Регулирующие системы организма реферат

Обновлено: 05.07.2024

Трудно сказать, почему у эволюционирующих млекопитающих возникла столь сложная, многоступенчатая и многоэлементная нейроэндокринная система. Как известно, природа больше всего заботится о целесообразности, и меньше всего – о том, чтобы человеку было удобно ее изучать. Возможных путей и вариантов у природы всегда очень много; скорее всего, бесконечно много. Регулировать жизнедеятельность высших организмов наверняка можно было бы как-нибудь иначе, и желательно – попроще. Однако нельзя отрицать следующее. Человек современный, разумный и технологический, пока еще очень далек от создания искусственной системы, подобной ему самому, – системы столь же компактной, энергетически экономной и эффективной, обладающей сразу пятью автономными сенсорными блоками и двумя универсальными манипуляторами; системы, оптимально сочетающей силу, гибкость и подвижность, безусловные и условные рефлексы, сознание и бессознательное; вдобавок системы самовоспроизводящейся, в какой-то степени самообучающейся и, главное, сохраняющей гомеостаз (постоянство внутренних условий), т.е. самонастраивающейся практически под любые внешние условия. Поэтому сегодня нам остается только восхититься, поблагодарить природу за нашу удивительную эндокринную систему – и продолжить упорное исследование ее бесчисленных загадок.

Основные эндокринные железы

Щитовидная железа участвует в регуляции метаболизма, прежде всего усвоения йода и кальция; влияет на многие зависимые системы и процессы (от общего энергообмена и интеллектуальной продуктивности до регенерации тканей опорно-двигательного аппарата).

Паращитовидные (околощитовидные) железы регулируют состояние костных и мышечных тканей, внутриглазных структур, почек.

Параганглии особые скопления клеток, которые с полным правом можно назвать нейроэндокринными: отвечают за чувствительность, регулируют обмен хрома и одновременно секретируют катехоламины, подобно надпочечникам.

Поджелудочная железа функционально относится к пищеварительной системе, однако содержит незначительный (1-3% от массы железы) объем эндокринных клеток, сконцентрированных в т.н. островках Лангерганса и продуцирующих инсулин – гормон-регулятор уровня глюкозы в крови.

Яички (у мужчин), яичники (у женщин) – секретируют половые гормоны (андрогены и эстрогены). Эндокринную роль выполняет также плацента при вынашивании беременности.

Вилочковая железа (тимус) производит, в основном, иммунорегулирующие гормоны.

Следует отметить, что к настоящему времени известны далеко не все функции эндокринных желез и вырабатываемых ими гормонов; здесь приводятся лишь наиболее важные и исследованные из них.

Наиболее распространенные эндокринные заболевания

Количество самостоятельных болезней и синдромов, связанных с нарушениями гормонального баланса, сегодня оценивается на уровне примерно шести тысяч. Иными словами, большинство известных современной медицине болезней (около десяти тысяч) действительно являются гормональными. Некоторые из них сегодня грозят приобрести пандемический характер, другие встречаются спорадически редко; одни являются врожденными и генетически обусловленными, другие приобретаются в течение жизни под действием многочисленных этиопатогенетических факторов (травмы, опухоли, воспаления и т.д.).

Наиболее распространенным и известным эндокринно-метаболическим заболеванием следует, по-видимому, считать сахарный диабет. Очень распространена также патология щитовидной железы, в частности, эндемичные йододефицитные состояния, гипертиреоз, тиреоидит и мн. др. Выраженное негативное влияние на весь организм, его формирование, строение, внешний облик, функционирование, – оказывают аномалии и поражения желез, продуцирующих половые гормоны, кортикоиды, соматотропин. Даже известный предменструальный синдром у женщин представляет собой не что иное, как транзиторный, циклически повторяющийся и преходящий гормональный дисбаланс.

В целом, эндокринологии приходится мыслить воистину глобально и системно, имея дело с огромным количеством перекрестно-связанных процессов, нормальных и патологических. Однако заболевания этой группы, некогда бывшие совершенно непостижимыми, в настоящее время успешно диагностируются и лечатся. Важно лишь обратиться к врачу вовремя, – то есть как можно раньше, – пока изменения не приобрели необратимый характер.

Понятие гомеостаза как динамического равновесия процессов жизнедеятельности в организме. Саморегуляция физиологических функций, создающих необходимые для существования организма условия. Гуморальная и нервная регуляция. Характеристика возрастных периодов.

