниками энергии в клетках являются система переноса электронов, цикл Кребса, гликолиз и обмен фосфорных соединений.
Процесс образования богатого энергией аденозинтрифосфата (АТФ) зависит от концентрации аденозиндифосфата (АДФ) и неорганического фосфата (Р неорг). Эта взаимозависимая саморегулирующаяся система может быть представлена в следующем виде:
АТФ АДФ + Р неорг
За счет использования аккумулированной в АТФ энергии в клетках происходит синтез белков, необходимый для клеточной регенерации и осуществления других процессов обмена. Особенностью синтеза в живых клетках в отличие от синтетических процессов химии является использование высокоспециализированных ферментных систем.
Сложный синтез белка, осуществляемый генетическим аппаратом клетки, в наиболее упрощенном виде можно представить в такой последовательности:
ДНК -----------> мРНК ----------> белок транскрипция трансляция
Схема синтеза белка приведена на рис. 1. Как показывают многочисленные исследования, генетический аппарат клетки усиливает синтез белка в тех случаях, когда повышается функциональная деятельность клетки или увеличивается изнашиваемость клеточных структур.
Большую роль в регуляции функций клетки играют мембраны, через которые могут передаваться химические сигналы и которые представляют собой сложноорганизованные липопротеидные структуры, включающие в себя ряд ферментов. Кроме того, клеточные мембраны, меняя свою проницаемость, принимают участие в регуляции электролитного состава клетки (натрия, калия, кальция, магния и других электролитов), осуществляя также функцию биологических "насосов".
Клеточные процессы находятся под регулирующим влиянием различных гормонов, которые могут усиливать или ослаблять активность тех или иных реакций. Например, анаболические гормоны увеличивают процессы синтеза, катаболические гормоны, как правило, ведут к увеличению интенсивности распада органических веществ клетки. Ниже представлена схема взаимодействия генов, ферментов и гормонов в общей регуляции клеточного гомеостаза (рис.2).
Саморегуляция вегетативных функций
Этот вопрос подробно рассмотрен в ряде работ (Чороян О. Г., 1972; Дришель Г., 1960; Гродинз Ф., 1966). Остановимся на наиболее важных положениях. Устойчивый автоматизм регуляции вегетативных функций обеспечивается тем, что физиологические системы одновременно принимают участие в выполнении нескольких функций. Например, кровообращение служит для доставки к тканям газов и питательных веществ, удаления газов и конечных продуктов обмена, доставки гормональных регуляторов. Кроме того, кровообращение участвует в регуляции дыхания, терморегуляции, обеспечении мышечной деятельности и т. д. Физиологические процессы могут дублироваться разными системами организма. Например, экскреторная функция почек в какой-то мере замещается деятельностью потовых желез, не говоря уже о взаимной компенсации парных органов. На языке кибернетики приведенные примеры характеризуют наряду с иерархией многоконтурность ультрастабильных систем путем дублирования функций. Все это создает нелинейность связей между отдельными блоками системы, что крайне затрудняет математические расчеты.
В качестве примера кибернетического анализа состояний гомеостаза, обусловленных процессом дыхания, приводим блок-схему дыхательного хемостата по Ф. Гродинзу (1966).
Термин "хемостат" применяется для обозначения постоянства химического состава внутренней среды организма. Дыхательная система служит главным образом для сохранения постоянства напряжения кислорода и углекислого газа, а также концентрации водородных ионов (pH). На этой схеме в качестве входного сигнала принята альвеолярная концентрация V a . Буквой i обозначены исходные величины нормы. "Возмущениями" (раздражителями), поступающими на вход, являются повышенное содержание углекислого газа, недостаток кислорода во вдыхаемом воздухе или сдвиги pH крови. Эта модель и предложенная в ее развитие динамическая модель Грея позволили решать такие вопросы, как потребность пилотов в кислороде на больших высотах, характер изменения вентиляции легких и напряжения углекислого газа в артериальной крови (РА со 2) в процессе регулирования дыхания. При этом автор указывает, что встретились большие трудности, так как в схеме не учтены некоторые физиологические детали, например то, что хеморецепторы расположены в разных частях организма, а не на входе управляющей системы, как показано на схеме; в схеме опущено значение механорецепторов и сигналов к дыхательным мышцам; недостаточно учтен воздух мертвого пространства.
Таким образом, управляющая система в жизни всегда более сложна, чем на кибернетических схемах, но тем не менее, по мнению автора, модель оказалась весьма полезной. Она позволила не только решить некоторые задачи, но и более четко сформулировать ряд, казалось бы, уже известных физиологии вопросов. Изучение современных проблем медицины с применением кибернетики, с использованием ее методов математического анализа развивается все более плодотворно. Однако при этом не следует забывать необходимость развития физиологии и патофизиологии, так как материалы этих дисциплин служат основой логического построения новых схем. Это необходимо еще и потому, что любая кибернетическая система абстрактна. Конкретные процессы, протекающие в жизни, всегда более сложны. Сошлемся для примера на работу П. К. Анохина о теории функциональных систем в качестве предпосылки к построению физиологической кибернетики.
