К началу раздела
Анатомический атлас Тревора Уэстона (© Marshall Cavendish)
Гомеостаз
 Увеличить изображение |
Например, клетки тела омываются жидкостью, которая обеспечивает их питание и удаляет отходы. Свойства этой внеклеточной жидкости должны оставаться относительно постоянными, для того чтобы клетки жили и работали нормально. Гомеостаз, следовательно, есть состояние согласованности, которое поддерживает нормальное функционирование тела, пока одна из систем не выйдет из равновесия. Когда это случается, страдают все клетки тела, и результатом является болезнь или нездоровье.
Здоровый организм способен сопротивляться болезни, восстанавливаться и компенсировать понесенный ущерб или стресс, но при болезни эта способность отсутствует. Восприимчивость к гриппу, например, во многом обусловлена именно этим фактором, и поэтому далеко не все, подвергшиеся инфекции, заболевают гриппом.
Легко представить гомеостаз, используя инженерную терминологию. Все управляющие и регулирующие системы организма работают в режиме процесса «обратного питания» («обратной связи»), при котором «выработка» данного процесса контролируется неким другим элементом. Когда «выработка» растет или оказывается выше или ниже желаемых рамок, часть ее возвращается назад к источнику, чтобы действовать как контролирующее средство.
Известным примером из домашнего быта может служить термостат, который регулирует центральную отопительную систему. Если температура в комнате падает ниже установки на термостате, электроцепь замыкается и включает бойлер и насос для накачки горячей воды в систему.
Когда достигнута желаемая температура, термостат все отключает опять. Однако в отличие от центральной отопительной системы у тела человека всегда имеется несколько различных механизмов, готовых выполнять идентичные задания разными способами, предоставляя, таким образом, надежные дублирующие системы.
В теле человека существует несколько тысяч контролирующих систем, которые взаимодействуют для достижения регуляции всех функций организма. Жизненно важными регуляторами для всего организма являются нервная и эндокринная системы. Так как они тесно переплетены и необходимы друг для друга, иногда их рассматривают вместе как нейроэндокринную систему.
Часть нервной системы, непосредственно занятой в гомеостазе, известна под названием вегетативной (автономной) нервной системы. Она вовлечена в автоматическую регуляцию таких органов, как сердце, легкие, желудок, кишечник, мочевой пузырь, половые органы и кровеносные сосуды.
Эндокринная система гораздо медленнее реагирует на ситуацию, но ее действие длится дольше, в то время как вегетативная нервная система вызывает быструю реакцию, которая длится лишь необходимое время. Иногда обе системы работают независимо друг от друга в зависимости от природы и серьезности возникшей проблемы. Примером гомеостаза, в который вовлечены несколько систем, является регуляция количества (объема) воды в теле.
Тело человека примерно на 70 процентов состоит из воды, некоторые же ткани — такие, как серое вещество мозга,— состоят на 85 процентов из воды, другие — как, например, жировые слои,— только на 25 процентов. Вода также является основным веществом для главной транспортной системы тела — крови (80 процентов состава крови — это вода). При определенных обстоятельствах количество воды падает. К счастью, тело имеет необходимый механизм, который предупреждает человека, что ему нужно восполнить количество воды. Когда человек хочет пить, тело сигнализирует ему о недостатке воды, появляется ощущение жажды. Объем воды, который человек затем выпивает для утоления жажды, зависит от того, сколько воды тело потеряло.
Главный центр, контролирующий чувство жажды, расположен глубоко в мозгу — в гипоталамусе, центре регуляции вегетативной нервной системы. Небольшие группы нервных клеток в этой железе чувствительны по отношению к количеству воды в крови. Если количество воды в крови уменьшается по сравнению с количеством солей и других веществ, эти клетки раздражаются и, в дополнение к образованию гормонов, которые заставляют почки задерживать воду, вызывают чувство жажды.