Рубрика Биология и естествознание
Вид лекция
Язык русский
Дата добавления 14.10.2017
Размер файла 21,8 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Гомеостаз и регуляция функций в организме

Понятие гомеостаза

Все процессы жизнедеятельности организма могут осуществляться только при условии сохранения относительного постоянства внутренней среды организма. К внутренней среде организма относят кровь, лимфу и тканевую жидкость, с которой клетки непосредственно соприкасаются. Способность сохранять постоянство химического состава и физико-химических свойств внутренней среды называют гомеостазом. Это постоянство поддерживается непрерывной работой систем органов кровообращения, дыхания, пищеварения, выделения и др., выделением в кровь биологически активных химических веществ, обеспечивающих взаимодействие клеток и органов. К постоянным показателям гомеостаза относятся температура внутренних отделов тела, сохраняемая в пределах 36-37°С, кислотно-основное равновесие крови, характеризуемое величиной рН - 7,35-7,4, концентрация гемоглобина в крови - 120-140 г/л и др.

Гомеостаз представляет собой не статическое, а динамическое равновесие. Степень сдвига показателей гомеостаза при существенных колебаниях условий внешней среды или при тяжелой работе у большинства людей очень невелика. Например, длительное изменение рН крови всего на 0,1-0,2 может привести к смертельному исходу. Однако в общей популяции имеются некоторые индивиды, обладающие способностью переносить гораздо большие сдвиги показателей внутренней среды. Эта способность определяется врожденными особенностями человека - так называемой его генетической нормой реакции, которая даже для достаточно постоянных функциональных показателей организма имеет широкие индивидуальные различия.

В организме непрерывно происходят процессы саморегуляции физиологических функций, создающие необходимые для существования организма условия. Саморегуляция - свойство биологических систем устанавливать и поддерживать на определенном, относительно постоянном уровне те или иные физиологические или другие биологические показатели.

С помощью механизма саморегуляции у человека поддерживается относительно постоянный уровень кровяного давления, температуры тела, физико-химических свойств крови и др. Одним из условий саморегуляции является обратная связь между регулируемым процессом и регулирующей системой, поступление информации о конечном эффекте в центральные регулирующие аппараты.

Регуляция различных функций осуществляется двумя путями: гуморальным и нервным.

Гуморальная (лат. humor - жидкость) регуляция - один из механизмов координации процессов жизнедеятельности в организме, осуществляемой через жидкие среды организма (кровь, лимфу, тканевую жидкость) с помощью биологически активных веществ, выделяемых клетками, тканями и органами. Этот тип регуляции является наиболее древним. В процессе эволюции по мере развития и усложнения организма в осуществлении взаимосвязи между отдельными его частями и в обеспечении всей его деятельности первостепенную роль начинает играть нервная регуляция, которая осуществляется нервной системой.

Нервная система объединяет и связывает все клетки и органы в единое целое, изменяет и регулирует их деятельность, осуществляет связь организма с окружающей средой. Центральная нервная система и ее ведущий отдел - кора больших полушарий головного мозга - весьма тонко и точно воспринимая изменения окружающей среды, а также внутреннего состояния организма, своей деятельностью обеспечивают развитие и приспособление организма к постоянно меняющимся условиям существования. Нервный механизм регуляции более совершенен.

Нервный и гуморальный механизмы регуляции взаимосвязаны. Активные химические вещества, образующиеся в организме, способны оказывать свое воздействие и на нервные клетки, изменяя их функциональное состояние. Образование и поступление в кровь многих активных химических веществ находится, в свою очередь, под регулирующим влиянием нервной системы. В этой связи правильнее говорить о единой нервно-гуморальной системе регуляции функций организма, создающей условия для взаимодействия отдельных частей организма, связывающей их в единое целое и обеспечивающей взаимодействие организма и среды.

Понятие роста и развития и их закономерности

Онтогенез - это процесс индивидуального развития организма от момента его зарождения до смерти. Онтогенез подразделяется на два периода: эмбриональный и постэмбриональный.

Филогенез - это процесс исторического развития живой природы и отдельных групп составляющих ее организмов.

Рост и развитие человека, начинающиеся с момента оплодотворения яйцеклетки, представляют собой непрерывный поступательный процесс, протекающий в течение всей его жизни. Процесс развития протекает скачкообразно, и разница между отдельными этапами, или периодами жизни, сводится не только к количественным, но и к качественным изменениям.

Под развитием в широком смысле слова следует понимать процесс количественных и качественных изменений, происходящих в организме человека, приводящих к повышению уровней сложности организации и взаимодействия всех его систем. Развитие включает в себя три основных фактора: рост, дифференцировку органов и тканей, формообразование (приобретение организмом характерных, присущих ему форм). Они находятся между собой в тесной взаимосвязи и взаимозависимости.

Одной из основных физиологических особенностей процесса развития, отличающей организм ребенка от организма взрослого, является рост, т.е. количественный процесс, характеризующийся непрерывным увеличением массы организма и сопровождающийся изменением числа его клеток или их размеров.

