Для эффективного протекания биологических процессов нужны соответствующие условия. Что стабильнее они, то надежнее функционирует система. Прежде всего к этим условиям можно отнести те, которые способствуют обмену веществ. Для его осуществления необходимо постоянное поступление питательных веществ, воды, минеральных солей, витаминов, кислорода и выведение конечных продуктов обмена. Для эффективного протекания процессов обмена необходима определенная интенсивность метаболизма, которая зависит от активности ферментов. В свою очередь на активность ферментов влияют внешние факторы, в частности температура.
В повседневной жизни наблюдают различные изменения факторов внешней среды. Однако, чем сложнее построена биологическая система, тем больше отклонение от стандартных условий она выдерживает без существенных изменений жизнедеятельности. Это связано с включением комплекса процессов, направленных на стабилизацию метаболизма. Например, в клетке активность ферментных процессов при понижении температуры на каждые 10 ° С уменьшается в 2-3 раза.
Гомойотермных организмы благодаря механизмам терморегуляции сохраняют внутреннюю температуру на постоянном уровне, а следовательно, и, условия для протекания ферментных процессов остаются неизменными.
В процессе эволюции сформировались приспособительные реакции, направленные на создание условий для жизнедеятельности клеток. Каждое из этих условий в организме отражает параметры. Поэтому системы регуляции постоянства условий контролируют эти параметры.
В случае появления отклонений механизмы регуляции способствуют их нормализации.
Впервые на универсальное свойство живого организма сохранять стабильность функций независимо от внешних воздействий обратил внимание в середине XIX века французский физиолог Клод Бернар. Он отметил, что постоянство внутренней среды обеспечивает возможность для свободного, в значительной степени независимого от внешней среды жизни. Американский физиолог Уолтер Кэннон определял универсальное свойство живого организма активно сохранять стабильность функций, несмотря на внешние воздействия, которые могут нарушить эту стабильность. Этот процесс был назван гомеостазом.
Состояние биологической системы любого структурно-функциональяого степени зависит от комплекса воздействий. Этот комплекс обусловлен взаимодействием внешних по отношению к ней факторов, а также тех, которые содержатся внутри нее, или тех, которые образуются в результате процессов, которые происходят в этой биологической системе. Уровень воздействия внешних факторов во многом определяется соответствующим состоянием среды: температурой, магнитными полями и др.. Но степень влияния далеко не всех внешних и внутренних факторов организм может и должен поддерживать на постоянном уровне. В процессе эволюции остались те из них, которые нужнее для жизнедеятельности, или те, для поддержки которых было найдено соответствующие механизмы.
Гомеостатические константы. В речи гомеостаза имеют определенные параметры, которые находятся на постоянном, константной уровне. Практически для всех факторов этот уровень не строго постоянным. Возможны некоторые отклонения от определенного среднего уровня (коридор ») в тот или другую сторону. Для каждого параметра границы максимально возможных отклонений свои. Отличаются они тем временем, в течение которого организм может выдерживать нарушение конкретного параметра гомеостаза без каких-либо серьезных последствий. В то же время выход за пределы «коридора» может привести к гибели соответствующей структуры - клетки или даже собственное целого организма. Так, в норме рН крови составляет приблизительно 7,4. Но этот показатель может колебаться в пределах 7-7,8. Крайняя степень отклонения этого параметра организм человека может выдержать без пагубных последствий лишь в течение нескольких минут. В то же время температура тела, например, при ряде инфекционных заболеваний, может достигать 40 ° С и более и держаться на таком уровне в течение многих часов и даже суток. Так, одни константы организма стабильные, «жесткие», а другие имеют более широкий диапазон колебаний - «пластические» константы.
Контроль за параметрами гомеостаза осуществляют соответствующие системы регуляции. Если эти параметры нарушаются, то механизмы регуляции, изменяя функции соответствующих органов и систем, возвращают их к норме.
Процессы метаболизма, происходящие в организме, направленные на изменение параметров гомеостаза и возвращение системы поддержки постоянный уровень. Но, если в состоянии покоя у здорового человека эти процессы сбалансированы, механизмы восстановления работают с запасом мощности, то при резком изменении условий существования, в случае заболевания они включаются с максимальной активностью. Процесс изменения функций организма для восстановления гомеостаза называют гомеокинеза (сначала термином «гомеокинеза» предлагали заменить термин «гомеостаз»).
Системы регуляции гомеостаза совершенствовались в процессе эволюционного развития. Так, одна лишь отсутствие системы поддержания температуры. тела на постоянном уровне в пойкилотермных, оговорив зависимости жизненных процессов от изменения внешней температуры, резко ограничила их эволюционное развитие. В то же время отсутствие такой зависимости у гомойотермных организмов обеспечило их расселения по всей планете. Они стали действительно свободными существами с высокой эволюционной потенцией.
В свою очередь, каждый человек имеет индивидуальные функциональные возможности систем регуляции гомеостаза. Это во многом определяет выраженность реакции организма на различные воздействия, а в итоге, сказывается и на продолжительности жизни.
