«Газообмен и кровообращение». Обеспечение всего организма кислородом и удаление углекислоты посредством дыхательной и сердечно-сосудистой системы. Система кровообращения выполняет и другие функции: перенос питательных и пластических веществ от специальных органов ко всем клеткам и продуктов обмена к органам выделения. Она же переносит тепло или охлаждает тело. Буквой Р в левом верхнем углу выделены собственные нервные регуляторы сердца и сосудов. Стрелка к высшим регуляторам мощная, чем подчеркивается большая зависимость от них этой подсистемы.
Ниже расположена подсистема «Питание и обмен». Я пытался объединить в ней все функции снабжения организма энергетическим и строительным материалами, понимая под этим не только функции такого специфического органа, как желудочно-кишечный тракт, но и внутриклеточные энергетические и пластические функции. Обмен углеводов, жиров, белков, витаминов, а также солей и воды – все объединено в одну функциональную подсистему. Внизу квадрата выделен участок с обозначением «жир». Этим подчеркнута единственная в своем роде функция создания запаса энергетического материала в специальных клетках, и она относится к питанию.
Следующая подсистема «Терморегуляция» поскромнее. Она осуществляется кожными сосудами, но замкнута и на клеточный обмен, на кровообращение, на сокращение мышц и достаточно представлена в сознании.
Расположенная ниже подсистема названа сложно: «Соединительная ткань, клеточная защита и кровь», иначе «Иммунологическая система». Соединительную ткань всегда отличали от других тканей по разнообразию видов клеток и их функций. Диапазон их действительно велик – от кости до эритроцитов. Но система имеет одно общее качество: большая автономия клеток и их высокая способность к перестройке структуры. В ней всегда есть незрелые, почти эмбриональные клетки, способные к делению. Простым примером является кроветворная ткань: из очень молодых, так называемых «стволовых» клеток выходят и эритроциты, и различные формы лейкоцитов. Главная функция иммунной подсистемы – защищать организм от чужих белков, а также от своих, если они изменились в результате изменений в ДНК. Конечно, деятельность этой системы зависит от снабжения, особенно доставки таких активных биологических веществ, как витамины и микроэлементы. Связь этой системы с регуляторами – самая слабая среди всех других клеток. Однако гормоны коры надпочечников могут активизировать или тормозить реакции соединительной ткани на микробы внешней среды или на умирающие собственные клетки.
В самом низу помещена еще одна специфическая подсистема – «Органы размножения». Не буду на ней останавливаться, поскольку ее влияние на организм ограничено.
Все системы и подсистемы объединены первой регулирующей системой – кровью и лимфой.
Прежде всего, надо обратить внимание на «выходы», то есть на то, как деятельность каждой подсистемы отражается на других подсистемах. Зависимость «выходов» и «входов» представляет собой «характеристику» подсистемы, примерно такую же, как показана на рис. 1 («Схема клетки»).
Возьмем мышцы. «Входом» для них является сопротивление среды движению, например тяжесть гантелей, объективным «выходом» – развиваемая при движении мощность, субъективным – чувство утомления, для преодоления которого нужно психическое напряжение. Важнейшим дополнительным «входом» служит доставка кислорода, которую обеспечивает подсистема «Газообмен». Тренировка характеризуется тем, как постепенно возрастает физическая нагрузка по мере упражнения.
Обратимся к подсистеме «Газообмен». Она состоит из сердца, сосудов и легких. Любой из этих компонентов может ограничить максимальную функцию доставки кислорода тканям и удаления углекислоты. Однако у молодых и здоровых главная причина снижения резервных мощностей – детренированность сердца. «Период полураспада белков» очень хорошо демонстрируется на нем. За месяц строгого постельного режима коэффициент резерва даже у тренированного человека снижается с 5 до 1,3.
Субъективно характеристику мы чувствуем по нехватке воздуха при возрастающей мышечной работе. Если замерять при этом потребление кислорода в минуту или частоту пульса, то получим кривые, представляющие объективную характеристику. Для этого производят исследования на специальном аппарате – велоэргометре.
Значение легких в обмене газов меньшее, чем сердца, если нет болезни. Объем легких, количество действующих легочных альвеол, проходимость бронхов – все тренируется вместе с сердцем при нагрузке.
Вредные влияния на газообмен со стороны других подсистем разнообразны. Система напряжения, например, нарушает регулирование, возникают спазмы коронарных артерий, изменяется ритм сердца.