В процессе роста увеличиваются число клеток, телесная масса и антропометрические показатели. В одних органах и тканях, таких, как кости, легкие, рост осуществляется преимущественно за счет увеличения числа клеток, в других (мышцы, нервная ткань) преобладают процессы увеличения размеров самих клеток. Такое определение процесса роста исключает те изменения массы и размеров тела, которые могут быть обусловлены жироотложением или задержкой воды. Более точный показатель роста организма - это повышение в нем общего количества белка и увеличение размеров костей.

К важным закономерностям роста и развития детей относятся неравномерность и непрерывность роста и развития, гетерохрония, явления опережающего созревания жизненно важных функциональных систем, надежность биологической системы.

Под надежностью биологической системы принято понимать такой уровень регулирования процессов в организме, когда обеспечивается их оптимальное протекание с экстренной мобилизацией резервных возможностей и взаимозаменяемостью, гарантирующей приспособление к новым условиям, и с быстрым возвратом к исходному состоянию. Согласно этой концепции, весь путь развития от зачатия до естественного конца проходит при наличии запаса жизненных возможностей. Эти резервные возможности обеспечивают развитие и оптимальное течение жизненных процессов при меняющихся условиях внешней среды.

П.К. Анохин выдвинул учение о гетерохронии (неравномерное созревание функциональных систем) и вытекающее из него учение о системогенезе. Согласно его представлениям, под функциональной системой следует понимать широкое функциональное объединение различно локализованных структур на основе получения конечного приспособительного эффекта, необходимого в данный момент (например, функциональная система акта сосания, функциональная система, обеспечивающая передвижение тела в пространстве, и др.).

Функциональные системы созревают неравномерно, включаются поэтапно, сменяются, обеспечивая организму приспособление в различные периоды онтогенетического развития.

Системогенез как общая закономерность развития особенно четко выявляется на стадии эмбрионального развития. Однако гетерохронное созревание, поэтапное включение и смена функциональных систем характерны и для других этапов индивидуального развития.

гомеостаз гуморальная нервная регуляция

Возрастная периодизация и характеристика возрастных периодов ребенка

I - новорожденный - 1-10 дней;

II - грудной возраст - 10 дней-1 год;

III - раннее детство - 1-3 года;

IV - первое детство - 4-7 лет;

VI - подростковый возраст - 13-16 лет мальчики, 12-15 лет девочки;

VII - юношеский возраст - 17-21 год юноши, 16-20 лет девушки;

VIII - период зрелости: первый зрелый - 21-35 у мужчин, 20-35 у женщин, второй зрелый - 35-60 у мужчин, 35-55 у женщин;

IX - пожилой возраст - 55-75 у женщин, 60-75 у мужчин.

X - старческий возраст - 75-90 лет;

XI - возраст долгожителей после 90 лет.

В период новорожденности, в грудном возрасте и в первый год периода раннего детства у ребенка происходит ускоренное формообразование и созревание нервных структур головного мозга. Совершенствование структуры приводит к функциональному скачку: росту познавательных возможностей ребенка как в период раннего и первого детства.

К моменту поступления ребенка в школу заканчивается период первого детства. Создаются морфологические и функциональные предпосылки для приобщения к новым, сложным формам мировосприятия и обучения. Школьный период оказывается наиболее насыщенным возрастными скачками в развитии ребенка.

Половое созревание у девочек продолжается от 12 до 15, у мальчиков - от 13 до 16 лет. Пубертатный период сопровождается наиболее интенсивными темпами развития организма, сложными морфофункциональными перестройками, связанными с подготовкой к репродукционной функции. В этом периоде отмечаются и наиболее высокие темпы роста и увеличение массы тела.

Пубертатные скачки связаны с интенсивным развитием репродуктивной системы. С 12,5 лет наблюдается ускоренный рост наружных половых органов у мальчиков. В это же время у них появляются и выраженные вторичные половые признаки (рост волос на лобке). Через два года появляются волосы в подмышечной впадине и на лице, происходят разрастание хрящей гортани и следующая за этим ломка голоса.

У девочек первые признаки пубертатного периода характеризуются набуханием области сосков, хотя появление волос на лобке может и предшествовать этому. Первая менструация совпадает с окончанием максимального темпа прироста тела в длину. В течение года после первой менструации наблюдается период относительного бесплодия, так как не всегда менструации предшествует выход яйцеклетки из яичника. Пубертатный скачок является результатом усиления гормональной функции в системе гипоталамус - гипофиз - надпочечники - половые железы. До наступления пубертатного скачка гипоталамус тормозит продукцию гонадотропных гормонов гипофиза. Усиленный синтез гонадотропинов происходит под влиянием гипоталамического фактора, растормаживающего секрецию гонадотропных гормонов (релизинг-фактор). В пубертатном периоде у девочек происходит снижение чувствительности гипоталамуса к половым гормонам. Уровень их становится недостаточным для сдерживания продукции гонадотропного релизинг-фактора. Следствием усиления его продукции является повышение уровня половых гормонов в крови до тех пор, пока их избыток не затормозит через гипоталамус гонадотропную активность гипофиза.

