L'organismo come sistema biologico: caratteristiche, funzioni e una breve teoria

Sommario:

L'organismo come sistema biologico: caratteristiche, funzioni e una breve teoria
L'organismo come sistema biologico: caratteristiche, funzioni e una breve teoria
Anonim

In connessione con la socializzazione dell'uomo, il suo ruolo biologico sta gradualmente perdendo il suo significato. Ciò non accade perché le persone abbiano raggiunto i massimi livelli di sviluppo, ma per la distanza consapevole dalla loro effettiva “fondazione” (biosfera), che ha dato alla persona l'opportunità di sviluppare e costruire una società moderna. Ma l'organismo come sistema biologico non può esistere al di fuori della biosfera, e quindi dovrebbe essere considerato solo insieme ad essa.

il corpo umano come sistema biologico
il corpo umano come sistema biologico

Popolazione e società

Ogni società è una popolazione autoregolata, un analogo moderno di un sistema biologico ragionevole (BS) all'interno della biosfera. E una persona è, prima di tutto, un prodotto dell'evoluzione della BS, e non il risultato dello sviluppo di una società sociale, che è secondaria. A rigor di termini, la società è un esempio particolarepopolazione, che è anche una BS, situata solo un livello sopra un organismo vivente.

Dal punto di vista della biologia, questo termine caratterizza un sistema di organi e tessuti integrato nel guscio vivente del pianeta, che ha i propri meccanismi di influenza sugli habitat e reazioni protettive. Considerando il corpo come un sistema biologico, è facile identificare i principali meccanismi della sua vita, adattamento e regolazione delle sue funzioni. E nell'ambito di questa pubblicazione, il corpo umano sarà considerato come un sistema integrale in termini di criteri.

Terminologia

Il sistema è un'ampia raccolta di alcuni elementi interdipendenti che formano una certa integrità (struttura) che ha subito una lunga evoluzione nel corso della sua formazione.

I sistemi biologici sono insiemi indivisibili di elementi interconnessi che creano il guscio vivente del pianeta e ne fanno parte, giocando un ruolo fondamentale nella sua esistenza. Esempi di sistemi biologici: cellula, organismo, macromolecole, organelli, tessuti, organi, popolazioni.

Un organismo è un sistema organizzato in modo complesso e indipendente, regolato e funzionante attivamente, costituito da organi e tessuti o rappresentato da un sistema biologico, che forma un oggetto della fauna selvatica. L'organismo interagisce attivamente con i sistemi biologici di ordine superiore (con la popolazione e la biosfera).

Il regolamento è ordinare, obbedire a regole rigide, creare le condizioni per la loro attuazione e controllo. Nel contesto dell'organismo umano, il termine dovrebbe essere considerato come un processonormalizzazione delle funzioni organismiche.

Struttura universale

Per considerare il corpo umano come un sistema biologico (BS), le sue principali proprietà dovrebbero essere identificate e correlate. Quindi, la proprietà principale delle BS è la loro struttura: sono tutte costituite da molecole organiche e biopolimeri. È interessante notare che la BS include anche sostanze inorganiche, che sono attributi di natura inanimata. Tuttavia, non sono formativi per una molecola biologica, un organello, una cellula o un organismo, ma sono solo incorporati in questi sistemi.

organismo come un unico sistema biologico auto-sviluppante
organismo come un unico sistema biologico auto-sviluppante

Ordine

Un alto grado di ordine è la seconda proprietà dei sistemi. La cosiddetta gerarchia è molto importante per il funzionamento della biosfera in quanto la sua intera struttura è costruita sul principio di complicare il semplice e combinare l'elementare. Cioè, i componenti più complessi del guscio vivente della terra (sistemi biologici) sono costituiti da quelli più piccoli situati più in basso nella gerarchia.

Un esempio particolare è l'evoluzione della vita da macromolecola a polimero organico, e quindi a organello e struttura subcellulare, da cui si formano successivamente un tessuto, un organo e un organismo. In quanto sistema biologico integrale, tale struttura gerarchica ti consente di formare tutti i livelli di fauna selvatica e tracciare l'interazione tra di loro.

Integrità e discrezione

Una delle proprietà più importanti di qualsiasi BS è la sua simultanea integrità e discrezione (parzialità, componibilità). Ciò significa che qualsiasi viventeun organismo è un sistema biologico, un insieme integrale formato da componenti autonome. Gli stessi componenti autonomi sono anche sistemi viventi, appena più in basso nella gerarchia. Possono esistere autonomamente, ma all'interno dell'organismo obbediscono ai suoi meccanismi regolatori e formano una struttura integrale.

l'organismo come un sistema biologico completo
l'organismo come un sistema biologico completo

Esempi di integrità e discrezione simultanee possono essere trovati in qualsiasi sistema di diversi livelli. Ad esempio, la membrana citoplasmatica come struttura integrale ha idrofobicità e lipofilia, fluidità e permeabilità selettiva. È costituito da macromolecole di lipoproteine, che forniscono solo lipofilia e idrofobicità, e di glicoproteine, che sono responsabili della permeabilità selettiva.

