Ivan Dylevský, Petr Ježek: Základy funkční anatomie člověka
14. látkové řízení organismu
14. 1. Obecné zásady řízení a regulací
Předešlá Následující
Shrnutí základních znalostí
  1. Podmínka řízení je přenos a zpracování informací.
  2. Signály přenášející informace.
  3. Paměť je způsob uchování informací.
  4. Biologické systémy jsou vícestupňové.

Nezbytnou podmínkou řízení a regulací je přenos a zpracování informací. V organismu jde o informace (údaje) o tom, jaká je situace (jaký je stav) uvnitř a vně orgánu, tkáně, orgánového souboru. (Např. kolik se vytvořilo určitého enzymu apod.)

Pod slovem informace se obvykle rozumí zprávy. Informace může mít i jiný, ale přesněji definovaný význam. Zdrojem informací nezbytných pro regulaci a řízení jsou např. jevy probíhající uvnitř organismu nebo ve vnějším prostředí. (Hladina krevního cukru, koncentrace vápníku v plasmě, napětí svalu, teplota okolí atd.)

Informace jsou obsaženy například v psaném textu učebnice, v polohách ručičky na stupnici přístroje, v chemické struktuře molekul DNA určjící schopnost buňky vytvářet určité druhy bílkovinných molekul, atd.

Informace jsou přenášeny signály.

Informace přijímají a dále předávají speciální přijímače, receptory roztroušené po celém organismu. Pomocí receptorů jsou ústředí endokrinního a nervového systému informována o okamžité situaci v organismu, o odchylkách ke kterým nepřetržitě dochází i o způsobech, kterými jsou tyto odchylky likvidovány.

Některé typy receptorů byly již probrány v předchozích kapitolách. Šlo například o hmatová tělíska v kůži, receptory ve svalech, šlachách a v kloubních pouzdrech. Jiným typem receptorů jsou buňky dýchacího centra, schopné reagovat na změny kyselosti (pH) protékající krve. Bez receptorů by nebylo možno přijímat a přenášet informace, a bez informací by nebylo možné řídit.

Informace mohou být ukládány do paměti k pozdějšímu nebo opakovanému využití.

Pamětí je v obecném smyslu slova jakýkoliv způsob uchovávání informace. Na úrovni buňky je to genetická paměť (struktura DNA); na úrovni celého organismu jde o velmi složité uchovávání "paměťových stop", např. v centrálním nervovém systému.

Řízení, regulace, informace aj. jsou pojmy, se kterými pracuje věda o řízení a sdělování - kybernetika. Kybernetické postupy a jejich uplatnění v biologii a medicíně představují dnes velmi zajímavý, a v některých směrech rozhodující úsek teoretické medicíny. Zvládnutí otázek řízení a regulací fyziologických pochodů v organismu umožní řešení takových problémů, jakými je řízení buněčného dělení (zhoubné nádory), ovlivnění růstu (růstové poruchy, hojení ran), řízení vývoje zárodku (vrozené vady) a léčení celé řady (možná většiny) chorob, vznikajících z narušených vztahů uvnitř organismu nebo z poruch vztahu organismu a prostředí.

Řízení a regulace jsou nutné pro udržení homeostázy organismu. Řízení a regulace kteréhokoliv orgánu v těle se neobejde bez informací, jejichž záznam a přenos zabezpečují receptory. K řízení lidského organismu se v průběhu vývoje vytvořily dva specializované řídící systémy: nervový a humorální systém.

Jedním ze základních principů řízení je princip zpětné vazby. Zpětná vazba znamená takový postup informací, při kterém řídící člen dostává informace o regulované veličině a zpětně je uplatňuje v řízení.