Мужские половые гормоны появляются в заметном количестве только в подростковом возрасте. У мальчиков в пубертатном периоде повышается чувствительность надпочечников к кортикотропным гормонам гипофиза. Вследствие этого увеличивается продукция андрогенных гормонов надпочечников.

С завершением периода полового созревания не заканчиваются, однако, процессы роста и развития. В юношеском возрасте продолжается рост тела в длину (на 1-2 см в год), завершается структурное и функциональное созревание соматических и вегетативных систем. Период зрелости, когда практически заканчивается формирование и прогрессивное развитие организма, наступает у женщин только к 20 годам, у мужчин к 21 году. Зрелый возраст - это возраст мужчин от 21 года до 60 лет и женщин от 20 до 55 лет. В самом названии периода зрелости заключено представление о завершении функциональных и морфологических перестроек. В зрелом возрасте выделяют два периода: период расцвета и устойчивости функций организма (от 20-21 года до 35 лет) и период начальной инволюции (35-60 лет для мужчин и 35-55 лет для женщин).

Для пожилого возраста (от 60 до 75 лет у мужчин и от 55 до 75 лет у женщин) характерно ускоренное развитие инволюционных перестроек, снижение резервов адаптации. Одним из основных признаков старения организма является понижение уровня основного обмена. У человека примерно к 60 годам снижение основного обмена ведет к голоданию клеток и тканей. Морфологической предпосылкой снижения основного обмена является уменьшение абсолютного числа митохондрий. Так, у человека в возрасте от 50 до 70 лет в клетках печени оно уменьшается на 30-35 %.

После 75 лет наступает старость. Резко снижается уровень всех физиологических функций, падает сопротивляемость организма, получают благоприятную морфологическую основу типичные болезни старости - атеросклероз, ишемическая и гипертоническая болезни.

Возраст после 90 лет называют возрастом долгожителей. В этом периоде обостряются явления старения, резко увеличивается вероятность внезапной смерти.

Подобные документы

Единство и отличительные особенности нервных и гуморальных регуляций. Механизмы гуморальной регуляции в организме. Особенности строения и свойства клеточных мембран, функции и механизм их реализации. Диффузия и транспорт веществ через клеточные мембраны.

курсовая работа [195,5 K], добавлен 09.01.2011

Цели приспособления организма к изменившимся условиям существования. Быстрая гомеостатическая регуляция физиологических функций, состава и свойств внутренней среды организма. Функция симпатико-адреналовой системы и источники энергии катехоламины.

реферат [144,4 K], добавлен 20.09.2009

Особенности строения, физиологии и химического состава клетки. Типы и свойства тканей. Характеристика системы органов - частей организма, имеющих только их свойственные форму и строение и выполняющих определенную функцию. Регуляция функций в организме.

реферат [21,9 K], добавлен 03.07.2010

Влияние температуры на протекание жизненных процессов в организме, на физиологическую активность, на скорость различных химических реакций. Тепловой баланс в теле человека. Механизмы теплообразования и теплоотдачи, регуляция температурного гомеостаза.

реферат [25,0 K], добавлен 13.06.2010

Этапы развития физиологии. Гуморальная, нервная и метаболическая регуляция функций организма. Электрические явления в возбудимых тканях. Распространение возбуждения по нервным волокнам. Современные представления о мышечном сокращении и расслаблении.

Характеризованы основные свойства, важнейшие особенности си­стем, регулирующих метаболический статус. Рассмотрены подходы к пониманию эволю­ции пищевых цепей. Проведен анализ основных направлений рекомендаций по питанию человека, особенностей индивидуального подбора диет. Отмечено, что официально принятые нормы питания содержат рекомендации, неприемлемые для лиц с опре­делённой метаболической индивидуальностью. Обоснована необходимость использования принципиально новых методов, позволяющих определять индивидуальные потребности в белке, гарантирую­щих достижение целей, важных для человека, таких как актив­ное долголетие, профилактика рака, подавление аллергических реакций и др. Выделены спорные концепции неортодоксальных систем питания. Новые подходы позволят надёжно выявить и обосновать правила питания, основываясь на учёте индивидуальных особенностей регулирующих систем организма. Сделано заключение о необходимости создания новых концепций по организации питания человека с позиций понимания его тонкой биохимической, иммунологической и физио­логической индивидуальности.


2. Горохова В.А Горохова С.Н. Лечебно-сбалансированное питание – путь к здоровью и долголетию. – М.: Здоровье, 2006. – 320 с.

3. Закревский В.В. Безопасность пищевых продуктов и биологически активных добавок к пище. Практическое руководство. – С-Пб.: Гиорд, 2004. – 280 с.

7. Курцмен Дж., Гордон Ф. Да сгинет смерть! / Перевод Ковалевой М.Н. / Под ред. и с предисл. Б.Ф. Ванюшина. – М.: Мир, 1982. – 216 с.

9. Лечебное питание: современные подходы к стандартизации диетотерапии / М-во здравоохранения и социального развития РФ; под ред. В.А. Тутельяна, М.Г. Гаппарова, Б.С. Каганова, Х.Х. Шарафетдинова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Династия, 2010. – 302 с.

11. Паттерсон Р., Грэммер Л.К., Гринбергер П.А. Аллергические болезни: диагностика и лечение: Пер. с англ.- М.: ГЭОТАР Медицина, 2000. – 768 с.

12. Шаталова Г.С. Целебное питание на основах энергетической целесообразности. – М.: Kультура и традиции, 1995. – 288 с.

Регулирующие системы организма, начиная от молекулярно-генетических управляющих систем и до присущих высшим животным и человеку систем нервной регуляции, получают информацию об изменениях метаболического статуса организма, вызванных поступлением субстратов пищи. При рассмотрении надклеточных систем регуляции, как правило, не удаётся найти специализированные морфологические структуры, подобные органам чувств и предназначенные для введения в регулирующие системы информации о метаболическом статусе организма.

Вместе с тем обширный материал показывает, что для систем, регулирующих метаболический статус, характерны такие свойства, как рецепция многих веществ, интегративность передачи сигналов, их усиление, введение в регулирующие системы информации посредством рецепции одного из группы метаболически связанных соединений. Имеются веские основания полагать, что одним из важнейших механизмов введения в регулирующие системы организма информации о его пищевом и метаболическом статусе является модуляция нервных и эндокринных сигналов под воздействием нутриентов и связанных с ними метаболитов. Эти особенности регуляции должны учитываться при моделировании на компьютере закономерностей усвоения пищи и поддержания чистоты внутренней среды организма. В частности, огромный интерес для моделирования этих регулирующих систем представляет выявление тех звеньев метаболических процессов, с которых регулирующие системы организма получают информацию, так как эти знания позволят упростить модели регулирующих систем, не прибегая к упрощенчеству.

Имеющиеся материалы показывают две важнейшие особенности регулирующих систем. Во-первых, это универсальность функциональной архитектоники многих систем регуляции, сходство важнейших регулирующих систем у органов разных уровней филогенетического дерева, существование широкого спектра взаимозависимостей, приводящих к наличию у организмов различных биологических видов сходных метаболических путей и к подобию систем их регуляции. Примером может служить сеть корреляции физико-химических свойств аминокислот, их эссенциальности для животных и человека, генетических кодов аминокислот, использования аминокислот и их производных для передачи сигналов в регулирующих системах. Ряд таких корреляций обусловлен проявлением закона гомологической изменчивости организмов в ходе эволюции. Во-вторых, даже у организмов одного и того же биологического вида регулирующие системы не идентичны, а особи (индивидуумы) различаются по многим параметрам, в том числе по особенностям ассимиляции пищи и поддержания чистоты внутренней среды.

Первая из названных особенностей регулирующих систем позволяет в известном приближении обосновывать питание человека данными опытов на животных, хотя показано, что использование животных, особенно одноклеточных и беспозвоночных, может приводить к неадекватным выводам относительно биологической и пищевой ценности продуктов питания для человека и ассимиляции пищи человеком. Вторая из названных особенностей заставляет с осторожностью относиться к рекомендациям в области питания, предназначенным для больших групп людей, в которых индивидуумы отличаются друг от друга по ряду метаболических особенностей, несмотря на то, что их возраст, пол и энергозатраты совпадают [8].

Любые рекомендации по питанию человека – будь то официально принятые нормы потребности в пищевых субстратах и энергии или же неортодоксальные рекомендации, пропагандируемые отдельными лицами на основе субъективного опыта или нетрадиционных концепций, так или иначе опираются на представление о некоем усреднённом (условном или эталонном) человеке, метаболический облик которого в известной степени считается типичным для всех людей. Официально принятые нормы потребности в белке и ряде других нутриентов основаны на учёте усреднённых метаболических показателей с введением некоторого запаса, равного, например, двум стандартным отклонениям для гарантии поступления достаточного количества нутриентов в организм большинства людей [6, 9].

Создаётся впечатление, что живучесть неортодоксальных систем питания основана не только на высоких адаптационных возможностях регулирующих систем человеческого организма, способного приспосабливаться к разнообразным условиям питания, но и на том, что неортодоксальные рекомендации оказываются достаточно адекватными для лиц с определённой метаболической индивидуальностью, тогда как лица, обладающие иным типом метаболизма, не выдерживают питания по таким рекомендациям и оказываются вынужденными перейти на другой его тип.

