Гомеостаз
ГОМЕОСТАЗ, гомеостазис (от гомео... и греческого στ?σις - неподвижность, состояние).
В биологии гомеостаз - способность живых организмов сохранять динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды. Идея о наличии в организме комплекса физиологических механизмов, направленных на поддержание постоянства внутренней среды, была высказана К. Бернаром во 2-й половине 19 века. Он считал, что в основе свободной и независимой жизни организмов в постоянно меняющейся внешней среде лежит постоянство физикохимических условий внутренней среды. Для обозначения комплекса процессов в живом организме, обеспечивающих постоянство таких условий, У. Кеннон предложил термин «гомеостаз» (1929).
Появление на Земле одноклеточных организмов было связано с формированием и поддержанием внутри клетки в течение всей её жизни специфических физико-химических условий, отличных от условий окружающей среды. Дальнейшая эволюция жизни сопровождалась возникновением многоклеточных животных, дифференцировкой их клеток, формированием внутренней среды, в которой находятся и взаимодействуют между собой клетки. Появляются система внеклеточных жидкостей, лимфа, кровь, из которых клетки извлекают необходимые органические и неорганические вещества, О2 и выделяют конечные продукты обмена. В ходе эволюции многоклеточных животных формируются специализированные органы (дыхания, кровообращения, пищеварения, выделения) и системы (осморегуляции, волюморегуляции, терморегуляции, поддержания на заданном уровне концентрации каждого из ионов, кислотно-щелочного равновесия и др.). Они обеспечивают постоянство физико-химического состава жидкостей внутренней среды. Помимо крови, лимфы, околоклеточной жидкости формируются и специализированные внеклеточные жидкости (например, спинномозговая, внутриглазная, эндолимфа и перилимфа внутреннего уха), назначение которых состоит в поддержании специальных условий для функционирования клеток целых органов.
Реклама
У морских беспозвоночных гомеостаз касается объёма жидкостей внутренней среды, концентрации в ней отдельных ионов, pH. Адаптация организмов к пресным водам потребовала формирования новой системы регуляции - поддержания на постоянном уровне осмотического давления жидкостей внутренней среды, удаления из организма избытка воды. К особо контролируемым физико-химическим параметрам внутренней среды относятся её осмотическое давление (изоосмия), концентрация отдельных ионов (изоиония), объём крови (изоволемия), её pH, у птиц и млекопитающих также стабилизированная температура тела (изотермия) и др.
Постоянство физико-химических условий во внутренней среде, состояние околоклеточной среды служат жизненно важным фактором, необходимым для эффективной работы клеток; их адекватная реакция на сигналы из внешней (например, световые, звуковые, температурные раздражители) и внутренней (в том числе импульсы нервной системы, гормоны, аутакоиды) среды возможна при поддержании гомеостаза. Особенно высокая степень гомеостаза характерна для млекопитающих, у которых наиболее строго поддерживаются осмоляльность крови, концентрация в ней ионов Са2+, pH, изотермия.
Гомеостаз создаёт возможность для адекватных реакций клеток, поддержания необходимого уровня их метаболизма и ответа на внешние воздействия. В регуляции физико-химических параметров внутренней среды участвуют нервная и эндокринная системы, аутакоиды. Повышение качества регуляции для сохранения стабильности параметров внутренней среды является важным фактором выживания особи и процветания вида.
Термин «клеточный гомеостаз» противоречит смысловому значению понятия, предложенного К. Бернаром и У. Кенноном.
Лит.: Bernard С. Leçons sur les phénomènes de la vie communs aux animaux et aux végétaux. Р., 1878. Р., 1966; Cannon W. В. The wisdom of the body. 2nd ed. N. Y., 1932; Баркрофт Дж. Основные черты архитектуры физиологических функций. М., 1937; Харди Р. Гомеостаз. М., 1986.
Ю. В. Наточин.
Гомеостаз в кибернетике. В 1950-х годы Н. Винер универсализировал понятие гомеостаза и применил его к функционированию достаточно сложных саморегулирующихся систем. В результате понятие гомеостаза стало широко использоваться не только в биологии, но и в других науках. По Винеру, гомеостатический алгоритм определяет базовые параметры системы, значительные изменения которых нарушают или разрушают её нормальное функционирование и развитие; фиксирует пределы допустимого изменения установленных параметров под влиянием как внешней, так и внутренней среды; выявляет совокупность механизмов, начинающих проявлять себя при критическом изменении базовых параметров системы. Гомеостатическое взаимодействие открытой системы с окружающим миром обусловливает её адаптивность двоякого рода: приспособление системы к внешнему миру путём определённых внутренних изменений и активное воздействие системного объекта на среду, т. е. «приспособление» среды к своим «потребностям» путём извлечения и усвоения необходимых ресурсов. Ключевую роль для гомеостатических процессов играет не просто обратная связь, а отрицательная обратная связь, обеспечивающая (в определённых пределах) возвращение к равновесию в ответ на возмущающие воздействия. Механизмы гомеостаза обеспечивают лишь адаптацию системы, а не её развитие. Для закрытых систем характерно ограниченное взаимодействие с окружающей средой и отсутствие (или наличие только в самой незначительной степени) механизмов гомеостаза, обеспечивающих самонастройку системы.
В социальных и политических науках понятие гомеостаза применяется преимущественно при анализе функционирования и динамики социальной и политической систем, а также некоторых системных организаций (государства, партий, профсоюзов и др.). В этой сфере подвижное равновесное состояние систем (и подсистем) сохраняется через противодействие их структур, социальных групп и институтов внешним и внутренним факторам, нарушающим основные принципы функционирования (Т. Парсонс, Д. Истон). В политическом анализе и управлении используются социодинамические модели политической и социальной систем общества, в которых выделяются прямые и обратные гомеостатические взаимодействия системы с внешней средой. В социально-политических системах велика роль человеческого фактора (риск ошибок и др.) при принятии решений, поскольку гиперактивное воздействие на среду и её изменение формируются самими социально-политическими агентами. Соответственно в этой сфере велика функциональная роль общественного контроля (обратной связи) над принятием институциональными органами значимых для социума решений, самоорганизации и оптимизации системы. Разбалансировка политической (социальной) системы ведёт к кризисным явлениям или даже к её разрушению, о чём свидетельствует история революций. Социально-политические системы закрытого (тоталитарного) типа допускают дозированное, жёсткое взаимодействие с внешней средой, а также с себе подобными системами; для них характерна слабая обратная связь. В конечном счете, они не успевают адекватно отвечать на вызовы времени, проигрывают в экономическом развитии и становятся неустойчивыми.
В макроэкономике гомеостатический подход лёг в основу теории общего экономического равновесия (кейнсианская и неоклассическая модели). Принцип гомеостаза применяется в социальной экологии, которая рассматривает природную среду как дифференцированную систему динамического равновесия; широко используется при анализе взаимодействия национальных структур с наднациональными институтами и организациями в условиях глобальных отношений.
Лит.: Perspectives en écologie humaine / Éd. É. Bourgoignie е. а. Р., 1972; Easton D. А framework for political analysis. Chi.; L., 1979; idem. The analysis of political structure. N. Y.; L., 1990; Винер Н. Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине. М., 1983; он же. Индивидуальный и общественный гомеостазис // Общественные науки и современность. 1994. № 6; Анохин М. Г. Политические системы: адаптация, динамика, устойчивость. М., 1996; Парсонс Т. Система современных обществ. М., 1998; Макроэкономика. 3-е изд. СПб., 1999; Classical sociological theory / Ed. by С. Calhoun а. остров Oxf., 2002; Горелов А. А. Социальная экология. М., 2004; Дегтярев А.А. Принятие политических решений. М., 2004; Ирхин Ю. В. Политология. М., 2006; Цыганков А. П., Цыганков П. А. Социология международных отношений. М., 2006.
Ю. В. Ирхин.