П. К. Анохин понимает под функциональной системой "такое сочетание процессов и механизмов, которое, формируясь динамически в зависимости от данной ситуации (разрядка наша. - П. Г.), непременно приводит к конечному приспособительному эффекту как раз именно в данной ситуации". В данном определении нам хотелось подчеркнуть только одну задачу, которая пока входит в планы кибернетических исследований далеко не в полной мере, а именно физиологическое формирование динамической системы в зависимости от данной ситуации. Она может быть решена лишь путем афферентного синтеза сигналов, поступающих с периферии в центральную нервную систему. На основе этого предварительного синтеза дается сигнал к запуску тех или иных кибернетических систем. Иначе говоря, возникает какой-то новый функциональный аппарат регуляции именно только для данной ситуации, поэтому он определен как динамический. П. К. Анохин назвал его "акцептором действия". Таким образом, любая приспособительная реакция протекает по принципу образования функциональных систем организма, куда, по П. К. Анохину, входят афферентный синтез, акцептор действия, формирование действия и обратная афферентация о его результатах.
Значение этой схемы функциональных систем может быть показано на примере регуляции дыхательной функции организма.
В этой схеме проблема регуляции дыхания представлена значительно шире, чем в данной схеме Ф. Гродинза (см. выше). В ней отмечены возможные пути компенсации дыхательной функции. Выбор этих путей и их включение, очевидно, могут происходить по-разному в зависимости от причины, вызвавшей изменение дыхания. Например, оно может быть следствием нарушения тканевого дыхания (гистотоксическая гипоксия), изменений центральной регуляции дыхания или состава вдыхаемого воздуха (аноксическая гипоксия), возникновения различных типов циркуляторной гипоксии, недостатка гемоглобина или его инактивации и т. д. Выбор соответствующих механизмов регуляции при разных формах гипоксии был бы вообще невозможен без афферентного синтеза, без возникновения функционального аппарата - акцептора действия. Эти вопросы представляют собой пример чисто патофизиологических задач, которые решаются на различных моделях экспериментальной патологии. Проблема дыхания и физико-химического гомеостаза обсуждается в главе VI . Разумеется, включение кибернетики в анализ получаемых результатов всегда весьма полезно. Мы подчеркиваем: включение, но не самостоятельное решение различных вопросов физиологии и патологии.
Гомеостаз представляет собой одну из важнейших проблем современной медицины. Постановка этой проблемы, осуществленная в свое время Клодом Бернаром, позволила выяснить многие вопросы необычной устойчивости живых организмов. Дальнейшие работы В. Кеннона обосновали идею о том, что механизмы гомеостаза обусловлены деятельностью различных физиологических систем, среди которых, по данным ранее проведенных исследований И. П. Павлова, решающая роль принадлежит коре головного мозга. Именно большие полушария обеспечивают "тончайшее и точнейшее уравновешивание организма со средой".
В. Кеннон обоснованно возражал против статического понимания постоянства внутренней среды организма. Основное постоянство живого организма - это постоянная изменчивость совершающихся процессов в целях адаптации и сохранения единства организма. В связи с этим мы считаем ошибочным стремление некоторых исследователей трактовать сущность гомеостаза только как постоянство различных физиологических констант организма. Это выражается, например, в неоправданном применении таких терминов, как хемостат, гемостат, осмостат, плазмо-гемостат, прессостат, иммуногемостат и т. д. В этих применяемых в специальной (особенно кибернетической) литературе терминах, несомненно, заключена известная механистичность в определении сложных биологических процессов. Вряд ли уместно определять механизмы терморегуляции у животных термином "термостат". По-видимому, не всегда учитывают, что механизмы гомеостаза, т. е. динамического уравновешивания организма и внешней среды, могут вести к выработке других констант; процессы иногда протекают вопреки законам неорганической химии, вопреки законам термодинамики. Это объясняется своеобразием использования энергетических ресурсов, в основе которого лежит устойчивое неравновесное состояние материи, свойственное только живым системам. Следовательно, любые константы организма не могут находить объяснения только в обычном уравновешивании сил, свойственном статике, вне учета всех физиологических закономерностей.
Большая роль в объяснении механизмов гомеостаза и в создании различных физиологических моделей принадлежит кибернетике. Применение теорий информации и автоматического регулирования позволило использовать математический анализ в решении ряда биологических вопросов. Это открыло новые перспективы для дальнейших исследований и применения современной техники для нужд здравоохранения. Однако на основании этого не следует думать, что кибернетика закрыла дорогу чисто физиологическим исследованиям. Путь дальнейшего прогресса науки лежит в совместном решении специалистами различного профиля актуальных задач медицины. Особенно плодотворным может оказаться именно комплексное решение задач, так как различный подход позволяет выявлять и различные аспекты изучаемой проблемы.
