2 РЕГУЛЮВАННЯ ЖИТТЄВИХ функцій організму
1637 - Р. Декарт (R. Descartes. Франція) зробив спробу проникнути в сутність довільних і мимовільних рухів. Дав перший опис рефлексу (але не використав цього слова).
1784 - І. Прохазка (J. Prochaska. Чехія) розвинув уявлення про рефлекс (і запропонував цей термін), рефлекторну дугу, нервовій системі як посереднику між зовнішнім середовищем і організмом.
1832 - М. Голл і І. Мюллер (М. Goll. J. Muller. Німеччина) виклали вчення про рефлекс.
1855 - К. Бернар (С. Bernard. Франція) припустив, що залози виділяють в кров «внутрішні секрети», які надають вплив на весь організм. У 1857 р відкрив існування сталості внутрішнього середовища організмів і її значення для підтримки життя.
1863 - І. М. Сєченов (Росія) в книзі «Рефлекси головного мозку» поширив принцип рефлекторної реакції на психічну діяльність і поведінку людини.
1897 - Ч. Шеррингтон (Ch. Sherrington. Великобританія) ввів поняття «синапс».
1902 - в доповіді з лабораторії І. П. Павлова вперше заявлено про існування умовних рефлексів.
1902 - У. Бейлісс і Е. Старлінг (W. Bayliss. E. Starling. Великобританія) відкрили секретин - перший з гормонів, і таким чином, заснували ендокринології. У 1905 р за пропозицією У. Харді (W. Hardy. Великобританія) Старлінг назвав нову групу речовин «гормонами».
1906 - Ч. Шеррингтон розробив концепцію інтеграційних процесів в нервовій системі.
1908 - І. І. Мечников (Росія) і П. Ерліх (Р. Ehrlich. Німеччина) - Нобелівська премія за створення теорії імунітету.
1923 - А. А. Ухтомський (СРСР) створив вчення про домінанту.
1928 - Е. Шаррер (E. Scharrer. Німеччина) ввів поняття «нейросекреторна клітина», але його погляди отримали визнання лише в 1960-і роки.
1929 - У. Кеннон (W. Cannon. США) ввів поняття про гомеостазі.
1930-і - П. К. Анохін (СРСР) висловив ідею про «акцептор результату дії» і, таким чином, відкрив існування зворотного зв'язку в фізіологічних процесах (але не використав цього терміна).
1931 - У. фон Ейлер і Дж. Геді (U. v. Euler. J. Gaddam. Швеція) відкрили субстанцію Р - перший з регуляторних пептидів.
1932 - Ч. Шеррингтон і Е. Едріан (E. Adrian. Великобританія) - Нобелівська премія за відкриття ролі рецепторів, чутливих і рухових нервів, передачі інформації у вигляді електричних імпульсів.
1936 - О. Леві (О. Loewi. Австрія) і Г. Дейл (Н. Dale. Великобританія) - Нобелівська премія за відкриття механізму синаптичної передачі.
1936 - Г. Сельє (Н. Selye. Канада) відкрив феномен стресу і описав загальний адаптаційний синдром і хвороби адаптації.
1941. - Н. А. Бернштейн (СРСР) в працях з фізіології рухів передбачив деякі наступні ідеї кібернетики, створив схему рефлекторного кільця.
1947 - Б. Усай (В. Houssay. Аргентина) - Нобелівська премія за дослідження гормонів передньої долі гіпофіза.
1948 - Н. Вінер (N. Wiener. США) створив нову науку - кібернетику.
1949 - В. Хесс (W. Hess. Швейцарія) - Нобелівська премія за відкриття гіпоталамічних центрів регуляції вегетативних функцій.
1949 - в книзі У. Кеннона і А. Розенблюта (A. Rosenblueth. Мексика) описаний закон денервації, підвищення чутливості денервірованних структур.
1950 - Е. Кендалл (Е. Kendall. США), Т. Рейхштейн (Т. Reichstein. Швейцарія) і Ф. Хенч (Ph. Hench. США) - Нобелівська премія за відкриття кортикостероїдів.
1955 - В. Дю Віньї (V. Du Vigneaud. США) - Нобелівська премія з хімії за вперше здійснений синтез пептидного гормону - окситоцину.
1971 - Е. Сазерленд (Е. Sutherland. США) - Нобелівська премія за відкриття вторинних месенджерів (посередників).
1977 - Р. Гіймо і Е. Шаллі (R. Guillemin. A. Schally. США) - Нобелівська премія за відкриття рилізинг-гормонів гіпоталамуса.
1978 - А. Пірс (A. Pearse. Великобританія) відкрив існування дифузійної ендокринної системи (APUD-системи).
1979 - А. Кормак (A. Cormack. США) і Г. Хаунсфілд (G. Hounsfield. Великобританія) - Нобелівська премія за розробку методу комп'ютерної томографії.
1980 - А. Д. Ноздрачев (СРСР) ввів поняття метасимпатична нервова система (МНС) і визначив її роль в регуляції вісцеральних функцій.
1986 - С. Коен (S. Cohen. США) і Р. Леві-Монтальчйні (R. Levi - Montalcini. Італія-США) - Нобелівська премія за відкриття пептидних факторів росту.