Questa è una dimostrazione di come l'insieme delle proprietà discrete dei componenti di un sistema biologico fornisca le funzioni di una struttura superiore più complessa. Un esempio è anche un organello integrale, costituito da una membrana e da un gruppo di enzimi, che ne hanno ereditato le qualità discrete. O una cellula capace di realizzare tutte le funzioni dei suoi componenti costitutivi (organelli). Anche il corpo umano come unico sistema biologico è soggetto a tale dipendenza, poiché dimostra qualità comuni che sono private per elementi discreti.

Scambio di energia

Anche questa proprietà di un sistema biologico è universale e può essere rintracciata a ciascuno dei suoi livelli gerarchici, partendo dalla macromolecola e terminando con la biosfera. Ad ogni livello specifico,ha varie manifestazioni. Ad esempio, a livello di macromolecole e strutture precellulari, lo scambio di energia significa un cambiamento nella struttura spaziale e nella densità elettronica sotto l'influenza del pH, del campo elettrico o della temperatura. A livello cellulare, lo scambio di energia va considerato come il metabolismo, un insieme di processi di respirazione cellulare, ossidazione di grassi e carboidrati, sintesi e immagazzinamento di composti macroergici, rimozione dei prodotti metabolici all'esterno della cellula.

Metabolismo corporeo

Il corpo umano, come sistema biologico, scambia energia anche con il mondo esterno e lo trasforma. Ad esempio, l'energia dei legami chimici delle molecole di carboidrati e grassi viene efficacemente utilizzata nelle cellule del corpo per la sintesi dei macroerg, dai quali è più facile per gli organelli estrarre energia per la loro attività vitale. In questa dimostrazione, la trasformazione dell'energia e il suo accumulo in macroerg, nonché l'implementazione per idrolisi dei legami chimici fosfato dell'ATP.

sistemi biologici organismo cellulare
sistemi biologici organismo cellulare

Autoregolamentazione

Questa caratteristica dei sistemi biologici significa la capacità di aumentare o diminuire la propria attività funzionale a seconda del raggiungimento di eventuali stati. Ad esempio, se una cellula batterica subisce la fame, si sposta verso una fonte di cibo o forma una spora (una forma che le consentirà di mantenere l'attività vitale fino a quando le condizioni di vita non migliorano). In breve, il corpo come sistema biologico ha un complesso sistema multilivello di regolazione delle sue funzioni. Lei èè composto da:

  • precellulare (regolazione delle funzioni dei singoli organelli cellulari, ad esempio ribosomi, nuclei, lisosomi, mitocondri);
  • cellulare (regolazione delle funzioni cellulari in base a fattori esterni ed interni);
  • regolazione dei tessuti (controllo del tasso di crescita e riproduzione delle cellule dei tessuti sotto l'influenza di fattori esterni);
  • regolazione d'organo (formazione di meccanismi di attivazione e inibizione delle funzioni dei singoli organi);
  • sistemico (regolazione nervosa o umorale delle funzioni da parte degli organi superiori).

Il corpo umano come sistema biologico autoregolante ha due principali meccanismi di regolazione. Questo è un meccanismo umorale evolutivo più antico e uno nervoso più moderno. Si tratta di complessi multilivello in grado di regolare il tasso metabolico, la temperatura, il pH dei fluidi biologici e l'omeostasi, la capacità di difendersi dai pericoli o fornire aggressività, realizzare emozioni e una maggiore attività nervosa.

sistema biologico degli organismi viventi
sistema biologico degli organismi viventi

Livelli di regolazione umorale

La regolazione umorale è il processo di accelerazione (o rallentamento) dei processi biologici in organelli, cellule, tessuti o organi sotto l'influenza di sostanze chimiche. E a seconda della posizione del loro "bersaglio", distinguono la regolazione cellulare, locale (tessutale), dell'organo e dell'organismo. Un esempio di regolazione cellulare è l'influenza del nucleo sulla velocità di biosintesi delle proteine.