Гомеостаз - большая проблема современной патологии, потому что явление гомеостаза означает не только сохранение постоянства или оптимальное восстановление и приспособление к условиям окружающей среды. С механизмами гомеостаза связано качественное изменение свойств организма и его реактивности. Сама болезнь по своей биологической сущности также представляет собой проблему гомеостаза, нарушения его механизмов и путей восстановления. На основе закономерностей гомеостаза разрабатываются эффективные методы гигиены и рациональной терапии. Однако решение многих вопросов этого "черного ящика" - дело будущего.
САМОРЕГУЛЯЦИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ - один из механизмов поддержания жизнедеятельности организма на относительно постоянном уровне.
С. ф. ф. присуща всем формам организации жизнедеятельности и возникла в процессе эволюции как результат приспособления к действию окружающей среды. Таким путем были выработаны общие регуляторные механизмы различной физиологической природы (нейрогуморальные, эндокринные, иммунологические и др.), направленные на достижение и поддержание гомеостаза (см.).
В 1932 г. И. П. Павлов писал, что живой организм является системой, в высочайшей степени саморегулирующейся, саму себя поддерживающей, восстанавливающей, поправляющей и даже совершенствующей. Он предполагал наличие двух уровней С. ф. ф.: низшего (на уровне подкорковых структур мозга) и высшего (с определяющим участием коры головного мозга). В 1933-1935 гг. М. М. Завадовский на основании изучения гуморальных механизмов регуляции в растущем организме выдвинул общебиологический принцип регуляции процессов развития и гомеостаза «плюс - минус взаимодействие». По его мнению, развитие осуществляется на основе взаимодействия организма и окружающей среды, причем развитие органов происходит на основе противоречивого взаимодействия по меньшей мере двух органов. Развивающееся животное, по его мнению, представляет собой саморегулирующуюся систему с высокой степенью устойчивости, в к-рой регуляция присуща всему организму и каждому звену в отдельности. Помимо взаимопротиворечивых отношений между органами, М. М. Завадовский подчеркивал наличие взаимоотношений типа «плюс - плюс» и «минус - минус», к-рые обеспечивают гармоничное развитие организма. Исследуя в основном закономерности гуморальной регуляции, он большое значение придавал нервной регуляции и взаимоотношениям организма с внешней средой.
В 1935 г. П. К. Анохин ввел представление о функциональной системе, являющейся, по его мнению, конкретным аппаратом С. ф. ф. на всех уровнях жизнедеятельности и для всех приспособительных функций организма и сформулировал ее основные закономерности (см. Функциональные системы). Им было обосновано понятие обратной, или санкционирующей, афферентации, т. е. обязательной при любом действии импульсации, идущей от рецепторов организма в ц. н. с. и информирующей о результате произведенного действия соответствующего или не соответствующего намеченной цели (см. Обратная связь). При дальнейшей разработке механизма сопоставления последний получил название акцептора результата действия (см.).
В ходе исследования роли афферентации в осуществлении локомоторных актов (бег, ходьба, прыжки и т. д.) Н. А. Бернштейн выдвинул идею о сенсорных коррекциях, в соответствии с к-рой непрерывное соучастие потока афферентной сигнализации контрольного или коррекционного значения является необходимым компонентом двигательных реакций. По мнению Н. А. Бернштейна, каждый случай упорядоченного реагирования представляет собой непрерывный циклический процесс взаимодействия организма с переменчивыми условиями окружающей или внутренней среды организма. При этом огромную роль играет контрольно-коррекционная афферентация.
Т. о., уже в 40-х годах 20 в. была выявлена ведущая роль различного рода афферентных влияний в процессах С. ф. ф. организма. Позднее, под влиянием идей кибернетики (см.), более общепринятым стал термин «обратная связь», применяемый вначале при создании технических регулирующих устройств, а затем перенесенный и на биолог, объекты.
Возникновение жизни на Земле было связано с возникновением и поддержанием на молекулярном уровне подвижного равновесия в устойчивой организации, что в итоге, по мнению И. И. Шмальгаузена, привело к приобретению нового качества живого - самовоспроизведения. В основе жизни любой клетки лежат обратимые процессы синтеза и распада веществ, происходящие с участием ферментов. Сохранение подвижного устойчивого состояния и способность к его восстановлению обеспечивается регулирующими механизмами внутри самой клетки (так наз. цитогенетический гомеостаз). Активирующее взаимодействие компонентов в любой функциональной системе, так наз. положительная обратная связь, ведет к согласованному последовательному развитию самой системы. В случае, когда один из компонентов оказывает стимулирующее, а другой тормозящее действие, проявляется отрицательная обратная связь и устанавливается подвижное равновесие. Все процессы формирования зародыша, начиная с момента оплодотворения яйцеклетки, дробления, дифференцировки и т. д., осуществляются при взаимной стимуляции отдельных компонентов, благодаря чему достигается прогрессивное развитие. Результат формообразования контролируется с помощью метаболитов, к-рые являются средством обратной связи от цитоплазмы развивающихся компонентов к специфическим структурам ядра клетки (см.).