Следует отметить, что официально принятые нормы питания также содержат рекомендации, неприемлемые для лиц с определённой метаболической индивидуальностью. Это обстоятельство подчеркивается в работах исследователей, давших критический анализ норм потребности в пищевых субстратах и энергии, принятых в США. Отмечают, в частности, что эти нормы, разработанные для профилактики алиментарной недостаточности, оказываются неадекватными для профилактики атеросклероза, ожирения, ишемической болезни сердца, диабета, рака и ряда других заболеваний [5, 9]. Накапливаются данные о метаболической предрасположенности ряда людей, придерживающихся официальных норм питания, к названным заболеваниям, например ожирению. Одной из важнейших задач науки о питании на современном этапе является чёткое формулирование целей, преследуемых при организации питания данного конкретного человека. Среди этих целей в будущем важное место должна занимать индивидуальная алиментарная профилактика именно тех болезней, возникновение которых у данного человека наиболее вероятно, судя по особенностям его индивидуальности, выражающимся в биохимических (иммунохимических) признаках и их морфологических коррелятах (концепция организации направленного, или целевого, индивидуального питания) [2, 9].

Подобно алхимикам средневековья, искавшим всемогущий философский камень, многие специалисты по питанию стремятся отыскать универсальную формулу такого баланса компонентов рациона, который был бы наиболее благоприятен сразу для всех регулирующих систем организма и для всех мыслимых человеком проявлений их работы. Реальность заставляет усомниться, что такой рацион существует.

Возможно, что в будущем, когда специалисты научатся целевому планированию сбалансированных индивидуальных рационов, основанному на учёте метаболических особенностей данного человека (включая и учёт вероятности развития у него тех или иных заболеваний, наиболее характерных для данного типа метаболизма), исчезнут и разногласия между ортодоксальной наукой о питании и приверженцами неортодоксальных рационов: будут чётко разграничены метаболические типы людей, нуждающихся в употреблении яблочного уксуса, введении щелочных эквивалентов или значительных количеств аскорбиновой кислоты, антиоксидантов и т.п.

Понятие усреднённого эталонного человека, послужившее в качестве полезного ориентира в ряде разделов науки о питании, в дальнейшем может оказаться недостаточным для решения задач индивидуального подбора рационов. Создаётся впечатление, что подходы к определению потребности усреднённого человека в белке, основанные на сведениях о неизбежных потерях азота, на данных о балансе азота и на введении поправки к средней величине в размере двух стандартных отклонений, исчерпали свои возможности. В дальнейшем необходимо использование принципиально новых методов, позволяющих определять индивидуальные потребности в белке, гарантирующие достижение целей, важных для человека, таких как активное долголетие, профилактика рака, подавление аллергических реакций и др.

Разумеется, поиски индивидуальных потребностей в белке будут конкретизировать ранее накопленные представления, основанные на изучении потерь азота, поскольку балансовые данные являются усреднёнными и нивелируют индивидуальные различия. Кроме того, существующие нормы субъективны, поскольку прибавление к средней величине именно удвоенного стандартного отклонения является в них произвольным. Очевидно, специалисты получили бы существенно иную величину потребности в белке и других пищевых веществах, договорись они добавлять к средней арифметической величине не удвоенное, а, например, утроенное стандартное отклонение, дающее, надёжный уровень обеспечения нутриентами для 99,87 % населения.

Применительно к сложившемуся представлению об усреднённом организме, лишённом индивидуальных черт, специалисты по науке о питании подбирали и математические методы статистической оценки результатов исследований – обычно это определение достоверности различий выборочных средних величин методом Стьюдента. Можно ожидать, что по мере проявления интереса к биохимической индивидуальности организма и воздействию на него питания всё большее распространение будут получать такие математические подходы, для которых сопоставление среднего арифметического значения двух выборок не является основным и решающим, в том числе критерий F (Фишера), основанный на сопоставлении дисперсий, методы многофакторного дисперсионного анализа, корреляционный анализ, параметрические критерии и др. Эти приёмы позволят надёжно выявить и обосновать правила питания, основываясь на учёте индивидуальных особенностей регулирующих систем организма.

Наука о питании всё ближе подходит к широкому использованию компьютеров, которые уже нашли применение для расчёта рационов в общественном питании и при анализе фактического питания групп населения. Можно полагать, что в будущем функции компьютеров в организации питания значительно расширятся, усложнятся и они смогут выдать каждому человеку рекомендации по его оптимальному питанию с учётом не только возраста, пола и энергозатрат, но и метаболических особенностей данного человека, с учётом риска развития у него заболеваний, коррелирующих с данным типом метаболизма. Несомненно, достижению этой цели будет предшествовать создание компьютерного банка данных о связи питания с болезнями и старением, о корреляции метаболических признаков и болезней и т.п.

