Ihmisen sosialisoitumisen yhteydessä hänen biologinen roolinsa on vähitellen menettämässä merkitystään. Tämä ei tapahdu siksi, että ihmiset olisivat saavuttaneet korkeimman kehitystason, vaan tietoisen etäisyyden vuoksi todellisesta "perustastaan" (biosfääristään), mikä antoi ihmiselle mahdollisuuden kehittää ja rakentaa modernia yhteiskuntaa. Mutta organismi biologisena järjestelmänä ei voi olla biosfäärin ulkopuolella, ja siksi sitä tulee tarkastella vain yhdessä sen kanssa.
Väestö ja yhteiskunta
Jokainen yhteiskunta on itsesääntelevä populaatio, nykyaikainen analogi järkevälle biologiselle järjestelmälle (BS) biosfäärissä. Ja ihminen on ennen kaikkea BS:n evoluution tuote, eikä seurausta sosiaalisen yhteiskunnan kehityksestä, mikä on toissijaista. Tarkkaan ottaen yhteiskunta on erityinen esimerkkipopulaatio, joka on myös BS, sijaitsee vain yhden tason elävän organismin yläpuolella.
Biologian näkökulmasta tämä termi kuvaa planeetan elävään kuoreen rakennettua elinten ja kudosten järjestelmää, jolla on omat vaikutusmekanisminsa elinympäristöihin ja suojareaktioihin. Kun tarkastellaan kehoa biologisena järjestelmänä, on helppo tunnistaa sen elämän, sopeutumisen ja toimintojen säätelyn päämekanismit. Ja tämän julkaisun puitteissa ihmiskehoa pidetään sen kriteerien suhteen yhtenä kokonaisuutena.
Terminologia
Järjestelmä on suuri kokoelma joitakin toisistaan riippuvaisia elementtejä, jotka muodostavat tietyn eheyden (rakenteen), joka on käynyt läpi pitkän kehityksen muodostumisensa aikana.
Biologiset järjestelmät ovat jakamattomia toisiinsa liittyviä elementtejä, jotka luovat planeetan elävän kuoren ja ovat osa sitä, ja niillä on kriittinen rooli sen olemassaolossa. Esimerkkejä biologisista systeemeistä: solu, organismi, makromolekyylit, organellit, kudokset, elimet, populaatiot.
Organismi on monimutkaisesti organisoitu, itsenäisesti säädelty ja aktiivisesti toimiva järjestelmä, joka koostuu elimistä ja kudoksista tai jota edustaa yksi biologinen järjestelmä ja muodostaa yhden villieläinten kohteen. Organismi on aktiivisesti vuorovaikutuksessa korkeamman asteen biologisten järjestelmien kanssa (väestön ja biosfäärin kanssa).
Sääntely on järjestystä, tiukkojen sääntöjen noudattamista, edellytysten luomista niiden toimeenpanolle ja valvonnalle. Ihmisorganismin yhteydessä termiä olisi pidettävä prosessinaelimistön toimintojen normalisointi.
Yleinen rakenne
Jotta ihmiskehoa pidetään biologisena järjestelmänä (BS), sen tärkeimmät ominaisuudet on tunnistettava ja korreloitava. Joten BS:n pääominaisuus on niiden rakenne: ne kaikki koostuvat orgaanisista molekyyleistä ja biopolymeereistä. On huomionarvoista, että BS sisältää myös epäorgaanisia aineita, jotka ovat elottoman luonnon ominaisuuksia. Ne eivät kuitenkaan muodosta biologista molekyyliä, organellea, solua tai organismia, vaan ne on vain rakennettu näihin järjestelmiin.
järjestys
Korkea järjestysaste on järjestelmien toinen ominaisuus. Niin sanottu hierarkia on erittäin tärkeä biosfäärin toiminnalle siitä syystä, että sen koko rakenne on rakennettu periaatteelle monimutkaistaa yksinkertaista ja yhdistää alkeellista. Toisin sanoen maan elävän kuoren monimutkaisemmat komponentit (biologiset järjestelmät) koostuvat pienemmistä, jotka sijaitsevat hierarkiassa alempana.
Erityinen esimerkki on elämän evoluutio makromolekyylistä orgaaniseksi polymeeriksi ja sitten organelliksi ja subsellulaariseksi rakenteeksi, josta myöhemmin muodostuu kudosta, elin ja organismi. Integroituneena biologisena järjestelmänä tällainen hierarkkinen rakenne mahdollistaa kaikkien villieläinten tasojen muodostamisen ja niiden välisen vuorovaikutuksen seuraamisen.
Rehellisyys ja diskreetti
Yksi minkä tahansa BS:n tärkeimmistä ominaisuuksista on sen samanaikainen eheys ja diskreetti (osittaisuus, komponenttillisuus). Tämä tarkoittaa, että kaikki elävätorganismi on biologinen järjestelmä, autonomisista komponenteista muodostuva kokonaisuus. Itsenäiset komponentit ovat myös eläviä järjestelmiä, vain alempana hierarkiassa. Ne voivat esiintyä itsenäisesti, mutta kehossa ne noudattavat sen säätelymekanismeja ja muodostavat yhtenäisen rakenteen.
