Организм с позиций системного анализа

1. Организм с позиций системного анализа

Функциональная система целостного
организма (его "физиологическое оснащение") - гармоничный набор функциональных систем, позволяющий организ-му
осуществлять все жизненно важные
функции
2004
10 лекция
1

2. Функциональные системы

представляют собой
объединение управляющих и
исполнительных узлов - нерв-ных
центров и рабочих органов,
ответственных за выполнение
определенной функции
2004
10 лекция
2

3. Организм с позиций системного анализа

Функциональная
система
целостного
организма (его "физиологическое оснащение")
- гармоничный набор функциональных систем,
позволяющий организму осуществлять все
жизненно важные функции
- объединение управляющих и исполнительных
узлов - нервных центров и рабочих органов,
ответственных за выполнение определенной
функции
2004
10 лекция
3

4. Функциональная система организма

2004
10 лекция
4

5. Обозначения

"Функциональная " схема ЛДП
2004
10 лекция
6

6. "Функциональная " схема ЛДП

Функциональный уровень организма
совокупность показателей, описывающих физико-химические свойства внутренней среды организма и его физические характеристики.
Уставка, показатель
опорный сигнал для каналов управления; он оказывается прямо или косвенно входным сигналом для всех функциональных систем организма
Индивидуальный разброс показателей.
2004
10 лекция
7

7.

Уставка и способы влияния на нее
концентрированное выражение всей
совокупности воздействий организма
на рассматриваемую подсистему.
-
Регулирующий фактор может передаваться нервным,
гормональным,
гидродинамическим,
биохимическим и другими путями
На низших уровнях используются: биохимический и
гидродинамический пути.
На высших уровнях появляются:
гормональный и нервный (нейрогуморальные
механизмы).
2004
10 лекция
8

8.

Гомеостазис организма
- механизм эффективного обеспе-
чения процессов жизнедеятельности за счет поддержания постоянства внутренней среды.
Концепция гомеостазиса - организм
может находиться в равновесии только
тогда, когда каждая входящая в его
состав подсистема также находится в
равновесном состоянии.
2004
10 лекция
9

9. Гомеостазис организма

Преимущества гомеостазиса:
ликвидация
локальных
последствий напряженной работы
собственных структур;
- демпфирование метаболических
по-следствий работы систем и
органов;
- борьба с последствиями проникновения микроорганизмов, чужеродных
биологически активных агентов,
продуктов отмирания собственных
клеток.
2004
10 лекция
10

10. Преимущества гомеостазиса:

Принципы организации и
функционирования (эволюция)
Экономичность обмена веществ.
Совершенствование
клеточных
механизмов преобразования энергии.
Энергоемкие продукты питания.
Минимизация расхода энергии.
Формирование внутренней среды.
Разветвленная
рецепторная
подсистема.
Специализированные
системы
регулирования параметров Внутренней
Среды.
2004
10 лекция
11

11. Принципы организации и функционирования (эволюция)

Обособление восприятия и обработки
информации от двигательной активности
Формирование нервной системы.
Гибкие алгоритмы функционирования.
Разнообразие
физико-химических
способов передачи управляющих сигналов.
Способность
приспосабливаться
(свойство
адаптации)
к
изменениям
свойств внешней Среды.
Пространственная разно масштабность
элементов и подсистем.
2004
10 лекция
12

12. Принципы организации и функционирования (эволюция)

Пространственная шкала
элементы клеток – менее 10 мкм,
размеры клеток – 10 - 50 мкм,
колонии клеток – от 200 до 1000 мкм,
размеры органов более 5 -104 мкм,
группы органов ~ 30·104 мкм,
размеры организмов – 102 - 104 cм и
больше.
2004
10 лекция
13

13. Пространственная шкала

Принципы организации и
функционирования (эволюция)
Построение биосистем из однотипных
элементов,
структурное
подобие
и
взаимозаменяемость
(принцип
стандартизации).
Выделение
специализированных
клеточных образований.
Объединение разных функций на одном
наборе элементов.
Возникновение
более
эффективных
способов управления Внутренней Средой.
2004
10 лекция
14

14. Принципы организации и функционирования (эволюция)

Резервирование элементного состава,
наличия
в
некоторых
подсистемах
(легких, печени, почках и т. д.) полутора
кратного и даже трехкратного запаса
таких элементов
Возникновение
более
эффективных
способов управления Внутренней Средой.
Иерархическая многоуровневая организация систем управления.
2004
10 лекция
15

15. Принципы организации и функционирования (эволюция)

Принципы организации и
функционирования (МФО)
Специфичность способов передачи управляющей информации к
механизмам регуляции.
Появление
центральные
и
локальные механизмы управления
Разновременность процессов.
Принцип последовательности
уровней управления
2004
10 лекция
17

16. Принцип последовательности уровней управления

Разновременность процессов
время
запаздывания
в
передаче
управляющих сигналов:
- нервным путем - 0,3 с,
- химическим путем - 3 с,
- нейрогуморальные факторы - 3 мин,
- гормональные факторы - 7 мин,
- кванты поведения и погрешности
созревания - 10 и 30 дней,
- жизненные процессы и процессы
деградации - 15 и 70 лет.
2004
10 лекция
18

17. Принципы организации и функционирования (МФО)

Разновременность процессов
Первые четыре временных показателя
(0,3с - 7 мин) характерны для гомеостатических механизмов регулирования
параметров
внутренней
среды
организма.
Остальные (от нескольких дней до десятков лет) соответствуют адаптивным
процессам и генетическим эффектам.
2004
10 лекция
19

18. Разновременность процессов

Принципы организации и
функционирования (МФО)
Разнообразие принципов управления
Реализация
принципа
наименьшего
взаимодействия, т. е. такое функционирование,
чтобы
взаимодействие
системы с другими подсистемами и с
внешней средой было минимально.
Двусторонняя связь
нервной системой.
2004
10 лекция
с
центральной
20

19. Разновременность процессов

Принципы организации и
функционирования (МФО)
Принцип поддержания постоянства
внутренней Среды - гомеостазис
организма.
Обеспечение "равновесного" состояния организма при разных значениях
существенных показателей.
Появление эффектов иерархического
влияния,
доминирования,
конкурентных отношений.
2004
10 лекция
21

20. Принципы организации и функционирования (МФО)

Распределение существенных переменных - показателей по важности.
Представление о функциональном
уровне организма как о потенциальных возможностях противостоять
внешним факторам.
Способность к преднастройке и
прогнозированию.
2004
10 лекция
22

21. Принципы организации и функционирования (МФО)

Появление эффектов иерархического
влияния, доминирования, конкурентных отношений.
Способность
к
обучении,
накоплению опыта, эффективному
использованию опыта.
Целенаправленность
поведения,
психика, эмоциональная реакция.
2004
10 лекция
23

22. Принципы организации и функционирования (МФО)

Итоговый слайд
Рассмотрены
системные
свойства
биологических объектов. Выделены две
группы объектов. Дана оценка организма
с
позиций
системного
анализа,
рассмотрена функциональная система
организма,
цели
и
функции
метаболической
и
кибернетической
подсистем. Сформулированы принципы
организации
и
функционирования
биологических систем разного уровня
сложности.
2004
10 лекция
24