W związku z socjalizacją człowieka jego biologiczna rola stopniowo traci na znaczeniu. Dzieje się tak nie dlatego, że ludzie osiągnęli najwyższe poziomy rozwoju, ale z powodu świadomego dystansu do swojego faktycznego „fundamentu” (biosfery), który dał człowiekowi możliwość rozwoju i budowania nowoczesnego społeczeństwa. Ale organizm jako system biologiczny nie może istnieć poza biosferą i dlatego należy go rozpatrywać tylko razem z nim.
Populacja i społeczeństwo
Każde społeczeństwo jest populacją samoregulującą się, nowoczesnym odpowiednikiem rozsądnego systemu biologicznego (BS) w biosferze. A człowiek jest przede wszystkim produktem ewolucji BS, a nie wynikiem rozwoju społeczeństwa społecznego, co jest drugorzędne. Ściśle mówiąc, społeczeństwo jest szczególnym przykładempopulacja, która jest również BS, zlokalizowana tylko jeden poziom nad żywym organizmem.
Z punktu widzenia biologii termin ten charakteryzuje system narządów i tkanek wbudowanych w żywą powłokę planety, który posiada własne mechanizmy oddziaływania na siedliska i reakcje ochronne. Traktując organizm jako układ biologiczny, łatwo jest wskazać główne mechanizmy jego życia, adaptacji i regulacji jego funkcji. A w ramach tej publikacji ciało ludzkie będzie traktowane jako integralny system pod względem swoich kryteriów.
Terminologia
System to duży zbiór pewnych współzależnych elementów, które tworzą pewną integralność (strukturę), która przeszła długą ewolucję w trakcie jej powstawania.
Systemy biologiczne to niepodzielne zestawy połączonych ze sobą elementów, które tworzą żywą powłokę planety i są jej częścią, odgrywając kluczową rolę w jej istnieniu. Przykłady systemów biologicznych: komórka, organizm, makrocząsteczki, organelle, tkanki, narządy, populacje.
Organizm jest złożonym, niezależnie regulowanym i aktywnie działającym systemem, składającym się z narządów i tkanek lub reprezentowanym przez jeden system biologiczny, tworzący jeden obiekt dzikiej przyrody. Organizm aktywnie współdziała z systemami biologicznymi wyższego rzędu (z populacją i biosferą).
Regulamin to porządkowanie, przestrzeganie surowych zasad, stwarzanie warunków do ich realizacji i kontroli. W kontekście organizmu człowieka termin ten należy traktować jako procesnormalizacja funkcji organizmu.
Uniwersalna struktura
Aby uznać ludzkie ciało za system biologiczny (BS), należy zidentyfikować i skorelować jego główne właściwości. Tak więc główną właściwością BS jest ich struktura: wszystkie składają się z cząsteczek organicznych i biopolimerów. Warto zauważyć, że BS obejmuje również substancje nieorganiczne, będące atrybutami przyrody nieożywionej. Jednak nie tworzą one żadnej cząsteczki biologicznej, organelli, komórki ani organizmu, a jedynie są wbudowane w te systemy.
Porządek
Wysoki stopień uporządkowania to druga właściwość systemów. Tak zwana hierarchia jest bardzo ważna dla funkcjonowania biosfery, ponieważ cała jej struktura zbudowana jest na zasadzie komplikowania prostoty i łączenia elementarności. Oznacza to, że bardziej złożone składniki żywej powłoki ziemi (układy biologiczne) składają się z mniejszych, położonych niżej w hierarchii.
Szczególnym przykładem jest ewolucja życia od makrocząsteczki do organicznego polimeru, a następnie do organelli i struktury subkomórkowej, z których później powstają tkanka, narząd i organizm. Jako integralny system biologiczny, taka hierarchiczna struktura umożliwia tworzenie wszystkich poziomów dzikich zwierząt i śledzenie interakcji między nimi.
Uczciwość i dyskrecja
Jedną z najważniejszych właściwości każdej BS jest jej jednoczesna integralność i dyskretność (stronniczość, składowość). Oznacza to, że każdy żyjącyorganizm jest systemem biologicznym, integralnym zbiorem utworzonym z autonomicznych składników. Same autonomiczne komponenty również są żywymi systemami, tylko niżej w hierarchii. Mogą istnieć autonomicznie, ale w ciele podlegają jego mechanizmom regulacyjnym i tworzą integralną strukturę.