Jinak řečeno: produkt nějaké činnosti, např. hormon vytvořený endokrinní žlázou, zpětně ovlivňuje tuto žlázu a tlumí nebo naopak povzbuzuje její další činnost. Zpětná vazba v podstatě umožňuje udržení homeostázy. Řídící složka (např. dýchací centrum) je ovlivňována informacemi přicházejícími z řízené složky. V případě dýchacího centra jde o ovlivnění buněk centra měnící se kyselostí krevní plasmy. Je-li pH nízké (kyselejší plasma), buňky centra jsou drážděny a prostřednictvím nervových vzruchů centrum zrychlí dýchání. Vydýcháním CO2 stoupne pH v krvi protékající centrem, a tímto zpětnovazebným mechanismem se "utlumí" aktivita dýchacího centra. Dýchání se opět zpomalí. Řídícím členem je v tomto případě dýchací centrum v prodloužené míše. Řízeným členem jsou dýchací svaly a informací je změna kyselosti (pH) plazmy. Zpětnovazebný okruh je anatomicky dán spojením dýchacího centra s míchou, a spojení míchy míšními nervy s dýchacími svaly. O změnách na periferii (tj. v plicích) je centrum informováno prostřednictvím pH krve, která protéká plícemi i dýchacím ústředím.

Zpětnovazebnými okruhy je v těle řízena a regulována většina funkcí. Z obecného hlediska řízení není podstatné, jde-li o řízení krevního tlaku nebo o tvorbu bílkoviny ve žlázové buňce. Základní princip je vždy stejný.

Biologické regulace jsou vícestupňové.

Například srdeční činnost je ovládána regulačním mechanismem (převodním systémem srdečním), který je ale pod řídící a usměrňující kontrolou nervového systému (autonomní nervy).

Regulační okruhy jsou v organismu většinou uspořádány hierarchicky. To znamená, že nadřazený regulační okruh - v uvedeném případě autonomní nervy, ovlivňuje činnost nižšího, většinou podřízeného okruhu - převodní srdeční systém, který je do jisté míry samostatný.

Z obecného hlediska je v lidském organismu nejvyšším regulačním a řídícím systémem nervová soustava. Endokrinní, látkové (humorální) řízení organismu je podřízeno systému nervovému.

Stupňovitost řízení umožňuje větší specializaci jednotlivých článků a zdokonaluje celý řídící proces. Nadřazené řídící okruhy se "nezabývají" podružnými, místními odchylkami, ale zasahují pouze do významných změn, případně kontrolují funkci nižších článků.

Návod
Úvod
Kapitola 1
1.1. Lékařské vědy
1.5. Nácvik a testy znalostí
Kapitola 2
2.1. Tkáně - vznik, definice, typy
2.2. Epitely
2.4. Svalová tkáň
2.5. Nervová tkáň
2.6. Regenerace tkání
2.7. Nácvik a testy znalostí
Kapitola 3
Kapitola 4
4.5. Nácvik a testy znalostí
Kapitola 5
5.4. Testy znalostí
Kapitola 6
6.4. Nácvik a testy znalostí
Kapitola 7
7.4. Nácvik a testy znalostí
Kapitola 8
8.1. Obecná stavba a funkce cév
8.3. Dynamika krevního oběhu
8.4. Velký krevní oběh
8.5. Žilní systém
8.8. Nácvik a test znalostí
Kapitola 9
9.1. Funkční anatomie dýchací soustavy
9.5. Tkáňové dýchání
9.6. Nácvik a testy znalostí
Kapitola 10
10.1. Základní funkce trávicího systému
10.7. Uložení a projekce orgánů břišní dutiny
10.8. Nácvik a testy znalostí
Kapitola 11
11.3. Nácvik a testy znalostí
Kapitola 12
12.1. Anatomie kůže
12.2. Vlasy, nehty a chlupy
12.3. Mléčná žláza
12.4. Nácvik a testy znalostí
Kapitola 13
13.3. Nácvik a testy znalostí
Kapitola 14
14.1. Obecné zásady řízení a regulací
14.3. Nácvik a testy znalostí
Kapitola 15
15.8. Nácvik a testy znalostí
Slovník Obsah