Основным условием сохранения жизни многоклеточного организма является устойчивость его основных внутренних констант. К ним относятся показатели гомеостаза, определяющие нормальную жизнедеятельность организма (уровни осмотического и кровяного давления, концентрация сахара и минеральных веществ в крови, соотношение парциального напряжения кислорода и углекислоты, pH крови, температура тела и т. д.). Любое отклонение значений этих констант от исходных уровней является начальным толчком, «запускающим» процессы С. ф. ф. на достижение исходного или близкого к нему уровня того или иного показателя.
В опытах с измерением кровяного давления и регистрацией активности барорецепторов было установлено, что поддержание константного уровня функции всегда является следствием взаимодействия двух сил: нарушающих этот уровень и восстанавливающих его. В результате такого соотношения гомеостатические показатели, как правило, возвращаются к исходному уровню. Так, восстановление постоянного уровня кровяного давления (см.) происходит потому, что депрессорные реакции (см.) в норме оказываются сильнее прессорных реакций (см.).
Практически все константы организма непрерывно колеблются около постоянных уровней. Существуют константы «жесткие» (напр., показатели сахара крови или осмотического давления), допускающие лишь незначительные отклонения от своего уровня, и константы «пластические» (напр., уровень кровяного давления или питательных веществ в крови), варьирующие в довольно большом диапазоне и в течение длительного времени. Значительные вариации уровня кровяного давления, свойственные здоровому человеку в норме, имеют определенный физиол. смысл. Напр., при усиленной мышечной работе подъем кровяного давления обеспечивает снабжение кровью работающих мышц, а в экстремальных условиях - мозга, сердца и т. д. Однако во всех случаях такого рода изменений показателей кровяного давления в результате С. ф. ф. его нормальные значения восстанавливаются.
Установлен еще один принцип С. ф. ф.- принцип многосвязного регулирования, заключающийся в том, что отклонение от нормы какого-либо показателя в многосвязной системе приводит к перераспределению значений всех регулируемых показателей. Иными словами, при действии возмущающего фактора, напр, при вдыхании животным углекислого газа, происходит переход регулируемых показателей (наир., pH, рС02, р02 в ликворе, крови и ткани дыхательного центра) на новый уровень, вследствие чего поддерживается минимум сдвига каждого из них, хотя и не происходит возврата к прежним показателям.
Т. о., с позиций теории функциональных систем, конечный результат действия является именно тем фактором, к-рый формирует конкретную функциональную систему. Аппарат ее может быть очень сложным, включающим процессы С. ф. ф. как внутри организма, так и в окружающей среде. В частности, при обеднении крови питательными веществами, «голодная» кровь раздражает центры гипоталамуса и приводит в генерализованное возбуждение ряд структур мозга, что выражается в формировании аппетита (см.), а затем и чувства голода (см. Голод, как физиологическое явление). Начинается поиск пищи и утоление голода, в результате чего происходит «сенсорное насыщение», а затем восстановление нарушенных констант крови до нормального уровня.
Первыми в С. ф. ф. в организме начинают участвовать рецепторы тканей и органов, информирующие вначале о сдвигах в уровнях тех или иных жизненных констант, затем о поэтапных результатах действия и, наконец, о параметрах конечного приспособительного эффекта. Характерным свойством всех периферических и внутрицентральных рецепторов различной модальности является их специфическая чувствительность р: изменениям определенных констант, что и обеспечивает их относительное постоянство. Это свойство, выработанное в процессе длительной эволюции и закрепленное наследственностью, сохраняется на протяжении всей жизни. В то же время состав компонентов С. ф. ф. может широко варьировать и взаи-мозаменяться при изменении путей достижения конечного приспособительного результата. Информация о результатах совершенного действия является заключительным этапом поведенческого акта, сигнализируя в ц. н. с. об эффекте произведенного действия. В случае достижения результата, соответствующего целевой установке, действие прекращается и начинается следующий этап поведения. При несовпадении результата действия с намеченной целью «запускается» ориентировочно-исследовательская реакция (см.), поиск и реализация соответствующих действий для достижения цели.
В С. ф. ф. участвуют все уровни ц. н. с. Так, смена вдоха п выдоха обеспечивается дыхательным центром продолговатого мозга (см. Дыхательный центр). Растяжение альвеол в результате поступления в них воздуха вызывает возбуждение заложенных в их стенках рецепторов, к-рое по блуждающим нервам передается к инспираторным нейронам продолговатого мозга. В процессе расширения альвеол увеличивается частота импульсации; при достижении критической частоты (70- 100 имп/сек.) она тормозит активность инспираторных и вызывает возбуждение экспираторных нейронов. Вдох сменяется выдохом. В свою очередь, активность экспираторных нейронов затормаживается деятельностью инспираторных нейронов. Однако ритмическая активность дыхательного центра определяется вышележащими структурами ствола мозга. Перерезка мозга на уровне ствола приводит к резким нарушениям дыхания и животные быстро погибают от ацидоза; животные с перерезкой мозга выше четверохолмий могут жить значительно дольше без заметных признаков нарушения дыхания, но в условиях полного покоя. Этот факт говорит о том, что непосредственная регуляция газового состава крови осуществляется на уровне ствола мозга. Наконец, процесс приведения объема вдыхаемого воздуха в соответствие с потребностями организма во время какой-либо приспособительной деятельности обеспечивается регулирующими механизмами высших отделов ц. н. с.