Esimerkkejä samanaikaisesta eheydestä ja diskreettisyydestä löytyy mistä tahansa eritasoisista järjestelmistä. Esimerkiksi sytoplasmisella kalvolla yhtenäisenä rakenteena on hydrofobisuus ja lipofiilisyys, juoksevuus ja selektiivinen läpäisevyys. Se koostuu lipoproteiinien makromolekyyleistä, jotka tarjoavat vain lipofiilisyyden ja hydrofobisuuden, ja glykoproteiineista, jotka vastaavat selektiivisestä läpäisevyydestä.
Tämä on osoitus siitä, kuinka biologisen järjestelmän komponenttien diskreettien ominaisuuksien joukko tarjoaa monimutkaisemman korkeamman rakenteen toiminnot. Esimerkkinä on myös kiinteä organelli, joka koostuu kalvosta ja ryhmästä entsyymejä, jotka ovat perineet erilliset ominaisuutensa. Tai solu, joka pystyy toteuttamaan kaikki sen rakenneosien (organellien) toiminnot. Ihmiskeho yhtenä biologisena järjestelmänä on myös sellaisen riippuvuuden alainen, koska se osoittaa yhteisiä ominaisuuksia, jotka ovat yksityisiä erillisille elementeille.
Energiavaihto
Tämä biologisen järjestelmän ominaisuus on myös universaali, ja se voidaan jäljittää jokaisella sen hierarkkisella tasolla makromolekyylistä biosfääriin asti. Jokaisella tietyllä tasollaon erilaisia ilmenemismuotoja. Esimerkiksi makromolekyylien ja solun esirakenteiden tasolla energianvaihto tarkoittaa avaruudellisen rakenteen ja elektronitiheyden muutosta pH:n, sähkökentän tai lämpötilan vaikutuksesta. Solutasolla energianvaihtoa tulisi pitää aineenvaihdunnana, soluhengitysprosessien sarjana, rasvojen ja hiilihydraattien hapettumisena, makroergisten yhdisteiden synteesiä ja varastointia, aineenvaihduntatuotteiden poistumista solun ulkopuolelta.
Kehon aineenvaihdunta
Ihmiskeho biologisena järjestelmänä myös vaihtaa energiaa ulkomaailman kanssa ja muuttaa sitä. Esimerkiksi hiilihydraatti- ja rasvamolekyylien kemiallisten sidosten energiaa hyödynnetään tehokkaasti kehon soluissa makroergien synteesiin, joista organellien on helpompi poimia energiaa elintoimintoihinsa. Tässä esittelyssä energian muunnos ja sen kertyminen makroergeihin sekä ATP:n fosfaattikemiallisten sidosten toteuttaminen hydrolyysillä.
Itsesääntely
Tämä biologisten järjestelmien ominaisuus tarkoittaa kykyä lisätä tai vähentää toiminnallista aktiivisuuttaan tilojen saavutuksesta riippuen. Esimerkiksi, jos bakteerisolu kokee nälänhätää, se joko siirtyy kohti ravinnonlähdettä tai muodostaa itiön (muoto, jonka avulla se voi ylläpitää elintärkeää toimintaa, kunnes elinolosuhteet paranevat). Lyhyesti sanottuna keholla biologisena järjestelmänä on monimutkainen monitasoinen toimintojensa säätelyjärjestelmä. Hän onkoostuu:
- esisoluinen (yksittäisten soluelinten toimintojen säätely, esimerkiksi ribosomit, tumat, lysosomit, mitokondriot);
- solukko (solutoimintojen säätely ulkoisista ja sisäisistä tekijöistä riippuen);
- kudosten säätely (kudossolujen kasvunopeuden ja lisääntymisen hallinta ulkoisten tekijöiden vaikutuksesta);
- elinten säätely (yksittäisten elinten toimintojen aktivoitumis- ja estomekanismien muodostuminen);
- systeeminen (ylempien elinten toimintojen hermostollinen tai humoraalinen säätely).
Ihmiskeholla itseään säätelevänä biologisena järjestelmänä on kaksi pääsäätelymekanismia. Tämä on evoluution mukaan vanhempi humoraalinen mekanismi ja nykyaikaisempi hermostunut mekanismi. Nämä ovat monitasoisia komplekseja, jotka pystyvät säätelemään aineenvaihduntaa, lämpötilaa, biologisten nesteiden pH:ta ja homeostaasia, kykyä puolustautua vaaroilta tai tarjota aggressiota, toteuttaa tunteita ja korkeampaa hermostoa.
Humoraalisen säätelyn tasot
Humoraalinen säätely on prosessi, jossa nopeuttaa (tai hidastaa) biologisia prosesseja organelleissa, soluissa, kudoksissa tai elimissä kemikaalien vaikutuksen alaisena. Ja "kohteensa" sijainnista riippuen ne erottavat solun, paikallisen (kudos), elimen ja organismin säätelyn. Esimerkki solun säätelystä on ytimen vaikutus proteiinin biosynteesin nopeuteen.
