grad-green grad-gray grad-blue grad-red grad-pink grad-purple grad-yellow
Нести помощь людям

Вход на сайт

Биорегуляция

Краткое описание: 
Библиографическая ссылка для цитирования: Сазонов В.Ф. Биорегуляция [Электронный ресурс] // Кинезиолог, 2009-2023 [сайт]. Дата обновления: 16.01.2023. URL: https://kineziolog.su/content/bioregulyatsiya (дата обращения: __.__.20__). _________________________________Биорегуляция - это частный вид управления в живых системах, обеспечивающий согласованную деятельность отдельных самоуправляемых частей биосистемы, её развитие, восстановление равновесия (т.е. гомеостаза) в случае его нарушения, а также взаимодействие биосистемы с другими системами (внешней средой).

Определение понятия

Биорегуляция – это скромное название частного случая управления. Управление - это более широкое понятие. Его изучает кибернетика. Управление в живых системах чаще называют биорегуляцией, потому что управляемые подсистемы обладают некоторой самостоятельностью. Самостоятельность позволяет биологическим подсистемам применять в своей деятельности самоуправление, поэтому они нуждаются не в тотальном управлении, а лишь в регуляции своего самоуправления со стороны вышестоящих центров.

Биорегуляция - это частный вид управления в живых системах, обеспечивающий согласованную деятельность отдельных самоуправляемых частей биосистемы, её развитие, восстановление равновесия (т.е. гомеостаза) в случае его нарушения, а также взаимодействие биосистемы с другими системами (внешней средой). © Сазонов В.Ф., 2013. © kineziolog.bodhy.ru, 2013. © kineziolog.su, 2016.

Таким образом, биорегуляция осуществляется по нескольким направлениям и опирается на существующее в подсистемах самоуправление.

Направления биорегуляции

1. Согласование работы отдельных частей биосистемы в единое целое.

2. Развитие системы в более сложную и эффективную.

3. .Восстановление равновесия (гомеостаза) при его нарушении.

4. Взаимодействие с другими системами (внешней средой).

Система биорегуляции построена по иерархическому принципу соподчинения низших центров высшим.

Общая нейроиммуноэндокринная регуляция

Интегральная медико-биологическая дисциплина нейроиммуноэндокринология объединяет и координирует исследования, направленные на изучение механизмов взаимодействия основных регулирующих систем: нервной, эндокринной и иммунной [Blalock J.E., Bost K.L. Neuroimmunoendocrinology. // Prog. Allergy. 1988.V. 43. P. 1-165]. 

Можно сказать, что на системном уровне биорегуляция осуществляется в виде нейроиммунноэндокринной регуляции, в которую вовлечены три основные регуляторные системы организма: нервная, иммунная и эндокринная.

Взаимодействие между нервной и иммунной системой

Взаимодействие нервной и иммунной систем осуществляется по принципу взаиморегуляции. И это проявляется в том, что расстройства функций одной из них приводит к патологии также и в другой.

Так, иммунная система способна реагировать на активность клеток в ряде мозговых структур, таких как гипоталамус, гипофиз, гиппокамп, миндалина, вентральное поле покрышки и др., а также чувствительна к изменениям в нейрохимических системах мозга — дофаминергической, серотонинергической и др.  Доказано, что нервная система иннервирует центральные и периферические иммунокомпетентные органы, а лимфоциты и макрофаги могут даже вступать в непосредственный контакт с нервными волокнами.

Мозг имеет свою, относительно автономную, иммунную систему, позволившую считать его органом иммунитета

Мозг осуществляет иммунные функции с помощью различных морфологически и функционально отличающихся подсистем: лимфоидные клетки спинномозговой жидкости (Т- и В-лимфоциты и их субпопуляции), естественные киллерные клетки, моноциты и макрофаги, не-лимфоидные клетки нервной ткани, такие как микроглия, астроциты, олигодендроциты, клетки эндотелия мозговых сосудов; гуморальные факторы, биологически активные вещества: медиаторы, пептиды, цитокины.

Существует прямой диалог между нервной и иммунной системами, который осуществляется при помощи химических сигналов. Клетки иммунной системы — лимфоциты — имеют рецепторы для ряда нейромедиаторов, таких как ацетилхолин, дофамин, энкефалины и эндорфины. Хотя в центральной нервной системе (ЦНС) нет иммунных клеток, характерных для периферии, но есть своя внутренняя «служба иммунной безопасности», представленная глиальными клетками, которые способны производить различные цитокины, которые характерны для иммунных клеток. Ведь цитокины (группа гормоноподобных белков и пептидов) синтезируются и секретируются клетками иммунной системы и другими типами клеток. Цитокины принимают участие в регуляции роста, дифференцировки и продолжительности жизни клеток, а также в управлении апоптозом. Цитокины, как оказалось, обладают способностью регулировать функции структур ЦНС, включая гипоталамус (центр гормональной регуляции!) и гиппокамп (ключевая структура процессов памяти), и влиять на состояние основных нейромедиаторных систем (норадреналина, серотонина и дофамина). Оказалось, что стресс и эмоциональное напряжение приводят к гомеостатическим сдвигам в иммунной и нейроэндокринной системах.

При анализе сходства в организации нервной и иммунной систем привлекает внимание тот факт, что обе системы состоят из большого числа фенотипически различающихся клеток, организованных в сложные сети. В пределах таких сетей клетки взаимосвязаны и функционируют по принципу обратной связи, когда пусковым сигналом служит адекватный раздражитель, а конечный ответ направлен на обеспечение полезного результата. Различие заключается в том, что в нервной системе клетки жёстко фиксированы в пространстве, тогда как в иммунной системе они непрерывно перемещаются и лишь кратковременно взаимодействуют друг с другом. Но в то же время неподвижные нейроны могут приближаться к своим мишеням за счёт выращивания своих отростков, а подвижные иммунные клетки могут сосредотачиваться в определённых местах организма и образовывать относительно постоянные популяции.