Начальным толчком С. ф. ф. является возбуждение периферических или центральных рецепторов, особенно тех, к-рые расположены в сино-каротидной и аортальной областях. Оно происходит в результате нарушения нормального соотношения газов крови (С02 или 02). Возбуждение по аортальным или синокаротпдным нервам передается в дыхательный центр и в более высокие отделы ц. н. с. В них происходит афферентный синтез (см.) всей поступающей информации с периферии и из различных отделов мозга и вырабатывается «решение» в виде посылки в дыхательный центр возбуждения. Последнее определяет степень расширения легких для вдоха определенного объема воздуха соответственно потребности организма в данный момент (см. Легочная вентиляция). Импульсация от легочных рецепторов растяжения является основной обратной афферентацией, несущей в ц. н. с. информацию о конечном приспособительном эффекте, т. е. о степени растяжения альвеол, необходимой для удовлетворения потребности организма в кислороде. Рецепция из полости носа и дыхательных путей - гортани, трахеи и бронхов, а также от дыхательных мышц относится к обратной, поэтапной афферентации, к-рая информирует центральные аппараты С. ф. ф. о последовательности совершаемых действий, необходимых для конечного приспособительного результата. Сюда же относится информация о токе воздуха, о его давлении в воздухоносных путях, о степени расширения бронхов, сокращении дыхательных мышц и т. д. Вся хеморецепция дыхательной системы (периферическая и центральная), настроенная на восприятие изменений парциального напряжения кислорода и углекислоты, а также pH в крови и тканях, представляет собой обстановочную, или вне-пусковую, афферентацию. В обычных условиях жизни она относительно-постоянная и, поддерживая определенный уровень возбуждения в центральных аппаратах С. ф. ф., обеспечивает предпусковую интеграцию всех приходящих возбуждений. Окончательный синтез всех факторов, определяющих целенаправленное поведение - т. е. пусковые стимулы, эмоциональное состояние, связанное с доминирующей мотивацией (см.), жизненный опыт и окружающая обстановка - осуществляется корой головного мозга (см.).
Большую роль в С. ф. ф. играют также нейрогуморальные и гормональные влияния (см. Нейрогуморальная регуляция). Медиаторы (см.) - ацетилхолин, катехоламины и другие низкомолекулярные биологически активные вещества - не только принимают участие в гуморальной передаче возбуждения нервных клеток, но и оказывают влияние на метаболизм тех клеток, где они образуются. Являясь местными гормонами, они участвуют во внутриклеточной регуляции обмена; воздействуя на проницаемость мембран, поддерживают определенное значение трансмембранного потенциала и определяют ионные потоки и активность ферментов. В основе связывания гормонов со специфическими рецепторами, расположенными на мембране клетки или в цитоплазме (см. Рецепторы, клеточные рецепторы), лежат механизмы обратной положительной и отрицательной связи. Обладая регуляторной функцией и выделяясь клетками определенной железы, гормоны регулируют обмен веществ в клетках-мишенях, принадлежащих другой ткани. Так, половые стероидные гормоны, вырабатываемые яичниками и семенниками, воздействуют на гипоталамические механизмы, регулирующие гонадотропную функцию передней доли гипофиза и отделы гипоталамуса, связанные с половым поведением. В этом случае гипоталамические клетки являются клетками-мишенями эстрогенов.
Процессы С. ф. ф. имеют место на всех уровнях жизни от молекулярного до надвидового. Изучение механизмов С. ф. ф. на молекулярном уровне было начато Умбаргером (H. E. Umbarger) в 1956 г. при изучении синтеза лейцина и пиридинну-клеотидов. Показано, что в биохимич. процессе, происходящем в бес-клеточных экстрактах или в живой клетке, определенная концентрация конечного продукта является угнетающим агентом для всего процесса. Промежуточные продукты биосинтеза подобным действием не обладают. Избирательность такого рода обеспечивает направленность регуляции, т. е. осуществляется саморегуляция процесса образования конечного продукта реакции. Последний, по принципу обратной отрицательной связи, взаимодействует с ферментами и, тормозя их активность, останавливает весь биохим. процесс. Существует большое количество ферментов, взаимодействие к-рых с компонентами клетки ведет к ее прогрессивному развитию и усовершенствованию, что определяется как положительная обратная связь. Т. о., живые клетки имеют чувствительные биохим. механизмы, к-рые выявляют и восполняют сдвиги концентрации веществ, нарушающих их стационарное состояние.