Kudosten säätely on kemikaalien (paikallisten välittäjien) vapautumista solusta, jonka tarkoituksena onympäröivien solujen toimintojen tukahduttaminen tai tehostaminen. Esimerkiksi happinälkää kokeva solupopulaatio vapauttaa angiogeneesitekijöitä, jotka aiheuttavat verisuonten kasvua niitä kohti (tyhjentyneet alueet). Toinen esimerkki kudosten säätelystä on aineiden (keylonien) vapautuminen, jotka voivat hidastaa solujen lisääntymisnopeutta tietyssä paikassa.
Tämä mekanismi, toisin kuin edellinen, on esimerkki negatiivisesta palautteesta. Sille on ominaista solupopulaation aktiivinen toiminta, joka on suunniteltu estämään kaikki prosessit biologisessa kudoksessa.
Korkeampi humoraalinen säätely
Ihmiskeho yhtenä itsekehittyvänä biologisena järjestelmänä on evoluutiokruunu, joka on toteuttanut korkeimman humoraalisen säätelyn. Se tuli mahdolliseksi hormonaalisia aineita erittämään pystyvien hormonaalisten rauhasten kehittymisen vuoksi. Hormonit ovat erityisiä kemikaaleja, joita endokriiniset rauhaset erittävät suoraan vereen ja vaikuttavat suurella etäisyydellä synteesipaikasta sijaitseviin kohde-elimiin.
Korkeampi humoraalinen säätely on myös hierarkkinen järjestelmä, jonka pääelin on aivolisäke. Sen toimintoja säätelee neurologinen rakenne (hypotalamus), joka sijaitsee kehon säätelyhierarkiassa muiden yläpuolella. Hypotalamuksen hermoimpulssien vaikutuksesta aivolisäke erittää kolmea hormoniryhmää. Ne pääsevät verenkiertoon ja kulkeutuvat sen kautta kohde-elimiin.
Aivolisäkkeen trooppisissa hormoneissa kohteena on alempi hormonirauhanen, joka näiden aineiden vaikutuksesta vapauttaa välittäjiään, jotka vaikuttavat suoraan elinten ja kudosten toimintaan.
Hermosäätely
Ihmiskehon toimintojen säätely tapahtuu pääasiassa hermoston kautta. Se ohjaa myös humoraalista järjestelmää, mikä tekee siitä ikään kuin oman rakenneosan, joka pystyy joustavammin vaikuttamaan kehon toimintoihin. Samaan aikaan hermosto on myös monitasoinen. Ihmisillä sen kehitys on monimutkaisinta, vaikka se paranee ja muuttuu edelleen erittäin hitaasti.
Tässä vaiheessa sille on ominaista korkeammasta hermostotoiminnasta vastaavien toimintojen läsnäolo: muisti, huomio, emotionaalisuus, älykkyys. Ja ehkä yksi hermoston pääominaisuuksista on kyky työskennellä analysaattoreiden kanssa: visuaalinen, kuulo, haju ja muut. Sen avulla voit muistaa heidän signaalinsa, toistaa ne muistissa ja syntetisoida uutta tietoa niiden perusteella muodostaen myös aistikokemuksen limbisen järjestelmän tasolla.
Hermosäätelytasot
Ihmiskehossa yhtenä biologisena järjestelmänä on useita hermosäätelytasoja. On helpompi tarkastella niitä asteittaisen järjestelmän mukaisesti alimmasta tasosta korkeimpaan. Muun alapuolella on autonominen (sympaattinen ja parasympaattinen) hermosto, joka säätelee toimintaansa riippumattomasti korkeammista hermotoiminnan keskuksista.
Se toimii vagushermon ytimen ja lisämunuaisytimen ansiosta. On huomionarvoista, että hermoston alin taso sijaitsee mahdollisimman lähellä humoraalista järjestelmää. Tämä osoittaa jälleen organismin samanaikaisen diskreetin ja eheyden biologisena järjestelmänä. Tarkkaan ottaen hermosto lähettää signaalinsa asetyylikoliinin ja sähkövirran vaikutuksesta. Eli se koostuu puolesta humoraalisesta tiedonsiirtojärjestelmästä, joka havaitaan synapseissa.
Korkeampi hermosto
Autonomisen hermoston yläpuolella on somaattinen järjestelmä, joka koostuu selkäytimestä, hermoista, aivorungosta, aivojen valkoisesta ja harmaasta aineesta, sen tyviganglioista, limbisesta järjestelmästä ja muista tärkeistä rakenteista. Hän on vastuussa korkeammasta hermostotoiminnasta, työstä aistielinten analysaattoreiden kanssa, aivokuoren tiedon systematisoinnista, sen synteesistä ja puheviestinnän kehittämisestä. Viime kädessä tämä kehon biologisten rakenteiden kompleksi on vastuussa ihmisen mahdollisesta sosiaalisesta ja hänen nykyisen kehitystasonsa saavuttamisesta. Mutta ilman matalan tason rakenteita niiden esiintyminen olisi mahdotonta, samoin kuin ihmisen olemassaolo tavallisen elinympäristön ulkopuolella.