Недавно выяснилось, что иммуномодуляторы, воздействующие на иммунную систему, сами по себе способны оказывать корректирующее и протекторное действие также и на когнитивные функции.

Да к тому же оказалось, что активированные Т-лимфоциты могут преодолевать гематоэнцефалический барьер.

На молекулярном уровне во всех трёх системах биорегуляция осуществляется в виде хеморегуляции.

Важно учитывать, что все три системы регуляции связаны друг с другом. Так, симпатический и парасимпатический отделы ВНС участвуют в реализации центрально обусловленных изменений интенсивности иммунных реакций через адренергические и холинергические эффекты, которые изменяют функциональную активность T-хелперов 1-го и 2-го типа, а также продукцию ими характерных цитокинов. Иммунная система, в свою очередь, имеет собственный чувствительный «сенсорный аппарат», воспринимающий стрессорные раздражители, нераспознаваемые нервной системой, через медиаторы межклеточной кооперации - цитокины. Таким образом, иммунная цитокиновая сеть составляет наряду с нервной и эндокринной системами самостоятельную систему регуляции функций организма. Эта цитокиновая сеть является коммуникатором, осуществляющим связь между нейрвной, эндокринной, иммунной, кроветворной и другими системами, и служит для их вовлечения в организацию и регуляцию единой защитной реакции.

Важным открытием явилось то, что как нервные, так и иммунные (иммунокомпетентные) клетки имеют чувствительные молекулярные рецепторы на мембране к одним и тем же веществам. Это означает, что обе эти популяции клеток управляются одними и теми же нейротрансмиттерами и цитокинами.

Уровни биорегуляции

Биорегуляцию можно рассматривать на иерархически соподничнённых уровнях.

1. Молекулярный

На молекулярном уровне объектом для управляющего воздействия является единичная молекула или некое подмножество молекул.

Важнейшая физическая задача, решаемая пока лишь с помощью теоретических моделей, - выяснение общих основ молекулярной регуляции, приводящей к специализированному синтезу белков. С этим связаны и математические модели онтогенетического развития - дифференцировки клеток, морфогенеза и канцерогенеза (Волькенштейн М.В. Физика и биология. М.: Наука, 1980. 152 с., С. 74.).

Биорегуляция на молекулярном уровне осуществляется в виде хеморегуляции. Можно выделить два подуровня на этом уровне.
   1.1. Внутримолекулярный
На внутримолекулярном уровне биорегуляция проявляется в виде управляющего воздействия определённых частей мовлекулы на другие свои части. Некоторые участки молекулы при этом обладают свойствами активных центров, влияющих на структуру и поведение данной молекулы или её отдельных частей. Получается, что на внутримолекулярном уровне сама молекула регулирует своё состояние. Одним из примеров может служить управляющее воздействие определённых участков ДНК на другие свои участки. К внутримолекулярным регуляторам можно отнести молекулярные указатели - особые участки крупных живых биомолекул, запускающие или прерывающие биохимические процессы.
Другой вариант - изменение внутренней структуры биомолекул для изменения их свойств. Важно, что подобная внутримолекулярная регуляция может быть обратимой, как например, в случае фосфорилирования белков протеинкиназами.
    1.2. Межмолекулярный
На межмолекулярном уровне биорегуляция структуры, свойств и состояния биомолекул производится с помощью межмолекулярных взаимодействий.

Итак, на молекулярном уровне биорегуляция проявляется в виде управляющего воздействия одних молекул на другие молекулы или одних частей молекулы на другие свои части.

2. Клеточный

На клеточном уровне объектом управляющего воздействия является клетка. Клетки регулируют состояние и деятельность друг друга.

3. Органный

На органном уровне объектом управления является отдельный орган. Так, например, можно говорить о биорегуляции на уровне сердца, почек, лёгких и т.д. Регуляцию деятельности различных органов можно рассматривать по-отдельности.

4. Системный

На системном уровне объектом регуляции является множество разнородных объектов. Но более важно то, что сам субъект регуляции представляет собой целую систему, состоящую из множества элементов. Таковы нервная, эндокринная и иммунная системы.

Показатели биорегуляции

Для самого организма показателями, которые используются для биорегуляции, служат гомеостатические константы. Они же могут использоваться как показатели биорегуляции и в медицине.

Вариабельность ритма сердца (ВРС) - это физиологический феномен, характеризующий систему нейрогуморальной регуляции в целом. Этот показатель легко можно использовать в медицине. При этом система кровообращения расценивается как чувствительный индикатор адаптационных реакций всей системы биорегуляции, а ВРС хорошо отражает степень напряжения регуляторных систем, обусловленную активацией в первую очередь системы гипофиз-надпочечники и реакцией симпатоадреналовой системы, возникающей в ответ на любое стрессорное воздействие.

Видео: Биорегуляция в действии

 

Смотрите также: Механизмы гомеостаза

Источники:

  1. Созаева Д.И., Бережанская С.Б. Основные механизмы взаимодействия нервной и иммунной систем. Клинико-экспериментальные данные // Кубанский научный медицинский вестник. 2014. №3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/osnovnye-mehanizmy-vzaimodeystviya-ner... (дата обращения: 06.01.2023).
  2. https://biomolecula.ru/articles/vzaimodeistvie-nervnoi-i-immunnoi-sistem...
Ваша оценка: 
3.333335
Средняя: 3.3 (3 проголосовавших)