Saistībā ar cilvēka socializāciju viņa bioloģiskā loma pamazām zaudē savu nozīmi. Tas notiek nevis tāpēc, ka cilvēki ir sasnieguši augstākos attīstības līmeņus, bet gan apzināti attālināti no sava faktiskā “pamata” (biosfēras), kas deva cilvēkam iespēju attīstīties un veidot modernu sabiedrību. Bet organisms kā bioloģiskā sistēma nevar pastāvēt ārpus biosfēras, un tāpēc to vajadzētu aplūkot tikai kopā ar to.
Iedzīvotāji un sabiedrība
Jebkura sabiedrība ir pašregulēta populācija, mūsdienīgs saprātīgas bioloģiskās sistēmas (BS) analogs biosfērā. Un cilvēks, pirmkārt, ir BS evolūcijas produkts, nevis sociālās sabiedrības attīstības rezultāts, kas ir sekundārs. Stingri sakot, sabiedrība ir īpašs piemērspopulācija, kas arī ir BS, kas atrodas tikai vienu līmeni virs dzīvā organisma.
No bioloģijas viedokļa šis termins raksturo planētas dzīvajā apvalkā iebūvētu orgānu un audu sistēmu, kurai ir savi ietekmes mehānismi uz biotopiem un aizsargreakcijām. Ņemot vērā ķermeni kā bioloģisku sistēmu, ir viegli noteikt galvenos tā dzīves mehānismus, pielāgošanos un funkciju regulēšanu. Un šīs publikācijas ietvaros cilvēka ķermenis tiks uzskatīts par neatņemamu sistēmu pēc saviem kritērijiem.
Terminoloģija
Sistēma ir liela dažu savstarpēji atkarīgu elementu kolekcija, kas veido noteiktu integritāti (struktūru), kas tās veidošanās gaitā ir ilgstoši attīstījusies.
Bioloģiskās sistēmas ir nedalāmas savstarpēji saistītu elementu kopas, kas veido planētas dzīvo apvalku un ir tās daļa, spēlējot izšķirošu lomu tās pastāvēšanā. Bioloģisko sistēmu piemēri: šūna, organisms, makromolekulas, organellas, audi, orgāni, populācijas.
Organisms ir kompleksi sakārtota neatkarīgi regulējama un aktīvi funkcionējoša sistēma, kas sastāv no orgāniem un audiem vai ko pārstāv viena bioloģiskā sistēma, veidojot vienu savvaļas objektu. Organisms aktīvi mijiedarbojas ar augstākas kārtas bioloģiskajām sistēmām (ar populāciju un biosfēru).
Regulējums ir sakārtotība, stingru noteikumu ievērošana, apstākļu radīšana to īstenošanai un kontrolei. Cilvēka organisma kontekstā šis termins ir jāuzskata par procesuorganisma funkciju normalizēšana.
Universāla struktūra
Lai uzskatītu cilvēka ķermeni par bioloģisku sistēmu (BS), tā galvenās īpašības ir jānosaka un jāsaista. Tātad BS galvenā īpašība ir to struktūra: tās visas sastāv no organiskām molekulām un biopolimēriem. Zīmīgi, ka BS ir arī neorganiskās vielas, kas ir nedzīvās dabas atribūti. Tomēr tie neveido bioloģisku molekulu, organellu, šūnu vai organismu, bet ir tikai iebūvēti šajās sistēmās.
Kārtība
Augsta kārtības pakāpe ir otra sistēmu īpašība. Tā sauktā hierarhija ir ļoti svarīga biosfēras funkcionēšanai tāpēc, ka visa tās struktūra ir veidota pēc principa sarežģīt vienkāršo un apvienot elementāro. Tas ir, sarežģītākas zemes dzīvās čaulas sastāvdaļas (bioloģiskās sistēmas) sastāv no mazākām, kas atrodas zemāk hierarhijā.
Konkrēts piemērs ir dzīvības evolūcija no makromolekulas līdz organiskam polimēram un pēc tam uz organellu un subcelulāru struktūru, no kuras vēlāk veidojas audi, orgāns un organisms. Kā neatņemama bioloģiskā sistēma šāda hierarhiska struktūra ļauj veidot visus savvaļas dzīvnieku līmeņus un izsekot mijiedarbībai starp tiem.
Integritāte un diskrētums
Viena no svarīgākajām jebkuras BS īpašībām ir tā vienlaicīga integritāte un diskrētums (partialitāte, komponentialitāte). Tas nozīmē, ka jebkura dzīvāorganisms ir bioloģiskā sistēma, neatņemama kopa, kas veidojas no autonomiem komponentiem. Paši autonomie komponenti arī ir dzīvas sistēmas, tikai zemākā hierarhijā. Tie var pastāvēt autonomi, bet organismā tie pakļaujas tā regulējošajiem mehānismiem un veido vienotu struktūru.
Vienlaicīgas integritātes un diskrētuma piemērus var atrast jebkurā dažāda līmeņa sistēmā. Piemēram, citoplazmas membrānai kā neatņemamai struktūrai ir hidrofobitāte un lipofilitāte, plūstamība un selektīva caurlaidība. Tas sastāv no lipoproteīnu makromolekulām, kas nodrošina tikai lipofilitāti un hidrofobitāti, un no glikoproteīniem, kas ir atbildīgi par selektīvu caurlaidību.
Tas ir demonstrācija tam, kā bioloģiskās sistēmas komponentu diskrēto īpašību kopums nodrošina sarežģītākas augstākas struktūras funkcijas. Piemērs ir arī neatņemama organelle, kas sastāv no membrānas un enzīmu grupas, kas mantojusi savas diskrētās īpašības. Vai arī šūna, kas spēj realizēt visas tās sastāvdaļu (organellu) funkcijas. Arī cilvēka ķermenis kā vienota bioloģiskā sistēma ir pakļauta šādai atkarībai, jo tā demonstrē kopīgas īpašības, kas ir privātas atsevišķiem elementiem.
Enerģijas apmaiņa
Šī bioloģiskās sistēmas īpašība ir arī universāla, un to var izsekot katrā tās hierarhiskajā līmenī, sākot no makromolekulas un beidzot ar biosfēru. Katrā konkrētā līmenī,ir dažādas izpausmes. Piemēram, makromolekulu un priekššūnu struktūru līmenī enerģijas apmaiņa nozīmē telpiskās struktūras un elektronu blīvuma izmaiņas pH, elektriskā lauka vai temperatūras ietekmē. Šūnu līmenī enerģijas apmaiņa jāuzskata par vielmaiņu, šūnu elpošanas procesu kopumu, tauku un ogļhidrātu oksidēšanu, makroerģisko savienojumu sintēzi un uzglabāšanu, vielmaiņas produktu izvadīšanu ārpus šūnas.
Ķermeņa vielmaiņa
Cilvēka ķermenis kā bioloģiskā sistēma arī apmainās ar enerģiju ar ārpasauli un pārveido to. Piemēram, ogļhidrātu un tauku molekulu ķīmisko saišu enerģija tiek efektīvi izmantota ķermeņa šūnās makroergu sintēzei, no kurām organellām ir vieglāk iegūt enerģiju savai dzīves aktivitātei. Šajā demonstrācijā enerģijas pārveidošana un tās uzkrāšanās makroergos, kā arī ATP fosfātu ķīmisko saišu hidrolīzes īstenošana.
Pašregulācija
Šis bioloģisko sistēmu raksturlielums nozīmē spēju palielināt vai samazināt savu funkcionālo aktivitāti atkarībā no jebkura stāvokļa sasniegšanas. Piemēram, ja baktērijas šūna piedzīvo badu, tad tā vai nu virzās uz barības avotu, vai arī veido sporu (veidu, kas ļaus tai saglabāt dzīvībai svarīgo aktivitāti līdz dzīves apstākļu uzlabošanai). Īsāk sakot, ķermenim kā bioloģiskai sistēmai ir sarežģīta daudzlīmeņu tā funkciju regulēšanas sistēma. Viņa irsastāv no:
- priekššūnu (atsevišķu šūnu organellu, piemēram, ribosomu, kodolu, lizosomu, mitohondriju, funkciju regulēšana);
- šūnu (šūnu funkciju regulēšana atkarībā no ārējiem un iekšējiem faktoriem);
- audu regulēšana (audu šūnu augšanas ātruma un vairošanās kontrole ārējo faktoru ietekmē);
- orgānu regulēšana (atsevišķu orgānu funkciju aktivizācijas un kavēšanas mehānismu veidošanās);
- sistēmiska (nervu vai humora funkciju regulēšana, ko veic augstāki orgāni).
Cilvēka ķermenim kā pašregulējošai bioloģiskai sistēmai ir divi galvenie regulēšanas mehānismi. Tas ir evolucionāri vecāks humorālais mehānisms un modernāks nervu mehānisms. Tie ir daudzlīmeņu kompleksi, kas spēj regulēt vielmaiņas ātrumu, temperatūru, bioloģisko šķidrumu pH un homeostāzi, spēju aizsargāties pret briesmām vai nodrošināt agresiju, realizēt emocijas un augstāku nervu aktivitāti.
Humora regulējuma līmeņi
Humorālā regulēšana ir bioloģisko procesu paātrināšanas (vai palēnināšanās) process organellās, šūnās, audos vai orgānos ķīmisko vielu ietekmē. Un atkarībā no sava "mērķa" atrašanās vietas viņi izšķir šūnu, vietējo (audu), orgānu un organisma regulējumu. Šūnu regulēšanas piemērs ir kodola ietekme uz olb altumvielu biosintēzes ātrumu.