Przykłady jednoczesnej integralności i dyskrecji można znaleźć w dowolnych systemach na różnych poziomach. Na przykład błona cytoplazmatyczna jako integralna struktura ma hydrofobowość i lipofilność, płynność i selektywną przepuszczalność. Składa się z makrocząsteczek lipoprotein, które zapewniają jedynie lipofilność i hydrofobowość oraz glikoprotein, które odpowiadają za selektywną przepuszczalność.
Jest to demonstracja, w jaki sposób zestaw dyskretnych właściwości składników systemu biologicznego zapewnia funkcje bardziej złożonej struktury wyższej. Przykładem jest również integralna organella, składająca się z błony i grupy enzymów, które odziedziczyły swoje dyskretne właściwości. Lub komórka zdolna do realizacji wszystkich funkcji swoich elementów składowych (organelli). Ciało ludzkie jako pojedynczy system biologiczny również podlega takiej zależności, ponieważ wykazuje wspólne cechy, które są prywatne dla poszczególnych elementów.
Wymiana energii
Ta właściwość systemu biologicznego jest również uniwersalna i można ją prześledzić na każdym z jego poziomów hierarchicznych, począwszy od makrocząsteczki, a skończywszy na biosferze. Na każdym konkretnym poziomiema różne przejawy. Na przykład na poziomie makrocząsteczek i struktur przedkomórkowych wymiana energii oznacza zmianę struktury przestrzennej i gęstości elektronowej pod wpływem pH, pola elektrycznego czy temperatury. Na poziomie komórkowym wymianę energii należy traktować jako metabolizm, zespół procesów oddychania komórkowego, utlenianie tłuszczów i węglowodanów, syntezę i magazynowanie związków makroergicznych, usuwanie produktów przemiany materii poza komórkę.
Metabolizm organizmu
Ciało ludzkie, jako system biologiczny, również wymienia energię ze światem zewnętrznym i przekształca ją. Na przykład energia wiązań chemicznych cząsteczek węglowodanów i tłuszczu jest efektywnie wykorzystywana w komórkach organizmu do syntezy makroergów, z których organelli łatwiej pozyskiwać energię do życiowej aktywności. W tym pokazie transformacja energii i jej akumulacja w makroergach, a także realizacja poprzez hydrolizę fosforanowych wiązań chemicznych ATP.
Samoregulacja
Ta cecha systemów biologicznych oznacza zdolność do zwiększania lub zmniejszania ich aktywności funkcjonalnej w zależności od osiągnięcia dowolnych stanów. Na przykład, jeśli komórka bakteryjna doświadcza głodu, to albo porusza się w kierunku źródła pożywienia, albo tworzy zarodnik (formę, która pozwoli jej utrzymać żywotną aktywność do czasu poprawy warunków życia). Krótko mówiąc, organizm jako system biologiczny posiada złożony wielopoziomowy system regulacji swoich funkcji. jestskłada się z:
- prekomórkowe (regulacja funkcji poszczególnych organelli komórkowych, na przykład rybosomów, jąder, lizosomów, mitochondriów);
- komórkowy (regulacja funkcji komórki w zależności od czynników zewnętrznych i wewnętrznych);
- regulacja tkankowa (kontrola tempa wzrostu i reprodukcji komórek tkankowych pod wpływem czynników zewnętrznych);
- regulacja narządów (tworzenie mechanizmów aktywacji i hamowania funkcji poszczególnych narządów);
- systemowa (nerwowa lub humoralna regulacja funkcji przez narządy wyższe).
Ludzkie ciało jako samoregulujący się system biologiczny ma dwa główne mechanizmy regulacyjne. Jest to ewolucyjnie starszy mechanizm humoralny i bardziej nowoczesny mechanizm nerwowy. Są to wielopoziomowe kompleksy zdolne do regulowania tempa przemiany materii, temperatury, pH płynów biologicznych i homeostazy, zdolności do obrony przed zagrożeniami lub do wywoływania agresji, realizacji emocji i wyższej aktywności nerwowej.
Poziomy regulacji humoralnej
Regulacja humoralna to proces przyspieszania (lub spowalniania) procesów biologicznych w organellach, komórkach, tkankach lub narządach pod wpływem substancji chemicznych. W zależności od lokalizacji ich „celu” rozróżniają regulację komórkową, lokalną (tkankową), narządową i organizmową. Przykładem regulacji komórkowej jest wpływ jądra komórkowego na tempo biosyntezy białek.
Regulacja tkanek polega na uwalnianiu przez komórkę substancji chemicznych (lokalnych mediatorów) w celutłumienie lub wzmacnianie funkcji otaczających komórek. Na przykład populacja komórek doświadczająca głodu tlenu uwalnia czynniki angiogenezy, które powodują wzrost naczyń krwionośnych w ich kierunku (obszary zubożone). Innym przykładem regulacji tkanek jest uwalnianie substancji (keylonów), które mogą hamować tempo reprodukcji komórek w określonym miejscu.