Психологи утверждают, что человек не способен одновременно удерживать в сознании более 5-7 объектов или одномоментно проводить логический анализ с большим числом объектов. Возможно, именно это обстоятельство привело к стремлению ряда авторов, во что бы то ни стало свести многообразие нутриентов пищи к нескольким главным компонентам рациона или к единому количественному показателю, выражаемому в единицах термодинамики (информации). Использование компьютеров позволяет создавать математические модели регуляции питания, свободные от этого ограничения, а также оперировать с таким количеством объектов, которое реально соответствует работе систем, регулирующих метаболизм нутриентов и борьбу организма с токсическими факторами пищи. В области питания человека систематически появляются разнообразные спорные концепции, создаваемые нередко лицами, весьма далёкими от научных исследований питания – этого, по выражению И.И. Мечникова, интимнейшего из общений человека с природой. Имеющиеся литературные материалы, позволили проанализировать ряд таких концепций, сгруппировав их по важнейшим направлениям:

1. Индексы пищевой ценности, то есть сведение качественного многообразия пищи к единому показателю, выраженному в единицах энергии или информации.

3. Очищение организма голоданием, то есть попытки освободить организм человека от накопления токсических веществ путём голодания.

6. Попытки обосновать ссылками на питание предков человека использование в рационе современного человека только мясных или только растительных продуктов в сочетании с отказом от их термической обработки (сыроедение).

Можно ожидать, что по мере развития науки о питании интерес к метаболической индивидуальности человека будет постоянно возрастать. Более того, станет очевидным, что сводить индивидуальность к возрасту, полу и условиям работы нельзя. Соответственно этому не только появятся новые концепции по организации питания человека, но и создадутся принципиально новые условия для борьбы с неверными концепциями с позиции понимания тонкой биохимической, иммунологической и физиологической индивидуальности человека.

Регуляция функций органов - это изменение интенсивности их работы для достижения полезного результата согласно потребно­стям организма в различных условиях его жизнедеятельности. Классифицировать регуляцию целесообразно по двум основным признакам: механизму ее осуществления (нервный и гуморальный) и времени ее включения относительно момента изменения величины регулируемой константы организма. Выделяют два типа регуляции: по отклонению и по опережению.

Регуляция осуществляется согласно нескольким принципам, ос­новными из которых являются принцип саморегуляции и систем­ный принцип. Наиболее общий из них - принцип саморегуляции, который включает в себя все остальные. Принцип саморегуляции заключается в том, что организм с помощью собст­венных механизмов изменяет интенсивность функционирования органов и систем согласно своим потребностям в различных усло­виях жизнедеятельности. Так, при беге активируется деятельность ЦНС, мышечной, дыхательной и сердечно-сосудистой систем. В покое их активность значительно уменьшается.

Нервный механизм регуляции

В литературе встречается несколько понятий, отражающих ви­ды и механизм влияния нервной системы на деятельность органов и тканей. Целесообразно выделить два вида влияний нервной сис­темы на органы - пусковое и модулирующее (корригирующее).

А. Пусковое влияние. Это влияние вызывает деятельность ор­гана, находящегося в покое; прекращение импульсации, вызвав­шей деятельность органа, ведет к возвращению его в исходное состояние. Примером такого влияния может служить запуск сек­реции пищеварительных желез на фоне их функционального по­коя; инициация сокращений покоящейся скелетной мышцы при поступлении к ней импульсов от мотонейронов спинного мозга или от мотонейронов ствола мозга по эфферентным (двигатель­ным) нервным волокнам. После прекращения импульсации в нервных волокнах, в частности в волокнах соматической нервной системы, сокращение мышцы также прекращается - мышца рас­слабляется.

Б. Модулирующее (корригирующее) влияние. Данный вид влияния изменяет интенсивность деятельности органа. Оно рас­пространяется как на органы, деятельность которых без нервных влияний невозможна, так и на органы, которые могут работать без пускового влияния нервной системы. Примером модулирую­щего влияния на уже работающий орган может служить усиление или угнетение секреции пищеварительных желез, усиление или ослабление сокращения скелетной мышцы. Пример модулирую­щего влияния нервной системы на органы, которые могут рабо­тать в автоматическом режиме, - регуляция деятельности сердца, тонуса сосудов. Этот вид влияния может быть разнонаправлен­ным с помощью одного и того же нерва на разные органы. Так, модулирующее влияние блуждающего нерва на сердце выражает­ся в угнетении его сокращений, но этот же нерв может оказывать пусковое влияние на пищеварительные железы, покоящуюся глад­кую мышцу желудка, тонкой кишки.

Модулирующее влияние осуществляется:

посредством изменения характера электрических процессов в возбудимых клетках органа возбуждения (деполяризация) или торможения (гиперполяризация);

за счет изменения кровоснабжения органа (сосудодвигательный эффект);

•с помощью изменения интенсивности обмена веществ в орга­не (трофическое действие нервной системы).