Виживання організму в умовах безперервно змінюваного середовища обумовлено здатністю живих систем зберігати своє стаціонарне стан. Для забезпечення такого стану у всіх організмів - від найпростіших до найскладніших - існують різні анатомічні, фізіологічні та поведінкові пристосування. Всі вони спрямовані на підтримання сталості внутрішнього середовища. Положення ж про те, що саме постійність внутрішнього середовища визначає оптимальні умови для життя і розмноження організму, було висловлено великим французьким фізіологом Клодом Бернаром в 1857 р
Організм знаходиться в стані безперервного пристосування до умов навколишнього середовища. Його існування було б неможливо, якби він не реагував адекватно на недолік кисню або їжі, надлишок вуглекислого газу або інших численних шкідливих агентів. Кожен тваринний організм являє собою складну відокремлену систему, внутрішні сили якої кожен момент, поки вона існує як така, врівноважуються із зовнішніми силами навколишнього середовища. Таким чином, вся життя від найпростіших до найскладніших організмів. є довгий ряд все ускладнюються до найвищого ступеня урівноваження зовнішнього середовища »(І. П. Павлов). Сукупність фізіологічних процесів, що забезпечують це урівноваження організму з середовищем, відноситься до явищ регуляції. В основі явищ регуляції лежить взаємозв'язок всіх органів і функціональних систем організму між собою.
Для забезпечення відносно стабільною активності організму необхідна регуляція систем його життєзабезпечення на
Мал. 2.1 Система управління зі зворотним зв'язком в биоло-ня об'єктах - позитивними-ної (А) і негативного-ної (Б)
Стрілками показані напрямки впливів.
всіх рівнях - від молекулярного до організації та умов життя даного виду. В цьому відношенні ссавці краще оснащені, ніж безхребетні або найпростіші.
Існуючі у живих організмів механізми і способи регуляції функцій мають ряд принципово спільних рис з подібними пристроями в неживих системах, таких як машини. І у тих, і у інших стабільність досягається завдяки існуванню певних форм управління. Ці форми управління Норберт Вінер назвав в 1948 р кібернетикою (від грец. Kybernetike-мистецтво управління). Саме кібернетика займається зараз вивченням загальних закономірностей регулювання в живих і неживих системах.
Для пояснення механізмів, що лежать в основі функціонування біологічних регуляторних систем, як правило, вдаються до залучення математичних моделей теорії управління. Отже, перш ніж розглядати процес регулювання життєвих функцій, необхідно в суто загальних рисах ознайомитися з деякими положеннями теорії управління.
Як відомо, живі системи розглядаються як відкриті системи. Для підтримки свого стану вони потребують безперервному обміні речовинами з навколишнім світом і знаходяться в динамічній рівновазі з ним. Для цього необхідний постійний приплив енергії. Рівновага встановлюється тільки після загибелі організму, коли він стає термодинамічно стабільним по відношенню до середовища.
У будь-якій системі, що управляє мірою ефективності є ступінь відхилення регульованого параметра від оптимального (належного) рівня і швидкість повернення до цього рівня. Ще однією неодмінною умовою роботи будь-якого механізму є свобода коливань. Ці умови виключно важливі, так як саме коливання активують систему управління і повертають змінну до оптимальної величиною. Такі системи, що передбачають поєднання компонентів, при якому вихід регулюється входом, діють за принципом зворотного зв'язку.
Прийнято розглядати два види зворотного зв'язку - негативну і позитивну. У відкритих живих системах більш поширена перша. Принцип її організації легко розглянути на прикладі підтримання сталості температури тіла, регуляції артеріального кров'яного тиску, регуляції напруги кисню, рівня кортикостероїдів або інших гормонів в крові. Зупинимося на регуляції кортикостероїдів надпочечником. В цьому випадку модулятор складається з трьох компонентів - детектора (гіпоталамуса), регулятора (гіпофіза) і ефектора (кори надниркової залози). При порушенні рівноваги системи виникає ряд наслідків, які призводять до усунення цього порушення і до повернення системи в початковий стан (рис. 2.1).
На відміну від негативної, позитивний зворотний зв'язок у біологічних об'єктів зустрічається відносно рідко. Зв'язок цей призводить до нестабільності системи і екстремальних ситуацій, супроводжуючись такими наслідками, які поглиблюють початковий стан. Наявність позитивного зворотного зв'язку легко розглянути на прикладі поширення нервового імпульсу по волокну. Як відомо, деполяризация нейрона підвищує проникність мембрани для Na + Іони Na + входять в аксон через мембрану і поглиблюють деполяризацию. Деполяризація в свою чергу призводить до виникнення потенціалу дії. Позитивний зворотний зв'язок в цьому випадку грає роль підсилювача відповіді, величину якого обмежують інші механізми.
Розглянуті механізми зворотного зв'язку є найпростішими; реально в організмі використовуються значно складніші регуляторні пристрою, що включають додаткові детектори типу фізіологічних систем раннього попередження, або в разі відмови виконавчих структур включаються додаткові ефектори. Діють ці системи зв'язку на різних рівнях управління. Множинні детектори і ефектори забезпечують додаткову надійність регуляції таких виключно важливих показників, як, наприклад, артеріальний тиск.
2.2.4. Механізм дії гормонів
Дія гормонів засноване на стимуляції або пригнічення каталітичної функції деяких ферментів в клітинах органів-мішеней. Ця дія може досягатися шляхом активації або інгібування вже наявних ферментів. Причому важлива роль належить циклічного аденозинмонофосфату (цАМФ), який є тут вторинним посередником (роль первинного
