ПЛАСТИЧНОСТЬ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ

ПЛАСТИЧНОСТЬ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ — свойство клеток, органов и тканей изменять уровень своего функционирования для обеспечения поддержания постоянства внутренней среды организма.

Представления о П. ф. ф. организма начали развиваться в первой половине 17 в., когда франц. ученый Р. Декарт обосновал рефлекторный принцип реагирования организма и его частей на изменения окружающей среды. В середине 19 в. франц. физиолог М. Флуранс при исследовании роли различных структур головного мозга в осуществлении произвольных движений впервые выдвинул представление о пластичности нервных центров. В конце — 19 начале 20 в. нем. ученым А. Бете была сформулирована концепция о некоторых физиол, механизмах, лежащих в основе пластичности нервной ткани. Его эксперименты с перекрестным сшиванием нервов противоположных конечностей у собак показали возможность восстановления нормальных движений за счет «переучивания» нервных центров. В 1930— 1934 гг. П. К. Анохиным была сформулирована и обоснована теория функциональной системы организма, в которой показана пластичность не только нервных центров, но и физиол, функций различных органов, взаимосодействующих получению полезного для организма приспособительного результата (см. Функциональные системы).

Границы П. ф. ф. определяются индивидуальными особенностями каждого организма (генетическими, возрастными, половыми), а также специализированностью отдельных клеток и органов, реализующих конкретные физиол, функции. Генотип (см.) устанавливает пределы П. ф. ф., в т. ч. пределы нормальной адаптации организмов к условиям окружающей среды. В свою очередь П. ф. ф. является тем механизмом, который обеспечивает приспособление организма к физическим, психическим, эмоциональным и другим нагрузкам.

П. ф. ф. может реализоваться на молекулярном, клеточном, тканевом, органном и системном уровнях, однако диапазон пластичности всегда будет ограничен функциональными возможностями любой структуры организма, к-рые характеризуются скоростью элементарных процессов (см. Лабильность). На молекулярном, клеточном и тканевом уровнях

П. ф. ф. проявляется, прежде всего, в изменениях интенсивности энергетического обмена, необходимого для обеспечения реализации генетической программы биосинтеза белков, являющихся структурной основой деятельности клетки. При всем разнообразии П. ф. ф. в организме энергетическое обеспечение различных проявлений жизнедеятельности универсально. Первоначальное расщепление пищевых веществ до уровня субстратов, пригодных для освобождения энергии, завершается циклом Трикарбоновых кислот с образованием основного количества энергии (см. Обмен веществ и энергии). Конечный этап всех энергетических превращений в клетке осуществляется при участии кислорода. Любая гипоксия неизбежно приводит к истощению энергетического фонда клетки и нарушению всех видов обмена, включая и механизм биосинтеза белков. Поэтому в процессе эволюции возникли специальные системы обеспечения организма кислородом.

На уровне целостного организма нормальная жизнедеятельность характеризуется относительным динамическим постоянством внутренней среды (см. Нейрогуморальная регуляция).

Широкий диапазон регулирующих воздействий на физиологические процессы со стороны ц. н. с. возможен благодаря ярко выраженной пластичности нервных центров, причем наибольшей пластичностью мозг обладает в раннем онтогенезе. По выражению П. К. Анохина, «онтогенез мозга идет навстречу экологии» — т. е. в первую очередь происходит развитие тех нервных центров, к-рые обеспечивают выживание и наиболее адекватное приспособление развивающегося организма к условиям существования, перестройку процессов, происходящих в нервной системе, в направлении выработки приспособительного поведения с четко контролируемым биологически полезным результатом. Различные модификации поведения организма большинство нейрофизиологов объясняют пластическими изменениями деятельности нейронов при наличии общей предетерминированности нервной системы. Подобные изменения могут быть связаны как с увеличением квантов медиатора, выделяемых синапсами, так и с повышением чувствительности хеморецептивной зоны постсинаптической мембраны к постоянному числу квантов. На уровне центральных нейронов пластические изменения проявляются в колебаниях их конвергентной емкости.

Любые регулирующие воздействия ц. н. с. на деятельность тех или иных органов и тканей возможны благодаря П. ф. ф. Собственный диапазон любого вида активности органа запрограммирован в самой ткани, а изменение уровня функционирования определяется спецификой и избирательной чувствительностью к нервным и гуморальным воздействиям.

П. ф. ф. отдельных органов может осуществляться за счет включения в работу или выключения некоторой части клеточных структур. Известны так наз. дежурные кровеносные капилляры, легочные альвеолы, нефроны, нейромоторные единицы. Смена одних дежурных функционирующих элементов на другие, а также включение дополнительных является важным приспособительным механизмом организма к условиям напряженной деятельности.

Стабильность физиол. функций организма взрослого человека весьма относительна, и с возрастом их пластичность снижается, хотя и неодинаково в различных тканях и органах. Существуют гомеостатические параметры, сравнительно быстро изменяющиеся в различных условиях жизнедеятельности организма. Артериальное давление, уровень сахара в крови, легочная вентиляция при соответствующих нагрузках могут изменяться в течение нескольких десятков секунд. Вместе с тем благодаря механизмам саморегуляции их изменения с возрастом нерезки и проявляются в основном в снижении надежности механизмов гомеостаза (см. Кровяное давление). Параллельно с этим повышается систолическое артериальное давление, периферическое сопротивление току крови и время кровообращения.

П. ф. ф. рассматривают как важное физиол, свойство, обеспечивающее адаптацию (см.) живых организмов и человека к различным условиям существования и деятельности.

Широко исследуются пластические изменения физиол, функций, наступающие в организме под влиянием различных факторов природного или искусственного происхождения (изменение климатических условий, двигательной активности, состава и свойств пищи, недостаток или избыток кислорода в воздухе, невесомость). Важное теоретическое и прикладное значение имеет изучение механизмов адаптивного биоуправления висцеральными функциями у животных и человека на основе П. ф. ф. Изучение конкретных механизмов пластичности нервных центров поможет в перспективе осуществить направленную коррекцию внутримозгового гомеостаза.

В условиях любой патологии П. ф. ф. резко ограничивается, и на первый план выступают компенсаторные и викарные процессы (см. Компенсаторные процессы).

См. также Головной мозг, физиология.

Библиография: Адольф Э. Развитие физиологических регуляций, М., 1971; Анохин П. К. Очерки по физиологии функциональных систем, М., 1975; Бурль-е р Ф. Старение и старость, пер. с франц М., 1962; Вас и л e в с к и й H. Н. Экологическая физиология мозга, Л., 1979* Меерсон Ф.З. Пластическое обеспечение функций организма, М., 1967; он ше, Адаптация, стресс и профилактика, М.’ 1981; Фролькис В. В. Регулирование’ приспособление и старение, JI., 1970.

Ю. А. Фадеев.