Особенности управления вегетативными функциями

Саморегуляция вегетативных функций организма

Непрерывное приспособление организма к изменениям внешней среды, в значительной степени основанное на саморегуляции его вегетативных функций, служит определяющим фактором в разви­тии и совершенствовании мира живых существ. Один из важных механизмов этого приспособления состоит, по Клоду Бернару, в поддержании «постоянства внутренней среды» как условия «свобод­ной жизни», необходимого условия существования живого организ­ма. При нарушении этого постоянства организм стремится восста­новить его при помощи соответствующих регуляторных меха­низмов, совершенствующихся в ходе эволюции органического мира.

Биологические системы относятся к числу открытых, поэтому для них главным условием существования является снабжение извне веществом и энергией, компенсирующее расход их в орга­низме.

Сопоставление относительного постоянства внутренней среды с фактом дискретного характера снабжения организма необходи­мыми для жизни энергетическими и пластическими веществами указывает на наличие в организме депо, из которых по мере необ­ходимости могут извлекаться те или иные вещества. Факторы, на­рушающие механизмы саморегуляции вегетативных функций, резко суживают диапазон уравновешивания организма со средой и тем самым ограничивают его возможности приспосабливаться к усло­виям чрезвычайного разнообразия факторов внешней среды. Сте­пень совершенствования организма в ходе эволюции становится тесно связанной с развитием механизмов саморегуляции его веге­тативных функций.

Внутренняя среда организма — кибернетическая система

Целесообразное саморегулирование внутренней среды организ­ма как сложной многокомпонентной системы является решающим фактором в обеспечении его единства. Взаимосвязанные регуляторы вегетативных функций образуют сложную кибернетическую систему.

Особенности управления вегетативными функциями

Одна из общих особенностей физиологических систем целостно­го организма заключается в том, что они одновременно выполняют несколько функций и зачастую трудно вычленить как анатомически, так и функционально те части системы, которые можно было бы рассматривать как отдельные компоненты. Эта особенность получи­ла яркое выражение в сложном комплексном управлении вегета­тивными функциями. Высокая степень взаимосвязанности физиоло­гических систем и их регуляции определяются тем, что объект уп­равления в конечном итоге один — это организм, его внутренняя среда. Существенной особенностью самих систем регулирования внутренней среды организма является наличие нескольких регуля­торных органов, дублирующих друг друга. Вместе с тем некоторые регулирующие органы оказываются общими для различных систем регулирования. Так, например, кровеносные сосуды кожи и под­кожной клетчатки являются общими управляющими органами для системы регулирования кровообращения и для системы терморе­гуляции.

Системы регулирования внутренней среды организма отличают­ся наличием существенной нелинейности, обусловленной как свой­ствами отдельных блоков системы, так и связью между ними (в особенности обратной связью). Примером может служить кривая диссоциации оксигемоглобина, характеризующая механизм газо­обмена в организме. Кривая имеет форму гиперболы и указывает на отсутствие прямой пропорциональной зависимости между пар­циальным давлением кислорода и количеством оксигемоглобина. Резкое уменьшение этой зависимости, особенно в зоне низких зна­чений напряжения кислорода, имеет важное приспособительное значение для дыхания в условиях разреженного воздуха.

Результаты исследований физиологических систем организма указывают на значительную вариабельность параметров регулируемой вегетативной функции, т. е: низкую величину отношения сигнала к шуму. Это последнее определяет своеобразие организации системы регуляции внутренней среды организма, подтверждая представление Э. С. Бауэра о том, что все биологические системы являются не просто открытыми, но и отличаются максимальным для данных условий удалением от положения равновесия.

Важной особенностью систем регуляции внутренней среды является наличие разных каналов для информации различного знака. Такой способ управления вегетативными функциями обеспечивает более оптимальное регулирование, но вместе с тем может служить причиной развития патологического состояния!

Как известно, структура технической системы управления определяется следующей схемой: объект управления —датчик сигнала обратной связи — блок сравнения — регулятор — исполнительное устройство. В структуре системы регуляции внутренней среды организма датчики, блоки сравнения и регуляторы часто объединяются в один биологический датчик сигнала обратной связи. Характерный для технических систем блок сравнения в большинстве систем регулирования вегетативных функций отсутствует — роль его берут на себя другие нелинейные преобразователи.

В заключение следует также отметить еще одну особенность, выступающую при рассмотрении системы управления вегетативны­ми функциями, связанную с принципиальными отличиями задач исследования технических и биологических систем. В технике свой­ства тех элементов, из которых должна быть построена требуемая система, хорошо известны, и задача инженера состоит обычно в том, чтобы определить выходной сигнал системы при заданном сигнале на ее входе или восстановить форму входного сигнала по результа­там наблюдения некоторого выходного сигнала. В системе регуля­ций вегетативных функций основная задача носит совсем другой характер — установление структуры и основных характеристик си­стемы путем исследования ее входных и выходных сигналов.

Поиск по сайту: