Людина як одиниця органічного світу. Структурна організація організму

Одиницею вимірювання безпеки життєдіяльності є тривалість життя людини.

Організм як дискретна одиниця органічного світу може існувати у природних умовах тільки завдяки здатності утворювати свої складові частини-клітини і підтримувати їхнє самовідновлення протягом усього життя; сприймати всі зміни у навколишньому середовищі і реагувати на них.

Діяльність організму або окремої його частини називають фізіологічними функціями. Вони мають пристосувальне значення. Завдяки цьому організм пристосовується до тих змін навколишнього середовища, які склалися на певний момент існування.

Організм має складну будову і виконує складні функції, тому потрібно розрізняти окремо особливості структурної і функціональної його організації. Основою

2. Людина, як елемент системи "Людина-життєве середовище"

структурної організації є клітина. Клітини утворюють тканини, тканини-органи, а ті, об'єднуючись, становлять організм. Схема його структурної організації така: клі-тина-тканина-орган-організм. Але для виконання будь-якої функції важливе об'єднання певної кількості структурних утворень.

Тому функціональна організація відрізняється від структурної і має таку схему: функціональна одиниця - фізіологічна система органів - функціональна система.

Функціональна одиниця - група клітин, об'єднаних для виконання певних функцій. Вона має складну будову. Наприклад, нефрон у нирці. Функціональні одиниці органу працюють не одночасно, а по черзі. Це дає можливість у широких межах змінювати інтенсивність діяльності органа і працювати довго без втоми. Об'єднання органів для виконання певної функції називають фізіологічною системою органів. Виділяють такі фізіологічні системи: крові, кровообігу, травлення, виділення, нервову, залоз, що не мають протоків, розмноження (статеву), органів руху. Але діяльність кожної фізіологічної системи тісно узгоджується з іншими. Разом вони є вищим ступенем функціональної організації - функціональною системою (П.К. Анохін).

Функціональна система - це тимчасове об'єднання окремих органів або фізіологічних систем для одержання корисного для організму результату, який слід розглядати як системоутворювальний чинник.

Як тільки досягнено необхідного результату і біологічна потреба організму задовільняється, функціональна система розпадається. У разі виникнення нової біологічної потреби вона створюється знову. Такі функціональні об'єднання, як функціональна одиниця, фізіологічна система, формують підсистему. Співвідношення між підсистемами набуває характеру взаємодоповнення. Наприклад, потрібну кількість кисню під час інтенсивної діяльності м'язи одержують завдяки мобілізації фізіологічних систем крові, кровообігу і дихання, які утворюватимуть газотранспортну функціональну систему. Діяльність кожної з них залежатиме від функціонального стану всіх систем, вади однієї будуть компенсуватись напруженою діяльністю інших.

Функціональна організація організму. Кожна структурна одиниця організму виконує безліч специфічних для неї життєво необхідних функцій, сукупність яких формує загальні властивості організму. Зрозуміти кожну функцію окремої структурної одиниці організму, органа чи тканини можна лише в тому випадку, коли чітко уявити загальні властивості організму загалом.

Обмін речовин і енергії - сукупність перетворень речовин і енергії між живою системою і навколишнім середовищем, що є головною умовою і ознакою життя. Обмін речовин полягає у надходженні з зовнішнього середовища різних речовин, засвоєнні їх, використанні організмом і виділенні продуктів розпаду. Складається він із двох пов'язаних між собою процесів: асиміляції {лат. assimilatio - уподібнення, ототожнювання) і дисиміляції {лат. dissimilatio - неподібний). Засвоєння клітинами речовин, що надходять ззовні і стають складовою частиною їхніх структур, називають асиміляцією, тоді як розщеплення складних органічних сполук на простіші - дисиміляцією. Внаслідок дисиміляції звільняється та потенціальна енергія, яка перебуває у міжатомних зв'язках складних органічних сполук. Вона використовується клітинами для різних потреб.

2. Людина, як елемент системи "Людина-життєве середовище" 47

Коли йдеться про обмін якихось речовин, то використовують термін метаболізм⁶.

Гомеостаз. Клітина може існувати і нормально функціонувати лише тоді, коли середовище, що її оточує, матиме певну концентрацію солей, активних іонів водню, певну температуру і декілька інших фізико-хімічних показників. Середовище, що оточує клітину, - міжклітинна рідина і кров - є зовнішнім середовищем, а для організму загалом - внутрішнім. Поняття про сталість хімічного складу і фізико-хімічних властивостей внутрішнього середовища організму отримало назву гомеостазу⁷. Зрозуміло, що в організмі немає жодного явища, параметри якого були б сталими. Але життя можливе у дуже вузьких межах коливання гомеостазу. Коли показники гемостазу, наприклад рН або осмотичний тиск, виходять за певні межі, суттєво порушуються окремі структурні елементи клітини та її функції. Тому діяльність усіх механізмів, що регулюють фізіологічні процеси, зводиться насамперед до підтримання гомеостазу.

Вільне існування організму в умовах зовнішнього середовища, параметри якого мінливі, можливе лише завдяки сталості власного внутрішнього середовища -гомеостазу.

