Физиология клетки

Физиология - это наука  о функциональных механизмах живых  организмов. Она основывается на анатомии, изучающей различные структуры  организма, и из анатомии же ведет  свое историческое происхождение. Лишь в нашем столетии биохимия («физиологическая химия») отделилась от физиологии в  качестве новой дисциплины, сохранив рассмотрение физических процессов  в организме за таким предметом, как физиология. Например, физиологи изучают процессы, которые обеспечивают идентичность живого организма в ходе обмена с окружающей средой и воспроизводство его в последующих поколениях; или же они описывают пути, по которым информация, полученная извне, преобразуется в соответствующие реакции, с помощью которых организм в свою очередь воздействует на окружающую среду.

Физиология – экспериментальная  наука. Она располагает двумя  основными методами – наблюдением и экспериментом. Наблюдение позволяет проследить за работой того или иного органа, но даже при использовании технических средств, для наблюдения, позволяет ответить только на вопрос «что происходит». Кроме того, результаты наблюдения зачастую могут носить субъективный характер. Поэтому, основным и более объективным методом познания механизмов и закономерностей в физиологии являетсяэксперимент, позволяющий не только ответить на вопрос, что происходит в организме, но и выяснить так же, как и почему происходит тот или иной физиологический процесс, как он возникает, какими механизмами поддерживается и управляется. 

Для глубокого проникновения  в природу протекающих в организме  процессов, доведения анализа до молекулярного уровня клетки (изолированной  от всех основных процессов, которые  происходят в организме) используют так называемые аналитические исследования, благодаря которым может быть получено исчерпывающее представление об отдельной клетке, ее органеллах, возможностях и особенностях мембранных процессов и т. д.

Однако для понимания  сложных процессов жизнедеятельности, протекающих в целом организме, используют методы, так называемой «синтетической физиологии». Она в отличие от «аналитической» считает своей задачей приближение условий эксперимента к естественным, наиболее соответствующим познанию жизнедеятельности организма.

Физиологические функции  — это проявления жизнедеятельности, имеющие приспособительное значение. Осуществляя различные функции, организм приспособляется к внешней  среде или же приспособляет среду  к своим потребностям.

Характер физиологических  реакций, их соответствие меняющимся условиям внешней среды закрепляются в генотипической программе, становятся реализованной «для себя» формой информации из внешней среды. Так, способ взаимодействия между организмом и средой, реализуемый в генотипе, является запрограммированной формой реактивности («норма реакции»). Следовательно, реактивность является конкретной формой реализации информации из внешней среды, в которой закрепляются адекватные способы реагирования на действие раздражителей.

Живой организм представляет собой целостную биологическую  систему, поэтому, объективные возможности  для изучения физиологических функций  организма и их регуляции следует  искать в общей теории систем. Согласно Л. Берталанфи, являющимся основоположником теории систем, система (от греч. sistema) - целое, составленное из частей, их соединение. Изучение организма как системы связано с именем П.К. Анохина и с его учением о функциональных системах организма.

Функциональная  система - совокупность взаимосвязанных органов и элементов управления физиологическими реакциями, обеспечивающих единую функцию с положительным конечным результатом. В рамках самого понятия систем следует выделить основополагающие системные принципы:

а) целостность - несводимость свойств системы к сумме свойств ее составных частей. Действительно, живой организм представляет собой единое целое, в котором частные физиологические процессы подчинены закономерностям работы всей сложной целостной системы, а свойства этой целостной системы, описанные выше, не являются результатом работы ни одной из составных частей организма в отдельности.

б) структурность - возможность описания системы через ее структуру. Процесс познания физиологических закономерностей немыслим без глубокого изучения структуры органа или системы органов. Поэтому изучение макро- и микроструктуры органа - необходимый этап познания сущности физиологических процессов. Разумеется, речь идет не о механических аналогиях, а о глубоком понимании связи между структурой и функцией живого органа или целостной живой системы.

в) иерархичность - соподчиненность составляющих элементов системы. Каждый орган или система органов выполняет специфическую функцию. Однако самостоятельность системы или органа в поведенческом акте является относительной. Так, в реализации пищевой поведенческой реакции проявлении подчинены сложным системным зависимостям. Низшие уровни управления обеспечиваются автоматическими системами регуляции, поддерживающими заданный режим жизнедеятельности. 

Высший уровень  регуляции физиологических функций целостного организма и взаимоотношение организма и среды обеспечиваются центральной нервной системой. Второй уровень регуляции обеспечивается вегетативной нервной системой, регулирующей активность внутренних органов. Третий уровень регуляции осуществляется эндокринной системой которая с помощью гормонов активизирует или тормозит работу ферментных систем, а через них - физиологические функции целостного организма. Неспецифическая регуляция физиологических функций осуществляется жидкими средами организма (кровью, лимфой). Это четвертый уровень регуляции.

В целостном организме  все эти уровни регуляции находятся  во взаимной связи, обеспечивая получение  полезного результата функционирования, как отдельного органа, системы, так  и организма в целом. В этом проявляется системность регуляции  физиологических функций целостного организма.

г) взаимосвязь организма и среды. Потребности живого организма могут быть удовлетворены только в результате активного взаимодействия его с внешней средой. Благодаря этому взаимодействию живой организм растет, развивается, накапливает энергию которая расходуется на выполнение различных видов работы, свойственных живому организму: механической, химической, электрической, осмотической и др.

д) нервизма. Единство организма и связь его с внешней средой осуществляется, главным образом, за счет деятельности нервной системы, особенно ее высших отделов - коры и подкорковых структур. Принцип нервизма сформировался именно в физиологии в результате накопления морфологических данных о строении нервной системы и представлений о физиологической роли нервных механизмов в регуляции физиологических функций. Основным нервным механизмом, лежащим в основе регуляции как физиологических, так и психических процессов, по современным представлениям, является рефлекс