Идею о трофическом действии нервной системы сформулировал И.П.Павлов. В опыте на собаках он обнаружил симпатическую ветвь, идущую к сердцу, раздражение которой вызывает усиление сердечных сокращений без изменения частоты сокращений (уси­ливающий нерв Павлова). Впоследствии было показано, что раз­дражение симпатического нерва действительно усиливает в сердце обменные процессы. Развивая идею И.П.Павлова, Л.О.Орбели и А.Г.Гинецинский в 20-х годах XX в. открыли феномен усиления сокращений утомленной скелетной мышцы при раздражении иду­щего к ней симпатического нерва (феномен Орбели-Гинецинского).

ОТ АВТОРА

Книга содержит материалы о механизмах и типах регуляции функций организма, надежности физиоло­гических систем. Подробно описаны общие законо­мерности возбуждения и торможения нервных клеток, взаимодействие нейронов и отделов центральной нервной системы (ЦНС), иерархия функций различ­ных отделов ЦНС, процессы созревания ЦНС и соот­ветствующих функций организма. Рассмотрены со­временные и классические представления о высшей нервной деятельности зрелого и развивающегося ор­ганизма в онтогенезе в сравнительном аспекте.

Особенностью пособия является то, что в нем уде­лено внимание дискуссионным вопросам в области физиологии и представлена обоснованная точка зре­ния автора. В тексте это выделено мелким шрифтом в виде пояснений. Материал подан в форме подробных, четких, логически обоснованных рубрик, что позво­лило компактно представить его большой объем и обеспечить легкое усвоение. Построение книги тако­во, что изучение предыдущего раздела будет способ­ствовать усвоению содержания следующего.

Учебное пособие может быть использовано также в любых вузах, где изучается физиология, поскольку в нем изложены устоявшиеся современные сведения о физиологии возбудимых тканей и соответствующих систем организма, общие закономерности деятельно­сти сенсорных систем.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АД - артериальное давление

АРД - акцептор результата действия

БДГ - быстрое движение глаз

ВИД - высшая нервная деятельность

ВНС - вегетативная нервная система

ВП - вызванный потенциал

ВПСП - возбуждающий постсинаптический потенциал

ГР - гормон роста

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота

КТР - кожно-гальванический рефлекс

КУД - критический уровень деполяризации

ПД - потенциал действия

ПП - потенциал покоя

РНК - рибонуклеиновая кислота

ТПСП - тормозной постсинаптический потенциал

ФРН - фактор роста нервов

ЦНС - центральная нервная система

ПЕРИОДЫ РАЗВИТИЯ ДЕТЕЙ

Достаточно полно критические периоды в развитии организма учтены в классификации Н.П. Гундобина, которую мы приводим С некоторыми изменениями и дополнениями.

А. Внутриутробный (антенатальный) онтогенез.

1. Эмбриональный период (эмбрион до 2 мес.).

2. Фетальный период (плод от 2 до 9 мес.).

Б. Вне-утробный (постнатальный) онтогенез.

1. Период новорожденности (неонатальный период - от рожде­ния до 1 мес.).

2. Грудной возраст (от 1 мес. до 1 года).

3. Ясельный период (от 1 года до 3 лет).

4. Дошкольный период (от 3 до 7 лет).

5. Младший школьный период: у мальчиков - от 7 до 13 лет, у девочек - от 7 до 11 лет.

6. Подростковый возраст (пубертатный период): у мальчи­ков -от 13 до 17 лет, у девочек-от 11 до 15 лет.

Глава 1

РЕГУЛИРУЮЩИЕ СИСТЕМЫ ОРГАНИЗМА И ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

Регуляция функций органов- это изменение интенсивности их работы для достижения полезного результата согласно потребно­стям организма в различных условиях его жизнедеятельности. Классифицировать регуляцию целесообразно по двум основным признакам: механизму ее осуществления (три механизма: нервный, гуморальный и миогенный) и времени ее включения относительно момента изменения величины регулируемой константы организма. Выделяют два типа регуляции: по отклонению и по опережению (см. раздел 1.6).

Регуляция осуществляется согласно нескольким принципам, ос­новными из которых являются принцип саморегуляции и систем­ный принцип (см. раздел 1.5). Наиболее общий из них - принцип саморегуляции, который включает в себя все остальные. Принцип саморегуляциизаключается в том, что организм с помощью собст­венных механизмов изменяет интенсивность функционирования органов и систем согласно своим потребностям в различных усло­виях жизнедеятельности. Так, при беге активируется деятельность ЦНС, мышечной, дыхательной и сердечно-сосудистой систем. В покое их активность значительно уменьшается.

Читайте также: