SYSTEM REGULACJI CZŁOWIEKA

Aktywne trwanie struktur białkowych w żywym organiźmie możliwe jest jedynie w bardzo wąskim przedziale parametrów fizycznych. Ich funkcjonowanie wymaga stabilizacji wielu parametrów biochemicznych. Zmienność środowiska, w którym przebywamy, stwarza stałe zagrożenie dla trwałości życia. Zmiany parametrów fizycznych otoczenia wymuszają podporządkowanie wszystkich funkcji życiowych (najprymitywniejsza forma wegetacji). Aby zachować aktywność życiową i zdolność do istnienia w zmiennych warunkach zewnętrznych, organizm musi wytworzyć na własny użytek takie środowisko wewnętrzne, w którym będą funkcjonować prawie wszystkie tkanki i komórki ciała. Utrzymanie takiego stabilnego, unormowanego środowiska wewnętrznego wymaga wytworzenia odpowiednich:

• środków umożliwiających ujednolicenie parametrów środowiska wewnętrznego w obrębie całego organizmu (np. układ krwionośny).
• struktur np. produkujących ciepło lub intensyfikujących jego rozpraszanie.

Warunkiem utrzymania stanu równowagi wewnętrznej jest wytworzenie i sprawne działanie precyzyjnych układów regulacyjnych, które:

• kontrolują za pomocą wyspecjalizowanych receptorów (R) wszystkie para-metry fizjologiczne organizmu, utrzymując je na stałym poziomie,
• wpływają na wytworzenie odpowiednich czynników fizycznych i chemicznych (ciepło, glukoza itp.) za pomocą efektorów (E),
• dokonują niezbędnego przetwarzania informacji, koniecznego do właściwego wypracowania sygnałów sterujących E na podstawie informacji z R.

System hormonalny powstał i rozwinął się jako regulacyjny i stabilizujący parametry wewnętrzne organizmu w warunkach silnej zmienności środowiska zewnętrznego. Rysunki 13.1. - 13.5. przedstawiają w sposób blokowy niektóre funkcje systemu regulacyjnego człowieka.

...

Rys. 13.1. Schemat blokowy przebiegu procesu regulacyjnego oddychania człowieka

...

Rys. 13.2. Regulacja pracy serca w ujęciu blokowym

Funkcję stabilizującą ciepłotę ciała, system ten, realizuje poprzez kierowanie działalnością mechanizmów:

• produkujących ciepło,
• rozpraszających ciepło przy zmiennych warunkach środowiska zewnętrznego.

Temperatura krwi przepływającej przez serce ma wartość stałą w pewnym przedziale, oscyluje wokół wartości 37^o , a przy powierzchni ciała wokół 36,6^o . Położone daleko od środka ciała jego fragmenty mogą ulegać lokalnemu ochłodzeniu lub przegrzaniu. Nieduże wahania temperatury wynikają także z pory dnia:

• najniższa - w czasie snu, we wczesnych godzinach rannych (~5 ),
• najwyższa - wczesny wieczór (od 0.5 do 0.7 stopnia).

Produkcja ciepła w organiźmie człowieka odbywa się:

• podczas podstawowej przemiany materii (PPM), czyli w trakcie całko- witego bezruchu w wyniku spoczynkowej aktywności wszystkich komórek i narządów, niezbędnej do utrzymania organizmu przy życiu,
• w trakcie wysiłku fizycznego (WPM), źródłem ciepła stają się pracujące mięśnie szkieletowe,
• podczas czynności przewodu pokarmowego zw. z trawieniem i wchłanianiem pokarmów.

Podczas tzw. jałowej pracy mięśni, dostarczana jest wówczas jedynie energia cieplna. Ma to miejsce np. w procesach trawiennych.

...

Rys. 13.3. Schemat blokowy regulacji czynności układu ruchowego

...

Rys. 13.4. Schemat układu termoregulacyjnego

Przeciwieństwem ich są mechanizmy rozpraszające ciepło. Właściwość tę ma układ oddechowy, skóra i końcowa część układu trawiennego (poprzez kał i mocz).

System regulacji ma liczne, równolegle działające mechanizmy, które łącznie tworzą efektywny i niezawodnie działający stabilizator (np. temperatury, równowagi kwasowo-zasadowej itp.).

...

Rys. 13.5. Zasada termoregulacji ustroju w ujęciu schematycznym

Elementami pomiarowymi w tym systemie są termodetektory, które kontrolują bieżący stan systemu i uruchamiają mechanizmy regulacyjne. Zlokalizowane są w podwzgórzu, a do ich zadań należy:

• kontrola ciepłoty krwi przepływającej przez podwzgórze,
• wywoływanie szeregu reakcji systemu nerwowego i hormonalnego zmierzających do zachowania stabilizacji cieplnej i równowagi chemicznej.

Wrażliwość termodetektorów mogą "przestroić" pewne substancje chemiczne i ich stopień koncentracji we krwi. Takim czynnikiem jest:

• stosunek jonów wapnia Ca do jonów sodu Na (wzrost Ca powoduje obniżenie temperatury, a wzrost Na powoduje wzrost temperatury),
• odczyn chorobowy - uwalnianie substancji chemicznych przez białe ciałka krwi pod wpływem kontaktu z bakteriami (efekt podwyższenia temperatury ciała ułatwia walkę z bakteriami).

Wzrost temperatury ciała wywołuje aktywizację mechanizmów rozpraszania ciepła, realizowaną poprzez:

• rozszerzenie naczyń krwionośnych skóry,
• wymianę ciepła w wyniku konwekcji i promieniowania,
• zwiększenie wydzielania potu,
• przyspieszenia akcji serca,
• pogłębienie oddechu,
• zahamowania drżenia mięśniowego.

Spadek temperatury zwiększa aktywizację mechanizmów produkujących ciepło czyli:

• drżenia mięśniowego,
• metabolizmu komórek mięśni szkieletowych,
• metabolizmu w tkankach tłuszczowych,
• spalania glukozy w wątrobie i mięśniach,
• metabolizmu tkankowego przez pobudzenie tarczycy i wątroby.