Чтобы перейти к уровню органов и их систем, необходимо несколько пояснений.
Очень трудно представить себе картину эволюции как развития все более сложных организмов из простых. Несомненно, участвовали три компонента, показанные на схеме.
![]()
В процессе эволюции сначала изменение среды меняло “рабочие” функции “тела” при неизменных генах. При этом нужно учесть гибкость программ управления со стороны генов, обеспечивающую приспособление к среде, когда в некоторых пределах ее изменений удается осуществить рост и размножение. Можно говорить о “напряжении приспособительных механизмов”, когда жизнь идет на границе возможностей приспособления.
В генах закономерно происходят мутации. Или в них попадают новые гены от вирусов и микробов: геном изменяется. Чем энергичнее размножение, тем больше возможностей для проявления изменений, которые приводят программы управления организмом от генов в большее соответствие с требованиями среды. Эффективность изменчивости отрабатывается в ходе естественного отбора. Это обычная схема эволюции. По-ученому это звучит так: организация управления клетки меняется в ходе самоорганизации генома.
В самом начале эволюции меняющиеся физико-химические условия среды могли привести к тому, что поделившиеся клетки первых одноклеточных не разошлись, как им полагалось изначально, а остались связанными. Так возникли “колонии”. Это механическое изменение привело к изменению тел связанных друг с другом клеток – к асимметрии строения. В дальнейшем это закрепилось в генах, появилась новая строка “инструкции”, меняющая структуру клеток.
Дальше – больше. Образовались колонии с замкнутой внутренней средой, через которую клетки могли влиять друг на друга. Некоторые клетки потеряли связь с внешней средой и стали целиком зависимыми от внутренней среды. Одновременно шла так называемая дифференцировка, специализация клеток, разделение функций между ними.
Модель нормы и патология
Основные рабочие функции живого организма присущи всем одноклеточным. Это, прежде всего, энергетика обмена веществ – свои “электростанции”, вырабатывающие энергию из глюкозы, жирных кислот и аминокислот. Второе – пищеварение, захват частичек пищи и переваривание внутри клетки в специальных пузырьках – лизосомах. Третье – движение, есть и у одноклеточных – сократительные элементы. Четвертое – защита внутренней среды от внешней и связь с ней за счет действия специфических каналов, избирательно пропускающих различные вещества внутрь или наружу. Кроме того, на поверхности клетки существуют разнообразные рецепторы, способные захватывать и препровождать внутрь избранные сложные молекулы. Через каналы и рецепторы осуществляется “снабжение” части “рабочих” функций клетки, передаются управляющие сигналы.
Клетки многоклеточного организма совершенствовали и развивали отдельные функции одиночной клетки и таким образом сформировали органы: пищеварения, размножения, движения, восприятия раздражения, регулирования.
Особенное развитие в процессе эволюции получили органы управления. Они сформировались в несколько регулирующих систем, выполняющих различные функции. Мы выделяем четыре системы (рис. 3).
Первая регулирующая система (I PC) условно определена как “химическая неспецифическая” и представляет жидкую замкнутую среду организма – кровь и лимфу. Кровеносная система объединяет все органы посредством относительно простых химических веществ, например таких, как кислород, углекислота, глюкоза. Каждый орган получает и отдает в кровь то, что предназначено его “специализацией”.
![]()
Рис. 3. Схема организма
Вторая регулирующая система (II PC) представлена эндокринными железами. Они регулируют “обеспечивающие” функции организма с помощью гормонов. Эти химически активные вещества тормозят или активируют клеточные ферменты, а через них и большинство функций клеток. Гормоны действуют через I PC, через кровь и лимфу, а специализация регулируемых процессов определяется клетками-“мишенями”, обладающими особой чувствительностью к тем или иным гормонам.
Третьей регулирующей системой (III PC) является вегетативная нервная система, которая контролирует внутренние органы и главным образом уровень их специфической активности. Ее принцип действия отличается от предыдущей тем, что активирующие (или тормозящие) вещества (подобные гормонам) доставляются непосредственно к “адресату”, выделяясь в окончаниях нервных волокон непосредственно в органах“ мишенях”. То есть действует “адресная” система регулирования. Вегетативная нервная система состоит из двух отделов-антагонистов: симпатической и парасимпатической. Они управляют главным образом внутренними органами (“симпатикус” выделяет адреналин, “парасимпатикус” – ацетилхолин).
Наконец, четвертая регулирующая система (IV PC) носит название анимальной нервной системы и отвечает главным образом за связи организма с внешней средой. Ее клетки и структуры воспринимают и передают внешнюю информацию и управляют произвольными движениями. Высший ее “этаж” – кора мозга. В IV PC представлены также “датчики” – глаза, уши, рецепторы кожи, мышц, суставов и, в меньшей степени, внутренних органов, доставляющих к коре (к сознанию) избранную информацию о теле.
Регулирующие системы (PC) имеют “этажную” структуру. Например, в IV PC описывают кору мозга, подкорку, спинной мозг. В III PC можно выделить высшие вегетативные центры, ведающие обобщенными функциями, например питанием; “главные” центры, ведающие органами (кровообращение, дыхание), и местные нервные сплетения самих органов, регулирующие отдельные клетки. Эндокринная система (II PC) имеет несколько “этажей”: гипоталамус и гипофиз в подкорке головного мозга, большие эндокринные железы – надпочечник, щитовидная, половые, специфические клетки в “рабочих” органах. Даже I PC, и ту можно поделить на две: кровеносная и лимфатическая системы.
В функциональном отношении все регулирующие системы связаны между собой прямыми и обратными связями: “высшие” управляют “низшими”, но, в свою очередь, находятся под их обратными воздействиями. То есть типичная кибернетическая система управления.
Регулирующие клетки способны к тренировке при повышении функции, как и всякие другие. Для клетки это вполне физиологично, но в целом организме их повышенная тренированность может вызвать патологию, так как изменится характеристика регулятора, а следовательно, он будет “неправильно” управлять органом или функцией, например кровяным давлением.
Всякая схема живых организмов условна. Клетки регулирующих систем проникают в “рабочие” органы, отдельные уровни самих регулирующих систем перекрываются, функции разных регулирующих систем наслаиваются и дублируются. Анатомически органы четко разделены, физиологически же они участвуют в совершенно разных функциональных системах. Поэтому я сделал совсем условную и простую функциональную схему, выделив важнейшие функции целостного организма, не вдаваясь в разделение по их анатомическим деталям.
В самом верху помещена “Психика IV PC”, представленная корой и подкоркой. Отдельно выделен квадратик “Чувства”, а ниже показан четырехугольник с надписями “II PC” и “III PC”, то есть эндокринная и нервно-вегетативная системы.
Посредине помещен прямоугольник с надписью “Система напряжения”. Анатомически она не выделяется четко, но функционально весьма важна. Массивным “входом” к ней показана стрелка от чувств, а “выходы” направлены как вверх – к “психике”, так и вниз – к регуляторам II и III PC. Единственный выход от психики ведет к мышцам, к органам движения. Они направлены на внешнюю среду, и им противостоит ее “сопротивление”.
Выделение других функциональных подсистем зачастую весьма спорно, но начнем по порядку.