La regolamentazione dei tessuti è il rilascio di sostanze chimiche (mediatori locali) da parte della cellula, mirato asoppressione o potenziamento delle funzioni delle cellule circostanti. Ad esempio, una popolazione cellulare che soffre di carenza di ossigeno rilascia fattori di angiogenesi che causano la crescita dei vasi sanguigni verso di loro (aree impoverite). Un altro esempio di regolazione tissutale è il rilascio di sostanze (keylon) che possono sopprimere la velocità di riproduzione cellulare in un determinato luogo.

Questo meccanismo, a differenza del precedente, è un esempio di feedback negativo. Si caratterizza come un'azione attiva della popolazione cellulare, progettata per sopprimere qualsiasi processo nel tessuto biologico.

Regolazione umorale superiore

Il corpo umano come unico sistema biologico auto-sviluppante è una corona evolutiva che ha realizzato la più alta regolazione umorale. È diventato possibile grazie allo sviluppo di ghiandole endocrine in grado di secernere sostanze ormonali. Gli ormoni sono sostanze chimiche specifiche che vengono secrete dalle ghiandole endocrine direttamente nel sangue e agiscono sugli organi bersaglio situati a grande distanza dal luogo di sintesi.

Anche una regolazione umorale superiore è un sistema gerarchico, il cui organo principale è la ghiandola pituitaria. Le sue funzioni sono regolate da una struttura neurologica (l'ipotalamo), che si trova al di sopra delle altre nella gerarchia regolatoria dell'organismo. Sotto l'influenza degli impulsi nervosi dell'ipotalamo, la ghiandola pituitaria secerne tre gruppi di ormoni. Entrano nel flusso sanguigno e vengono trasportati da esso agli organi bersaglio.

organismo come sistema biologico autoregolante
organismo come sistema biologico autoregolante

Negli ormoni tropici della ghiandola pituitaria, il bersaglio è la ghiandola ormonale inferiore, che, sotto l'influenza di queste sostanze, rilascia i suoi mediatori che influenzano direttamente le funzioni di organi e tessuti.

Regolazione nervosa

La regolazione delle funzioni del corpo umano si realizza principalmente attraverso il sistema nervoso. Controlla anche il sistema umorale, rendendolo, per così dire, una propria componente strutturale, in grado di influenzare in modo più flessibile le funzioni del corpo. Allo stesso tempo, anche il sistema nervoso è multilivello. Negli esseri umani, ha lo sviluppo più complesso, sebbene continui a migliorare e cambiare molto lentamente.

In questa fase è caratterizzata dalla presenza di funzioni responsabili dell'attività nervosa superiore: memoria, attenzione, emotività, intelligenza. E, forse, una delle principali proprietà del sistema nervoso è la capacità di lavorare con gli analizzatori: visivi, uditivi, olfattivi e altri. Ti permette di ricordare i loro segnali, riprodurli in memoria e sintetizzare nuove informazioni sulla base di essi, formando anche esperienze sensoriali a livello del sistema limbico.

Livelli di regolazione nervosa

Il corpo umano come un unico sistema biologico ha diversi livelli di regolazione nervosa. È più conveniente considerarli secondo lo schema di gradazione dai livelli più bassi al più alto. Sotto il resto c'è il sistema nervoso autonomo (simpatico e parasimpatico), che regola le sue funzioni indipendentemente dai centri superiori dell'attività nervosa.

il corpo umano come un unico sistema biologico
il corpo umano come un unico sistema biologico

Funziona grazie al nucleo del nervo vago e al midollo surrenale. È interessante notare che il livello più basso di regolazione nervosa si trova il più vicino possibile al sistema umorale. Ciò dimostra ancora una volta la simultanea discrezione e integrità dell'organismo come sistema biologico. A rigor di termini, il sistema nervoso trasmette i suoi segnali sotto l'influenza dell'acetilcolina e della corrente elettrica. Cioè, è costituito da metà del sistema di trasmissione delle informazioni umorali, che si osserva nelle sinapsi.

Attività nervosa superiore

Sopra il sistema nervoso autonomo c'è il sistema somatico, che consiste nel midollo spinale, i nervi, il tronco cerebrale, la materia bianca e grigia del cervello, i suoi gangli della base, il sistema limbico e altre importanti strutture. È lei che è responsabile dell'attività nervosa superiore, del lavoro con gli analizzatori degli organi di senso, della sistematizzazione delle informazioni nella corteccia, della sua sintesi e dello sviluppo della comunicazione vocale. In definitiva, è questo complesso di strutture biologiche del corpo che è responsabile della possibile socializzazione di una persona e del raggiungimento del suo attuale livello di sviluppo. Ma senza strutture di basso livello, il loro aspetto sarebbe impossibile, così come l'esistenza di una persona al di fuori del solito habitat.

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