ВИДЫ И ФОРМЫ ПРОЯВЛЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ЖИВЫХ СИСТЕМ

Главная » Энциклопедия » Физиология » Книги по физиологии » Книги по общей физиологии » Главы книг по общей физиологии » ВИДЫ И ФОРМЫ ПРОЯВЛЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ЖИВЫХ СИСТЕМ

Очерк 1. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ — ЕДИНСТВЕННО ВОЗМОЖНОЕ СОСТОЯНИЕ ЖИВЫХ СИСТЕМ

Как мы уже знаем, абсолютным свойством живого является обмен веществ, поддерживающий динамически стационарное и термодинамически и вещественно неравновесное состояние его относительно окружающей среды, что возможно только при условии трат свободной энергии системы, т. е. при совершении работы. Такое состояние живых систем следует именовать функциональной активностью. Поэтому, перефразируя всеобщий закон биологии Бауэра, можно сказать, что все и только живые системы всю свою свободную энергию расходуют на постоянное поддерживание состояния функциональной активности, уровень которой определяется конкретными формами взаимодействий их (систем) со средой. В каждом отдельном случае он всегда максимально адекватен характеру этих взаимодействий и энергетически допустимо минимален, т. е. гомеостатичен. Даже предельные критические уровни активности (нижний — анабиоз, вернее, гипобиоз и верхний — максимальная интенсификация) адаптивны по характеру поведения; оптимальны для данных конкретных условий и гомеостатичны по содержанию.

Из-за отсутствия в настоящее время достаточно объективных методов регистрации исследователь не оценит момент начала или прекращения активности биосистемы, не впав при этом в присущий ему антропоморфизм. Невозможность регистрации электрических характеристик биосистемы, а также иных выражений ее активности, например при глубоком гипобиозе или других состояниях, именуемых торможением, факт экспериментальный, а не биологический. Единственным и пока методически недостижимым критерием оценки может быть регистрация момента обратимости (или необратимости) состояния активности. Нам представляется, что понимание процессов возбуждения и торможения их стадий развития и т. д. должно рассматриваться как выражение различных уровней активности адаптивно-гомеостатических механизмов биосистемы. Возникновение адаптивно-гомеостатической реакции возможно в случае, если на это есть побудительные причины. К таковым относятся факторы внешней среды — раздражитель, стимул, возмущающее воздействие.

Являясь по своей энергетической природе химическими, электрическими, механическими, температурными, радиационными и другими, по биологическому значению раздражители могут быть «адекватными» и «неадекватными». Адекватные — это раздражители, на воздействие которых возбудимое образование (рецептор, клетка) в естественных условиях специально приспособлено реагировать изменением функциональной активности при весьма малой энергии раздражения. Например, для чувствительных клеток сетчатки глаза адекватным раздражителем будет видимая часть спектра электромагнитных волн (световые излучения) с энергией всего в несколько квантов, для мышцы — нервный импульс и т. д. Все остальные раздражители для данных систем будут неадекватными. Адекватность раздражения определяется силой и длительностью действия раздражителя, а также количеством элементов, вовлекаемых в ответную реакцию. Исключение хотя бы одной из составляющих частично или полностью устраняет адекватность и лишает биологическую систему способности оптимально реагировать на раздражитель. Таким образом, биологически наивыгоднейшая «отзывчивость» биосистемы возникает только на раздражители, адекватные по всем показателям. Способность же живого отвечать на действие раздражителя изменениями своих физиологических свойств и функциональных отправлений, как известно, есть возбудимость, а характер и величина этих изменений — эффективность, или дееспособность.

В живых объектах следует выделить два вида функциональной активности — физиологический покой и возбуждение. Состояние физиологического покоя характеризуется отсутствием внешне выраженных проявлений специфической деятельности, например сокращение, секреция и др. Вместе с тем это не бездеятельное состояние. Оно является той исходной основой, без которой специфическая активность не может проявиться. В условиях физиологического покоя процессы обмена веществ протекают на уровне, необходимом для поддержания и сохранения жизнедеятельности организма и обеспечения готовности его реагировать на воздействия, требующие проявления специфизической активности. Поэтому правильнее говорить не просто о состоянии физиологического покоя, а о состоянии относительного физиологического покоя, в котором, и только в котором, может находиться живое существо, не проявляющее «активной» деятельности. В сущности, состояние физиологического покоя — это способ реагирования (уровень активности) на те воздействия внешней среды, которые не требуют проявлений приспособительных реакций.

Возбуждение же, как известно, это процесс, возникающий под влиянием того или иного воздействия и сопровождающийся переходом биосистемы на более высокий уровень активности. Первое (при существующих методах регистрации) охватывает сравнительно ограниченный участок вблизи от места нанесения раздражения, второе распространяется на большее расстояние, вовлекая в ответную реакцию биосистему в целом. С достаточной степенью условности проявления возбуждения можно квалифицировать как не специфические, принципиально общие для всех живых объектов (например, изменения процесса обмена веществ, связанные с высвобождением энергии под влиянием раздражения), и специфические, в виде физиологической функции, свойственной только данному органу или ткани (сокращение мышцы, секреция железы и др.). Специфическая реакция — это следствие дальнейшего развития местного возбуждения.

Для более удобной оценки уровней функциональной активности биосистем необходимо применить понятие «торможение». Его следует рассматривать как характеристику такой формы активности биосистемы, которая проявляется в ослаблении или прекращении текущей функциональной активности (переход биосистемы на более низкий уровень относительно предшествующего).

Источники и литература

  • Логинов А. А. Очерки по общей физиологии. Основные свойства и закономерности живых систем. Минск, «Вышэйш. школа», 1976.