Подразливість - здатність клітин відповідати на подразнення шляхом переходу зі стану фізіологічного спокою в стан активної діяльності. Це одна з форм прояву загальної властивості матерії - відображення. Воно забезпечує цілісність організму і його пристосування до умов життя. Подразливість пов'язана з особливостями будови клітинної мембрани, а саме з окремими білками-рецеп-торами її поверхневого шару, які мають стереохімічну спорідненість до певних хімічних речовин або фізичних чинників навколишнього середовища. Фізико-хімічні зміни на мембрані клітини спричиняють відповідні зміни в органелах цитоплазми, проявами яких є специфічні реакції клітин. Вони починаються зміною конформації (форми молекули) білків-рецепторів у місці дії подразника і проявляються іонними рухами на мембрані, які передаються на внутрішньоклітинні структури. Ті, відповідно, реагують на інформацію, яка надійшла з мембрани. Отож розрізняють подразнення як місцеву реакцію на зміни, що виникли під дією подразника, і збудження, тобто реакцію всієї клітини на дію подразника.

Отже, відповіддю на будь-яке подразнення завжди буде зміна форми молекул білків - їхньої конформації. Вона може проявлятись у вигляді тропізмів, тобто однобічного руху цитоплазми клітини або всієї клітини у бік подразнення, і таксисів, тобто руху всього тіла або рефлекторної рухової реакції.

У процесі еволюції на рівні організму ускладнюються форми збудливості, з'являються специфічні апарати відображення - аналізатори і, як наслідок, удосконалюються інформаційні процеси і активна діяльність. На клітинному рівні збудливість проявляється у формі тропізмів і таксисів, на рівні організму -у вигляді рухових рефлексів, доцільності поведінки - інстинктів і розумової поведінки.

гр. mabole - генетика, селекція та ін. лат. homeo -однаковий, stasis- стан.

48 2. Людина, як елемент системи "Людина-життєве середовище"

Саморегуляція - це здатність організму автоматично підтримувати свій хімічний склад, цілісність структур і функції на всіх рівнях організації організму. На клітинному рівні регулюється ступінь перетворення макромолекул, органел, а також включення процесів відновлення. Потрібно пам'ятати, що процеси катаболізму і анаболізму різні не лише за напрямом, а й за своїми механізмами. Саморегуляція - це те, що їх пов'язує в єдиний процес, який ми ще не знаємо досконало. Добре відомі механізми анаболічних процесів, що полягають у біологічному синтезі органічних сполук, які спрямовуються ферментами. Ферменти за своїм походженням є білками. Тому регуляція кількості білків, необхідних у певний час, зведена до регуляції синтезу певних ферментів та їхньої діяльності.

Біосинтез ферментів виконують клітинні механізми регуляції, загальна схема яких ДНК-РНК-білок. Суть його полягає у тому, що у необхідний час запускається у дію весь ланцюг, а коли цього білка буде достатньо, робота ланцюга припиняється.

На рівні фізіологічних систем органів і цілісного організму підтримують хімічну сталість тканин, їхню структурну будову і функції нервові і гуморальні механізми регуляції. Для регуляторних механізмів організму будь-якого рівня організації загальний принцип дії однаковий. Він полягає у прямому впливі на механізм, що запускає реакцію, і в зворотному - на механізм, що зупиняє або пригнічує її.

Саморепродущія. Живі системи на будь-якому рівні організації мають здатність до самовідновлення або розмноження. На рівні організму цей процес має перервний характер, бо тільки через деякий час дорослий організм народжує новий - молодий. Так продовжується життя виду як одиниці біосистеми. Самовідновлення в самому організмі є безперервним і відбувається на молекулярному і клітинному рівнях.

Однією з особливостей живих тіл є надзвичайна їх нестійкість. Руйнуються і розпадаються органічні молекули і насамперед білки, органели клітин і цілі клітини. Зокрема, період напіврозпаду деяких білків печінки - кілька хвилин, окремі клітини крові живуть лише півгодини, клітини травного каналу - близько доби. За таких умов життя організму можливе лише у тому випадку, коли буде таке ж швидке відновлення зруйнованих структур. Це явище називають фізіологічною регенерацією⁸.

2.2.2. Органам людини в сучасних умовах. Чинники ризику, що зменшують тривалість життя людини

Доведено, що тривалість життя людини як біологічного виду становить 96-98 років (деякі вчені навіть вважають, що вона може досягати 100-120 і більше років). Але тільки в окремих індивідів тривалість життя збігається з видовою, а фактично вона зменшується на 30-40 і більше років. Виникає запитання, з чим це пов'язано. А пов'язано це з чинниками ризику. Класифікацію чинників зовнішнього середовища наведено в табл. 4.

лат. regeneratio - відновлення, відродження

2. Людина, як елемент системи "Людина-життєве середовище" 49

Таблиця 4

___________________ Чинники зовнішнього середовища:_________________

Чинники ризику. Цим терміном називають чинники, що статистично достовірно зменшують тривалість життя. З розвитком цивілізації і змінами екологічного стану з'явилось багато різних хвороб, які називають "хворобами цивілізації"", а чинниками ризику вважають явища, які зумовлюють загальні порушення обміну речовин і охоплюють суспільство загалом. їх об'єднують у певні групи, а саме: гіпокінезія, аліментарні чинники, емоційний стрес та ксенобіотики.