10. Биологическая надёжность: понятие и принципы обеспечения, существующие в системах регуляции.

Биологическая надежность – это способность организма переносить отрицательные факторы внешней среды.

Биологическая надежность обеспечивается рядом принципов:

1. Принцип избыточности обеспечивается наличием большего числа элементов, чем требуется для реализации функции.

2. Принцип функции резерва – способность организма или функции системы иметь несколько уровней функционирования (от базального до аварийного). Благодаря этому орган или система органов переходит из состояния покоя к определенной функциональной деятельности. В случае необходимости ее уровень может быть повышен организмом с целью адаптации к той или иной ситуации (например, частота сердечных сокращений (ЧСС) – 74 удара в минуту в покое, а при физической нагрузке она достигает 200 ударов в минуту – это и есть функциональный резерв).

3. Принцип периодичности функционирования. Например, в легких происходит постоянная смена вентилируемых альвеол, в почках – функционирование нефронов, в головном мозге – функционирование возбуждающих нервных клеток и нервных центров.

4. Принцип взаимозаменяемости и замещения. В случае отказа или повреждения какой-либо функции ее роль берут на себя другие элементы организма, или же он начинает работать в новом режиме, чтобы не нарушались гомеостаз и процессы жизнедеятельности.

5. Принцип дублирования связан с наличием парных органов (легкие, почки). Он проявляется в системах регулирования. Например, в головном мозге существует множество нервных клеток, образующих одинаковые нервные волокна, которые выполняют одинаковую функцию. Один и тот же эффект может быть достигнуть разными путями регулирования. Например, ЧСС под влиянием симпатической нервной системы увеличивается, а под влиянием парасимпатической – уменьшается. Но, с другой стороны, регуляция сердца может быть изменена за счет, например, в случае повышения тонуса центра симпатической регуляции, тогда работа сердца усиливается, а в случае снижения тонуса, в состоянии эмоционального и мышечного покоя, работа замедляется.

6. Принцип смещения в ряду сопряженных функций обеспечивает достижение приспособительного результата при нарушении одной из функций за счет активизации другой. Например, при нарушении внешнего дыхания и поступлении кислорода в кровь активируется образование эритроцитов, изменение функции кровообращения, вследствие чего доставка кислорода к тканям не страдает.

7. Принцип усиления. Для получения регуляторного эффекта необходимо посылать большое количество сигналов или же небольшое количество гормонов, что вызывает изменение функций.

Организм стремится повысить свою надежность различными способами: а) путем усиления регенеративных процессов, восстанавливающих погибшие клетки; б) разделением клеток на резервные и дежурные, по мере нарастания функции включаются резервные клетки; в) использованием охранительного торможения; г) достижением одного и того же результата разными поведенческими реакциями.