§ 6. Регуляция процессов жизнедеятельности

ВСПОМНИТЕ
1. Какие свойства живого вам известны? 2. Какие типы регуляции процессов жизнедеятельности у животных вам известны?

Организм человека обладает всеми свойствами и признаками, которыми должно обладать любое живое существо. Они проявляются у человека как на уровне целого организма, так и на уровне каждой его структуры, начиная с клетки, и связаны с основными процессами жизнедеятельности. Среди них такие процессы, как движение, обмен веществ, возбудимость, рост, развитие и размножение.

Важнейшим свойством любой живой системы является саморегуляция. У человека проявление данного свойства выражается в деятельности всех структур организма, направленной на поддержание относительного постоянства их состава, структуры и функционирования — гомеостаза. Именно на поддержание гомеостаза направлена согласованная работа функциональных систем организма человека в реальных изменяющихся условиях его жизни.

Регуляция жизнедеятельности

Согласованная работа организма управляется нервной системой и железами внутренней секреции (гуморально). Они работают как единое целое — нейрогуморальная регуляторная система. В чём же разница между нервной и гуморальной регуляциями?

Нервная регуляция осуществляется очень быстро: к органу по нервным клеткам приходят электрические сигналы, называемые нервными импульсами. Вот эти-то нервные импульсы или усиливают работу органа, или тормозят её. Электрические сигналы распространяются по нервам с огромной скоростью (до 100 м/с), но действуют только в тот момент, когда подходят к органу, то есть их эффекты краткосрочны.

Гуморальная регуляция (от лат. гумор — жидкость) происходит при помощи особых веществ — гормонов (от греч. хормао — привожу в движение, возбуждаю), чаще всего выделяемых специальными железами. Эти вещества разносятся кровью по всему организму и способны, взаимодействуя с клетками различных органов, регулировать их работу. Конечно, на выработку этих веществ и их перенос с током крови требуется больше времени, чем на распространение нервных импульсов, поэтому гуморальная регуляция более медленная по сравнению с нервной. Но зато воздействие этих веществ на работу органов и тканей более продолжительно.

Нервная регуляция осуществляется в соответствии с рефлекторным принципом. Рефлекс — это ответная реакция организма на какое-либо воздействие, происходящая при участии нервной системы. Примером может служить отдёргивание руки от горячего предмета. Путь, по которому осуществляется рефлекс, называют рефлекторной дугой (рис. 11). Он представляет собой последовательно соединённую цепочку нервных клеток — нейронов: чувствительных, вставочных и двигательных. Для осуществления рефлекса необходима целостность рефлекторной дуги. Выключение её звена ведёт к исчезновению рефлекса.

Проявление рефлекса вызывается раздражением специальных нервных клеток — рецепторов и выражается в работе каких-либо исполнительных (рабочих) органов — эффекторов. Чаще всего это мышцы или железы.

Рефлекторная дуга

Моя лаборатория

Лабораторная работа
Проведите самонаблюдение
Исследуйте проявление простейших рефлексов у взрослого человека. Наиболее ярко наблюдаются следующие рефлексы: надбровный, мигательный и коленный. Для проведения исследования используйте неврологический молоточек (можно использовать молоточек из детского конструктора, покрытый тканью, или карандаш с закреплённым на его конце ластиком).
Надбровный рефлекс. Возникает при ударе неврологическим молоточком по краю надбровной дуги. В ходе исследования испытуемый сидит. Экспериментатор прикасается ластиком, закреплённым на конце карандаша, к краю надбровной дуги испытуемого. Ответная реакция — смыкание век.
Мигательный рефлекс. Работа проводится в парах. Испытуемый сидит. Экспериментатор делает хлопок перед лицом испытуемого. Ответная реакция — смыкание век. Мигательный рефлекс возникает также при осторожном прикосновении ваткой либо мягкой бумагой к роговице над радужной оболочкой.
Коленный рефлекс. Возникает при ударе молоточком по плотной связке надколенника ниже коленной чашечки. Для его определения испытуемому предлагают сесть на стул и положить ногу на ногу. Экспериментатор наносит лёгкий удар неврологическим молоточком по сухожилию четырёхглавой мышцы ноги. 19 Ответная реакция — сокращение мышцы бедра и разгибание голени. Повторите эксперимент с другой ногой и сравните рефлексы.

Дополнительный материал для углублённого изучения

Все структуры рефлекторной дуги образованы возбудимыми клетками, способными изменять процессы своей жизнедеятельности под влиянием внешних или внутренних воздействий. Они осуществляют свои функции благодаря электрическим процессам, протекающим в них. Дело в том, что в обычном состоянии мембраны клеток изнутри заряжены отрицательно, а снаружи положительно. Разница зарядов на наружной и внутренней поверхности клеточной мембраны создаёт так называемый потенциал покоя. При воздействии на клетку раздражителя достаточной силы она возбуждается и переходит в состояние физиологической активности. При этом происходит смена зарядов на поверхностях клеточной мембраны и возникает потенциал действия. Этот электрический потенциал, возникающий сначала на небольшом участке клеточной мембраны, способен распространяться по всей поверхности клетки. Именно в этом состоянии нейроны начинают проводить нервные импульсы, мышечные клетки начинают сокращаться, а железистые осуществлять секрецию.

Возбудимые клетки рефлекторной дуги соединяются в цепочки благодаря особым информационным мембранным контактам — синапсам. 13 В настоящее время установлено, что проведение возбуждения через синапс может иметь или химическую, или электрическую природу.

Гомеостаз и стресс. Организм человека, как и любого другого живого существа, представляет собой единое целое: все его системы и органы работают согласованно для поддержания гомеостаза. Представим себе, что человек сдаёт какой-то трудный экзамен. Естественно, он волнуется, желая сдать этот экзамен как можно лучше, и системы организма меняют свою работу. Такое состояние, когда организм напряжён, называют стрессом. Стресс может возникать по самым различным причинам: боль, радость, страх, физическая нагрузка и т. д. Однако в людом случае при стрессе усиливается кровоснабжение мышц (вдруг придётся убегать) и мозга (возможно, придётся решать трудные задачи), учащается дыхание (организму потребуется больше кислорода), ускоряются все процессы регуляции жизнедеятельности (нужно быстро реагировать на происходящее вокруг). А вот работа пищеварительной системы при стрессе тормозится, чтобы не мешать активной деятельности других систем.

Если же человек находится в состоянии покоя (смотрит телевизор, читает книгу или спит), то наблюдается обратная картина: давление крови снижается, частота сокращений сердца уменьшается, дыхание делается более редким, мышцы расслабляются. А вот процессы переваривания пищи в этот момент протекают активно, и усиливается прилив крови к желудку и кишечнику.

Новые понятия

Гомеостаз. Нейрогуморальная регуляция. Рефлекс. Рефлекторная дуга. Рецептор. Эффектор

Ответьте на вопросы

1. Охарактеризуйте проявление основных жизненных свойств у человека на клеточном и организменном уровне. 2. Что такое гомеостаз и что лежит в его основе? 3. В чем выражается нейрогуморальная регуляция процессов жизнедеятельности человека?

Выполните задание

Подготовьте сообщение о рефлексах человека.

ПОДУМАЙТЕ!

Почему виды регуляции нельзя противопоставлять друг другу?