Достаточно хорошо изучена вну-триорганная С. ф. ф. Так, изолированное от всех гуморальных и нервных влияний сердце лягушки продолжает длительное время функционировать, т. е. происходит вну-триорганная саморегуляция сердечных сокращений. При длительном раздражении блуждающего нерва сердце лягушки или теплокровного животного выходит из состояния торможения (так наз. феномен ускользания). Механизм этого типа саморегуляции состоит в том, что выделяющийся из окончаний блуждающего нерва ацетилхолин взаимодействует с холинорецепторами сердечной мышцы и, изменяя структуру клеточного белка, «запускает» цепь биохим. процессов, в итоге к-рых сердце останавливается. Полагают, что при продолжающемся раздражении нерва в миокарде выделяется физиологически активное вещество макроэргической природы, к-рое, тормозя реакцию ацетилхолина с рецепторами, усиливает сердечные сокращения. В результате сердце выходит из состояния торможения. Подобного типа реакции в сердечной мышце установлены при длительном раздражении сердечной ветви симпатического нерва. Конечный продукт биохим. процесса активирует первичную реакцию между медиатором - адреналином и эффекторной клеткой миокарда, т. е. реакцию взаимодействия адреналина с адре-норецептором. В результате сердце останавливается или урежает свои сокращения.
В целом организме С. ф. ф. является наиболее сложной, происходит с участием многочисленных нейро-гуморальных, нервных и гормональных влияний. Важную роль при этом играют физиолог, параметры внутриклеточной среды (см. Внутренняя среда организма). По мнению И. И. Шмальгаузена (1968), весь процесс индивидуального развития особи состоит в «преобразовании наследственной информации в систему жизненных связей фенотипа с внешней средой» и «всякое развитие особи есть по меньшей мере авторегуляция и в большей пли меньшей мере приближается к автономному развитию». В пре- и постнатальном периодах развития особи происходит становление ряда жизненно важных функциональных систем со свойственным им аппаратом саморегуляции, к-рые приспосабливают организм к окружающей его среде (см. Системогенез).
Начиная с 70-х гг. 20 в. усиленно развивается учение о популяциях животных как о биологических системах надорганизменного уровня (см. Популяция). Показано, что у позвоночных животных поддержание популяционного гомеостаза, т. е. состояния динамического равновесия между популяцией и окружающей средой, достигается в результате сложных адаптивных механизмов, действующих по принципу обратных связей. Так, недостаток питания или увеличение численности животных какого-либо вида на определенной территории приводят к снижению темпов размножения или возрастанию смертности среди взрослых особей. Физиол. механизмы этого явления очень сложны: происходит изменение регулирующей роли эндокринных желез, увеличение стрессовых реакций, изменение стереотипов поведения и т. д. В частности, изучена роль хищников как регуляторов численности популяции. Необходимость противостоять хищникам ведет к изменению форм поведения стаи. Известны сезонные изменения основного обмена, температуры тела, двигательной активности, деятельности эндокринных желез и т. д. Во всех этих случаях, по мнению А. Д. Слонима (1971), имеет место механизм С. ф. ф. Следовательно, популяция как элементарная единица эволюционного процесса обладает способностью к регуляции своей численности, структуры генов и фенотипов. С. ф. ф. в популяции ведет к взаимной стимуляции зависимых процессов, в результате чего происходит прогрессивное развитие всей популяции. Установлена обратная направленность процесса саморегуляции, обеспечивающая подвижное равновесие в популяции. По мнению И. И. Шмальгаузена, «регуляция эволюционного процесса осуществляется посредством циклического механизма с обратной связью на основе сопоставления полученных результатов - фенотипов - в реальных условиях существования популяции, т. е. в биогеоценозах». При этом фенотип (т. е. конкретный организм с характерной для него организацией и жизненными проявлениями) рассматривается как носитель обратной информации. Последняя служит для сравнительной оценки фенотнпов в пределах популяции. Эта оценка завершается естественным отбором (см.), что вместе с половым процессом обеспечивает преобразование генетической структуры популяции. Положительная оценка фенотипов ведет к увеличению концентрации определенных генов в популяции и усилению их результата в особях следующих поколений - т. е. к размножению (регуляция с положительной обратной связью). Регуляция с обратной отрицательной связью представляет собой стабилизирующую форму естественного отбора, при к-рой происходит элиминация фенотипа и, следовательно, уменьшение концентрации характеризующих его генов. Результатом является поддержание стационарного состояния данной популяции при определенных условиях существования. Борьба за существование рассматривается как контрольный механизм, в к-ром дается оценка отдельным особям, популяциям или видам.
Т. о., процесс С. ф. ф. в клетке, организме, популяции и виде обеспечивается наличием обратных связей, к-рые входят в состав основных узловых механизмов функциональных систем, а сам процесс всегда имеет циклический характер.
