Внутренняя среда организма

Повышение кровяного давления, возникшее под влиянием тех или других причин, — первый сигнал неблагополучия. Число импульсов, поступающих от барорецепторов в продолговатый мозг, начинает быстро нарастать. В нервных клетках сосудодвигательных центров происходит отбор, подсчет и оценка поступающей информации. И тотчас же на основании обратной связи приходят новые импульсы, замедляющие сердечную деятельность, расслабляющие гладкую мускулатуру стенок мелких артерии. Гомеостатические (уравновешивающие) механизмы вступают в действие, артериальное давление начинает снижаться.

С помощью этого довольно простого в начальных стадиях рефлекторного механизма компенсируется или нейтрализуется возникшее повышение кровяного давления.

Примерно те же явления, но лишь с противоположным знаком, возникают в тех случаях, когда кровяное давление почему-либо стало снижаться.

Таким образом в основе регуляции кровяного давления лежит отрицательная обратная связь. При стойких его изменениях, например, при начинающейся гипертонической болезни, в действие вступают более сложные защитные и приспособительные механизмы (нервные и гуморальные), которые могут не только совершенствоваться, но и численно увеличиваться по мере усиления и осложнения болезни. Безошибочный (до поры, до времени!) принцип саморегулирования обеспечивает устойчивость физиологического состояния.

К наиболее совершенным гомеостатическим механизмам в организме высших животных и человека относятся процессы терморегуляции. У теплокровных животных постоянство температуры тела настолько велико, что в норме ее отклонение не превышает нескольких десятых градуса при самых резких колебаниях тепла и холода во внешней среде.

Хорошо известно, что химические процессы, совершающиеся в организме, протекают при устойчивом температурном оптимуме. Незначительные колебания тепла отражаются на нашем самочувствии, работоспособности, выносливости. Несколько долей градусов за красной чертой медицинского термометра заставляют нас вызывать врача, ложиться в постель, посылать в аптеку за жаропонижающим. Ведь, согласно правилу Вант—Гоффа, при повышении температуры на 10° скорость химических реакций в неорганических соединениях увеличивается примерно в 2—3 раза. Вот почему сколько-нибудь выраженные колебания температуры в организме теплокровных животных могут привести к нарушению гомеостаза, возникновению разнообразных расстройств жизнедеятельности, иногда даже к гибели живой системы.

Совершенно удивительным постоянством отличаются состав и физико-химические свойства крови. Осмотическое давление крови, pH, количество и соотношение жизненно важных электролитов (натрия, хлора, кальция, калия, магния, фосфора) меняются в столь узких границах, что практически их величины можно считать стабильными.

Установлено, что живая клетка, изолированная или составляющая часть сложного многоклеточного организма, представляет подвижную, саморегулирующуюся систему. Она не находится в абсолютном равновесии со своим окружением. Ее внутренняя организация поддерживается активными процессами, направленными на ограничение, предупреждение или устранение сдвигов, вызванных различными воздействиями из внешней и внутренней среды. Способность возвращаться к исходному состоянию после отклонения от некоторой средней величины, вызванного тем или иным физическим, химическим, физиологическим фактором,— особое преимущество живой клетки. В известной мере это относится и ко всему организму, который состоит из огромного числа строго дифференцированных клеток. В процессе своей жизнедеятельности он поддерживает и восстанавливает их структуру и функции на молекулярном, микро- и макроскопическом уровнях вопреки всем нарушающим извне и изнутри влияниям.

Для автоматического поддержания гомеостаза, считал Кеннон, необходимо: а) существование безупречно действующей сигнализации, информирующей центральные и периферические регуляторные приборы о любых изменениях, угрожающих гомеостазу, б) наличие корригирующих устройств, своевременно вступающих в действие и задерживающих наступление этих изменений.

Гомеостаз обеспечивается не только выравниванием уже возникших изменений, но и надежной, слаженной, четко организованной на самых различных уровнях системой физиологических и биохимических мер защиты, направленных на их предупреждение или устранение.

Гомеостатические механизмы самого различного характера и действия (нервные, гуморальные, гормональные, барьерные), контролирующие и осуществляющие постоянство внутренней среды, могут вступать в действие на разных уровнях. Приближенно они были сформулированы на одном из симпозиумов, посвященных проблеме гомеостаза.

Схематически регуляция и саморегуляция охватывают следующие биологические уровни:

1) субмолекулярный (доступный изучению с помощью электронного микроскопа);

2) молекулярный (то же);

3) субклеточный (состояние отдельных элементов, из которых состоит клетка);

4) клеточный (жизненная активность клеток, взаимоотношения между ними, иммунологические реакции);