Audu regulēšana ir ķīmisko vielu (vietējo mediatoru) izdalīšanās no šūnas, kuras mērķis irapkārtējo šūnu funkciju nomākšana vai uzlabošana. Piemēram, šūnu populācija, kas piedzīvo skābekļa badu, atbrīvo angioģenēzes faktorus, kas izraisa asinsvadu augšanu pret tiem (noplicinātās zonas). Vēl viens audu regulēšanas piemērs ir vielu (keylonu) izdalīšanās, kas var nomākt šūnu vairošanās ātrumu noteiktā vietā.
Šis mehānisms, atšķirībā no iepriekšējā, ir negatīvu atsauksmju piemērs. To raksturo kā aktīvu šūnu populācijas darbību, kas paredzēta, lai nomāktu jebkuru procesu bioloģiskajos audos.
Augstāks humorālais regulējums
Cilvēka ķermenis kā vienota pašattīstoša bioloģiskā sistēma ir evolūcijas kronis, kas ir realizējis augstāko humorālo regulējumu. Tas kļuva iespējams, pateicoties endokrīno dziedzeru attīstībai, kas spēj izdalīt hormonālās vielas. Hormoni ir specifiskas ķīmiskas vielas, kuras endokrīnie dziedzeri izdala tieši asinīs un iedarbojas uz mērķa orgāniem, kas atrodas lielā attālumā no sintēzes vietas.
Augstāks humorālais regulējums ir arī hierarhiska sistēma, kuras galvenais orgāns ir hipofīze. Tās funkcijas regulē neiroloģiska struktūra (hipotalāms), kas atrodas virs citām ķermeņa regulēšanas hierarhijā. Hipotalāma nervu impulsu ietekmē hipofīze izdala trīs hormonu grupas. Tie nonāk asinsritē un ar to tiek nogādāti mērķa orgānos.
Hipofīzes tropiskajos hormonos mērķis ir apakšējais hormonālais dziedzeris, kas šo vielu ietekmē atbrīvo savus mediatorus, kas tieši ietekmē orgānu un audu funkcijas.
Nervu regulēšana
Cilvēka ķermeņa funkciju regulēšana galvenokārt tiek realizēta caur nervu sistēmu. Tas arī kontrolē humorālo sistēmu, padarot to it kā par savu strukturālo sastāvdaļu, kas spēj elastīgāk ietekmēt ķermeņa funkcijas. Tajā pašā laikā nervu sistēma ir arī daudzlīmeņu. Cilvēkiem tā ir vissarežģītākā attīstība, lai gan tā turpina uzlaboties un mainīties ārkārtīgi lēni.
Šajā posmā to raksturo tādu funkciju klātbūtne, kas ir atbildīgas par augstāku nervu darbību: atmiņa, uzmanība, emocionalitāte, inteliģence. Un, iespējams, viena no galvenajām nervu sistēmas īpašībām ir spēja strādāt ar analizatoriem: redzes, dzirdes, ožas un citiem. Tas ļauj atcerēties viņu signālus, reproducēt tos atmiņā un sintezēt jaunu informāciju, pamatojoties uz tiem, veidojot arī maņu pieredzi limbiskās sistēmas līmenī.
Nervu regulēšanas līmeņi
Cilvēka ķermenim kā vienotai bioloģiskai sistēmai ir vairāki nervu regulācijas līmeņi. Ērtāk tos apsvērt saskaņā ar gradācijas shēmu no zemākajiem līmeņiem līdz augstākajiem. Zem pārējās atrodas autonomā (simpātiskā un parasimpātiskā) nervu sistēma, kas regulē savas funkcijas neatkarīgi no augstākajiem nervu darbības centriem.
Tas funkcionē, pateicoties vagusa nerva kodolam un virsnieru serdei. Jāatzīmē, ka zemākais nervu regulācijas līmenis atrodas pēc iespējas tuvāk humorālajai sistēmai. Tas vēlreiz parāda organisma kā bioloģiskas sistēmas vienlaicīgu diskrētumu un integritāti. Stingri sakot, nervu sistēma pārraida savus signālus acetilholīna un elektriskās strāvas ietekmē. Tas ir, tas sastāv no puses humorālās informācijas pārraides sistēmas, kas tiek novērota sinapsēs.
Augstāka nervu aktivitāte
Virs veģetatīvās nervu sistēmas atrodas somatiskā sistēma, kas sastāv no muguras smadzenēm, nerviem, smadzeņu stumbra, smadzeņu b altās un pelēkās vielas, to bazālajiem ganglijiem, limbiskās sistēmas un citām svarīgām struktūrām. Tieši viņa ir atbildīga par augstāku nervu aktivitāti, darbu ar maņu orgānu analizatoriem, informācijas sistematizēšanu garozā, tās sintēzi un runas komunikācijas attīstību. Galu galā tieši šis ķermeņa bioloģisko struktūru komplekss ir atbildīgs par iespējamo cilvēka socializāciju un viņa pašreizējā attīstības līmeņa sasniegšanu. Bet bez zema līmeņa struktūrām to parādīšanās nebūtu iespējama, kā arī cilvēka eksistence ārpus ierastās dzīvotnes.