В патологии, при перенапряжении механизмов С. ф. ф. происходит нарушение устойчивости тех или иных констант организма и, как следствие, возникновение целого ряда защитных приспособительных реакций (см. Приспособление). К ним, в частности, относятся викарные процессы (см.) и компенсаторные процессы (см.), использующие характерные для нормы способы мобилизации са-морегуляторных механизмов. Принцип «плюс - минус взаимодействия» М. М. Завадовского оказался полезным в расшифровке патогенеза ряда эндокринных заболеваний (гипертиреоз, микседема, диабет и т. д.). Накоплен большой материал, показывающий применение и значение этого принципа в клинике. Известны наблюдения, свидетельствующие, что причиной развития дисгормональных опухолей является нарушение осуществления принципа «плюс - минус взаимодействия».
Библиография: Анохин П. К. Биология и нейрофизиология условного рефлекса, М., 1968, библиогр.; он же, Очерки по физиологии функциональных систем, М., 1975, библиогр.; он же, Философские аспекты теории функциональных систем, М., 1978; он же, Узловые вопросы теории функциональных систем, М., 1980; Бернштейн Н. А. Очерки по физиологии движений и физиологии активности, М., 1966; Завадовский М. М. Противоречивое взаимодействие между органами в теле развивающегося животного, М., 1941; Кафиа-н и К. А. и Костомарова А. А. Информационные макромолекулы в раннем развитии животных, М., 1978; Механизмы гормональных регуляций и роль обратных связей в явлениях развития и гомеостаза, под ред. М. С. Мицкевича, М., 1981; Мецлер Д. Э. Биохимия, Химические реакции в живой клетке, пер. с англ., т. 1-3, М., 1980; Общие вопросы физиологических механизмов, Анализ и моделирование биологических систем, под ред. П. К. Анохина, М., 1970; Приб-р а м К. Языки мозга, Экспериментальные парадоксы и принципы нейропсихологии, пер. с англ., М., 1975; С л о- н и м А. Д. Экологическая физиология животных, М., 1971; Судаков К. В. Биологические мотивации, М., 1971; Функциональные системы организма, сост. К. В. Судаков, М., 1976; Ш м а л ь г а у-з е н Й. И. Кибернетические вопросы биологии, Новосибирск, 1968.
E. Л. Голубева.
Окружающий мир и обстановка, в которой находится человек, меняется буквально каждую минуту. Чтобы сохранить здоровье и поддерживать нормальное функционирование, организм должен к ним быстро приспосабливаться. Саморегуляция организма по научному называется гомеостазом. Если какой-то орган или участок начинает работать неправильно, в мозг поступает сигнал о нарушении работы. Обработав полученную информацию, мозг посылает ответный приказ о нормализации работы, таким образом осуществляется так называемая «обратная связь», то есть происходит саморегуляция организма. Она возможна благодаря вегетативной (автономной) нервной системе.
Именно эта система поддерживает саморегуляцию и отвечает за правильную работу кровеносных сосудов сердца, дыхательных органов, системы пищеварения и мочеотделения, также вегетативная система нормализует деятельность желез системы эндокринной, кроме того, она отвечает за питание центральной нервной системы и мышц скелета. За правильное функционирование автономной нервной системы отвечает участок мозга гипоталамус, именно там расположены так называемые «центры управления», которые тоже подчиняются вышестоящей инстанции – коре больших полушарий мозга. Вегетативная нервная система делится на 2 части: симпатическую и парасимпатическую.
Первая активно работает в экстремальных ситуациях, когда требуется очень быстрый отклик. При стрессах, опасных ситуациях, сильном раздражении симпатическая система резко активизирует свои функции и запускает механизмы саморегуляции. Процесс её деятельности можно увидеть невооруженным глазом: учащается сердцебиение, зрачки становятся шире, пульс увеличивается, в это же время быстро тормозится деятельность пищеварительных органов, весь организм приходит в состояние «боевой готовности».
Парасимпатическая нервная система наоборот, работает в условиях полного спокойствия, отдыха, активизирует работу пищеварительного тракта, расширяет сосуды.
В оптимальных условиях, обе системы работают в человеке хорошо, находятся в гармонии. Если баланс работы систем нарушается, человек чувствует неприятные последствия: тошнота, головная боль, спазмы, головокружение.
В коре головного мозга протекают психические процессы, они могут сильно повлиять на деятельность органов, а нарушения в работе органов могут отразиться на психических процессах. Яркий пример: изменение настроения после хорошего приема пищи. Еще один пример – зависимость общего состояния организма от скорости обмена веществ. Если она достаточно высокая – психические реакции протекают моментально, а если низкая – человек чувствует усталость, вялость и не может сосредоточиться на работе.
Гипоталамус контролирует вегетативную систему, именно в этот участок приходят все тревожные сигналы об изменении деятельности систем организма или его отдельных органов, именно гипоталамус посылает сигналы изменении работы для приведения организма в привычное состояние, включает механизмы саморегуляции. Например, при большой физической нагрузке, когда человеку «не хватает воздуха», гипоталамус заставляет сердечную мышцу сокращаться чаще, таким образом, организм получает необходимый кислород быстрее и в полном объеме.
Очень важно уметь управлять своим настроением и поведением – это и есть саморегуляция, которая направлена на достижение гармоничного внутреннего состояния, и позволяет укрепить здоровье человека, несмотря на негативные внешние факторы.