Ten mechanizm, w przeciwieństwie do poprzedniego, jest przykładem negatywnego sprzężenia zwrotnego. Charakteryzuje się aktywnym działaniem populacji komórek, mającym na celu zahamowanie wszelkich procesów w tkance biologicznej.
Wyższa regulacja humoralna
Ludzkie ciało jako pojedynczy samorozwijający się system biologiczny jest koroną ewolucyjną, która zrealizowała najwyższą regulację humoralną. Stało się to możliwe dzięki rozwojowi gruczołów dokrewnych zdolnych do wydzielania substancji hormonalnych. Hormony to specyficzne substancje chemiczne, które są wydzielane przez gruczoły dokrewne bezpośrednio do krwi i działają na narządy docelowe znajdujące się w dużej odległości od miejsca syntezy.
Wyższa regulacja humoralna to także system hierarchiczny, którego głównym narządem jest przysadka mózgowa. Jego funkcje są regulowane przez strukturę neurologiczną (podwzgórze), która znajduje się ponad innymi w hierarchii regulacyjnej organizmu. Pod wpływem impulsów nerwowych podwzgórza przysadka wydziela trzy grupy hormonów. Dostają się do krwiobiegu i są przez nią przenoszone do narządów docelowych.
W hormonach tropikalnych przysadki celem jest gruczoł dolny, który pod wpływem tych substancji uwalnia swoje mediatory, które bezpośrednio wpływają na funkcje narządów i tkanek.
Nerwowa regulacja
Regulacja funkcji ludzkiego ciała realizowana jest głównie poprzez układ nerwowy. Kontroluje również układ humoralny, czyniąc go niejako własnym składnikiem strukturalnym, zdolnym do bardziej elastycznego wpływania na funkcje organizmu. Jednocześnie układ nerwowy jest również wielopoziomowy. U ludzi ma najbardziej złożony rozwój, chociaż wciąż się poprawia i zmienia niezwykle powoli.
Na tym etapie charakteryzuje się obecnością funkcji odpowiedzialnych za wyższą aktywność nerwową: pamięć, uwaga, emocjonalność, inteligencja. Być może jedną z głównych właściwości układu nerwowego jest umiejętność pracy z analizatorami: wzrokowymi, słuchowymi, węchowymi i innymi. Pozwala zapamiętywać ich sygnały, odtwarzać je w pamięci i na ich podstawie syntetyzować nowe informacje, tworząc także doznania zmysłowe na poziomie układu limbicznego.
Nerwowe poziomy regulacji
Ludzkie ciało jako pojedynczy system biologiczny ma kilka poziomów regulacji nerwowej. Wygodniej jest rozpatrywać je według schematu gradacji od najniższych poziomów do najwyższych. Poniżej reszty znajduje się autonomiczny (współczulny i przywspółczulny) układ nerwowy, który reguluje swoje funkcje niezależnie od wyższych ośrodków aktywności nerwowej.
Funkcjonuje dzięki jądru nerwu błędnego i rdzenia nadnerczy. Warto zauważyć, że najniższy poziom regulacji nerwowej znajduje się jak najbliżej układu humoralnego. To ponownie pokazuje jednoczesną dyskrecję i integralność organizmu jako systemu biologicznego. Ściśle mówiąc, układ nerwowy przekazuje swoje sygnały pod wpływem acetylocholiny i prądu elektrycznego. Oznacza to, że składa się z połowy systemu transmisji informacji humoralnej, który obserwuje się w synapsach.
Większa aktywność nerwowa
Powyżej autonomicznego układu nerwowego znajduje się układ somatyczny, który składa się z rdzenia kręgowego, nerwów, pnia mózgu, istoty białej i szarej mózgu, zwojów podstawy mózgu, układu limbicznego i innych ważnych struktur. To ona odpowiada za wyższą aktywność nerwową, pracę z analizatorami narządów zmysłów, systematyzację informacji w korze, jej syntezę i rozwój komunikacji głosowej. Ostatecznie to właśnie ten zespół biologicznych struktur ciała jest odpowiedzialny za możliwą socjalizację osoby i osiągnięcie jej obecnego poziomu rozwoju. Ale bez struktur niskopoziomowych ich pojawienie się byłoby niemożliwe, podobnie jak istnienie osoby poza zwykłym siedliskiem.
