Очерк 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ОБ УПРАВЛЕНИИ И РЕГУЛИРОВАНИИ ФУНКЦИЙ
Самоорганизация и саморегулирование биосистемы любой сложности направлено на оптимальное взаимодействие составляющих ее элементов, процессов, обеспечивающих поддержание целостности и уровней активности, необходимых для установления адекватных отношений со средой. Процесс саморегулирования осуществляется на всех уровнях живого: молекулярном, клеточном, органном, системном (система органов кровообращения, дыхания и др.), организменном, а также межмолекулярном, межклеточном, межорганном, межсистемном, межорганизменном и средовом. Саморегулирование реализуется механизмами, заложенными в самой сущности биологической формы движения, т. е. жизни. Под самоорганизацией, управлением и регулированием следует понимать также свойства системы, которые обеспечивают ее сохранение — гомеостатичность. Можно выделить три механизма регулирования — генный, гуморальный и нервный. Изучение генного механизма регулирования находится в компетенции молекулярной генетики. Гуморальный и нервный на уровне высокоорганизованных живых существ объединены в единый нейрогуморальный механизм. Кроме того, различают четыре основных принципа механизма управления и регулирования: рассогласования — неравновестности градиента; замкнутого контура; прогнозирования; целостности.
Наиболее древний в эволюционном отношении гуморальный механизм регулирования функций. Он осуществляется за счет химических веществ циркулирующих в организме жидкостей (кровь, лимфа, тканевая жидкость, цитоплазма). Химическими регуляторами могут быть и вещества, поступающие извне вместе с продуктами питания, при дыхании, через покровы тела; неспецифические продукты обмена веществ органов и тканей (например, накопление углекислоты в крови возбуждает центр дыхания); некоторые специфические продукты обмена веществ клеток, например медиаторы синапсов (ацетилхолин, норадреналин и др.); гормоны. Гормоны можно вообще назвать важнейшими специализированными химическими регуляторами жизнедеятельности организма благодаря их влиянию на течение обмена веществ, формирование органов и тканей, способности «запускать» деятельность различных органов и, наконец, коррегировать интенсивность функций организма. Характерно, что химический регулятор, попадая в кровоток или другие циркулирующие жидкости, поступает к каждому органу независимо от того, участвует ли он в регуляции его функций или нет. Только избирательное отношение тканей к химическим веществам определяет успешность включения гормонов в процесс регуляции. Следует отметить: скорость распространения химического регулятора от места образования до места приложения невысокая и соответствует скорости движения переносящих его жидкостей.
Между различными химическими регуляторами, особенно между гормонами, часто проявляется принцип саморегуляции. Так, если гормон поджелудочной железы-—инсулин способствует снижению уровня сахара в крови, то гормон мозгового слоя надпочечников — адреналин — увеличению. В случае, когда продукция инсулина становится избыточной, сразу же усиливается продукция адреналина и наоборот. Это касается и других желез.
Нервный механизм регуляции эволюционно более молодой. Он отличается от гуморального тем, что его сигналы распространяются по нервным путям с достаточно большой скоростью (в зависимости от характера нерва) — от 0,5 до 80—120 м/с — к строго определенным органам или частям организма. Нервные механизмы регуляции, так же как и гуморальные, работают по принципу саморегуляции, в основе которого лежат сменяющие друг друга возбуждение и торможение.