Например, если вы выполняете обычную утреннюю зарядку, тем самым вы регулируете жизненный тонус своего организма. Саморегуляция - это правильное отношение человека к окружающему его миру.
В России проводились исследования, которые позволяют говорить, что реально продлить активный период жизни человека до ста лет. Было доказано, что при правильном контроле за своим самочувствием, организм начинает работать, что называется, в "молодом" режиме.
Каждый человек понимает, что очень важно уметь управлять собой. Но как же на практике этого добиться? Существуют разные приемы и всевозможные методики, которые помогают человеку регулировать состояние своего организма.
Саморегуляция – это контроль за самочувствием
Саморегуляция необходима в том случае, когда к организму человека предъявляются чрезмерные требования. Она нужна больным, которые желают исцелиться, а также и здоровым людям, чья деятельность непосредственно связана с повышенным умственным трудом и тяжелыми физическими нагрузками.
Это некое сознательно-волевое управление своими внутренними психологическими процессами и организмом в целом, плавно переходящее на уровень рефлексов. Какая же сила заставляет менять внутреннее состояние человека?
А сила эта заключается в мысленных образах и словах. Например, если произнести всем известную фразу: "Во рту у меня кислый и сочный кусочек лимона", то у большинства людей начинается гиперсаливация, и выделение слюны на самом деле происходит, хоть ничего подобного мы и не съели.
Такой мысленный образ способен изменить состояние человека на физиологическом уровне, вызывая, в той или иной степени, выраженное слюнотечение. Практика показывает, что правильно подобранные мыслеформы становятся некими ключами, которые открывают потайные двери в психологические и физические процессы нашего организма.
Для того чтобы мысленные образы оказали на человека действительно желаемое воздействие, они должны быть сформулированы очень точно, конкретно и в достаточной степени ярко, только в этом случае можно рассчитывать на положительный эффект.
Каждый человек, в какой - то степени, умеет владеть приемами внутреннего самоконтроля. Что позволяет ему ориентироваться в окружающем пространстве, управлять своими ощущениями, даже предвидеть будущие события и чувствовать состояние своего биополя.
Как уже доказано, у человека существует биополе, которое имеет эфирную структуру в виде энергетической оболочки вокруг тела. Она имеет определенную окраску, и это зависит от состояния человека, при болезнях она одного цвета, в здоровом состоянии – другого.
В течение дня на биополе происходит наслоение различной информации, хорошей и плохой. Например, неприятная новость, заставляет мысленно возвращаетесь к ней на протяжении всего дня. Это мешает человеку сосредоточиться на более важных делах, отвлекает его, вызывая массу неприятных эмоций.
Такую информацию необходимо научиться сбрасывать, в противном случае начнутся проблемы со здоровьем. Для этого после неприятного общения с каким-нибудь индивидуумом, необходимо прервать установившуюся связь на энергетическом уровне.
Как же сбросить ненужную информацию?
Простым способом считается выполнение дыхательной гимнастики. Сделайте обычный глубокий вдох носом, а затем произведите интенсивный и довольно – таки шумный выдох ртом. Несколько раз так подышите.
А теперь другое упражнение. Представьте себе луч белого света, на вдохе он входит в вашу голову и медленно опускается вниз до солнечного сплетения, и накапливается там в виде положительной энергии.
На выдохе эта энергия опускается из солнечного сплетения вниз, взяв с собой все негативное напряжение, а затем уходит через конечности в землю. Повторяйте это упражнение чаще, так вы сможете поддерживать биополе в чистоте, и научитесь легко снимать напряжение и усталость.
В чем же заключается принцип саморегуляции?
Основной принцип заключается в активизировании своего внутреннего чувствования, можно сказать, что помимо присутствующих пяти анализаторов, вы будете развивать еще и шестой.
Чтобы саморегуляция проходила эффективно, необходимо находиться в уединенном месте, где вас ничего не будет отвлекать, закройте глаза, и мысленно выполняйте упражнения, сосредоточьтесь на белом луче.
Со временем вы научитесь восстанавливать биопотенциал организма, и сможете равномерно распределять энергию по всему биополю, при этом снимая напряжение и усталость.
Те органы, которые пострадали от недостатка энергии, получат ее в необходимом количестве. Для усиления эффекта от процесса саморегуляции, постарайтесь мысленно увидеть желаемый результат, представьте себе его образ.
Старайтесь конкретно формулировать свои желания, и избегайте общих фраз, скажите конкретно: "Сегодня у меня будет хороший сон ". Установки могут быть направлены не только на здоровье, но и на сферу социальных взаимоотношений.
Задавайте себе программу на удачное выполнение каких – либо намеченных дел, на материальное благополучие, на хорошее взаимоотношение с людьми, и так далее.
Заключение
Конечно, чтобы научиться быстро отвлекаться от негативных мыслей, требуется длительная практика, и, овладев ею, можно легко контролировать свое самочувствие.