Un exemple d’autorégulation du corps. Dictionnaire encyclopédique biologique Qu'est-ce que l'autorégulation en biologie

Autorégulation mentale (PSR) L'autorégulation mentale est l'influence sur les fonctions mentales et physiques de son corps à l'aide de mots et d'images mentales correspondantes, ainsi que l'auto-hypnose, l'auto-entraînement, l'auto-régulation. -hypnose -

Autorégulation- c'est la propriété des systèmes biologiques d'établir et de maintenir automatiquement des indicateurs biologiques à un certain niveau relativement constant. ...
Le processus d’autorégulation peut être cyclique.

L'autorégulation est très largement utilisée dans les systèmes biologiques selon le principe retour. La rétroaction peut être positive (lorsqu’un paramètre change, le système favorise un autre changement dans la même direction) et négative (lorsqu’un paramètre change, le système empêche tout autre changement dans la même direction).

L'autorégulation en biologie- la propriété des systèmes biologiques d'établir et de maintenir automatiquement à un certain niveau relativement constant certains indicateurs physiologiques et autres indicateurs biologiques.

Le corps est un système complexe capable de autorégulation.Autorégulation permet au corps de s’adapter efficacement aux changements environnementaux. Capacité d’autorégulation fortement exprimé chez les vertébrés supérieurs, en particulier les mammifères. Ceci est réalisé grâce au puissant développement des systèmes nerveux, circulatoire, immunitaire, endocrinien et digestif.

Des conditions changeantes entraînent inévitablement une restructuration de leur travail. Par exemple, un manque d'oxygène dans l'air entraîne une intensification du système circulatoire, le pouls s'accélère et la quantité d'hémoglobine dans le sang augmente. En conséquence, le corps s’adapte aux conditions modifiées.

La constance de l'environnement interne dans des conditions environnementales systématiquement changeantes est créée par l'activité conjointe de tous les systèmes du corps. Chez les animaux supérieurs, cela se traduit par le maintien d'une température corporelle constante, par la constance de la composition chimique, ionique et gazeuse, de la pression, de la fréquence respiratoire et de la fréquence cardiaque, par la synthèse constante des substances nécessaires et par la destruction des substances nocives.

Métabolisme- un préalable et un moyen de maintenir la stabilité de l'organisation du vivant. Sans métabolisme, l’existence d’un organisme vivant est impossible. L'échange de substances et d'énergie entre le corps et l'environnement extérieur fait partie intégrante des êtres vivants.

Le système immunitaire (protecteur) joue un rôle particulier dans le maintien de la constance de l'environnement interne (homéostasie). Le scientifique russe I.I. Mechnikov fut l'un des premiers biologistes à prouver son énorme importance. Les cellules du système immunitaire sécrètent des protéines spéciales anticorps- qui détectent et détruisent activement tout ce qui est étranger à un organisme donné.

Exemples d'autorégulation au niveau cellulaire - auto-assemblage d'organites cellulairesà partir de macromolécules biologiques, maintenant une certaine valeur du potentiel transmembranaire dans les cellules excitables et une séquence temporelle et spatiale régulière des flux ioniques lors de l'excitation de la membrane cellulaire.

Au niveau supracellulaire - auto-organisation des hétérogènes cellules en associations cellulaires ordonnées.

La plupart des organes sont capables de autorégulation intra-organique des fonctions; par exemple, les arcs réflexes intracardiaques assurent des relations de pression régulières dans les cavités du cœur.

Les manifestations et mécanismes d'autorégulation des populations (préservation et régulation du niveau des espèces) et des biocénoses (régulation des effectifs des populations, sex-ratio en celles-ci, vieillissement et mort des individus) sont diverses. Les grandes communautés sont des systèmes stables ; certaines d’entre elles existent sans changements notables pendant des centaines, voire des milliers d’années. Mais la communauté elle-même n’est pas simplement la somme des espèces qui la constituent. Les interactions interspécifiques régulent le nombre d’espèces différentes qui composent la communauté. L’ensemble constitue une autorégulation.

L’ensemble constitue une autorégulation.

Entraînement autogène- (du grec ancien αὐτός - « lui-même », γένος - « origine ») - une technique psychothérapeutique visant à rétablir l'équilibre dynamique des mécanismes homéostatiques du corps humain, perturbés à la suite d'une détresse.

La méthode d'entraînement autogène (autotraining, AT) repose sur l'utilisation de la relaxation musculaire, de l'autohypnose et de l'autodidacte (auto-éducation). Étant un « parent » de l'hypnothérapie, l'AT diffère favorablement de cette dernière en ce que le patient est activement impliqué dans le processus thérapeutique, contrairement au rôle passif du patient dans le traitement par l'hypnose. Comme méthode thérapeutique, l'AT a été proposée par le médecin allemand Johann Schulz ( Schultz, J.H.) en 1932. En Russie, son utilisation a commencé à la fin des années 50 du 20e siècle.

L'effet thérapeutique de l'AT est dû à la réaction trophotropique résultant de la relaxation, accompagnée d'une augmentation du tonus du département parasympathique du système nerveux autonome, ce qui contribue à neutraliser la réaction négative du corps au stress. Certains chercheurs (par exemple Lobzin V.S., 1974) associent l'effet de l'AT à un affaiblissement de l'activité des régions limbiques et hypothalamiques du cerveau.

Selon la classification du Dr Schultz, encore utilisée aujourd'hui, l'AT est divisée en un stade « inférieur », qui comprend des exercices de relaxation et d'auto-hypnose, et un stade « supérieur », visant à introduire le patient dans des états de transe de profondeur variable. et l'intensité. Le niveau le plus élevé d'AT a été développé et décrit pour la première fois en Russie par M.S. Shoifet (Auto-hypnose. Formation à l'autorégulation psychophysique. Saint-Pétersbourg. 2003)

Autorégulation des fonctions vitales des organismes

Le concept d'autorégulation. Autorégulation (autorégulation)– la capacité des organismes vivants à maintenir la constance de leur structure, de leur composition chimique et de l'intensité des processus physiologiques. Par exemple, les chloroplastes sont capables de se déplacer indépendamment dans les cellules sous l'influence de la lumière, car ils y sont très sensibles. Par une journée ensoleillée avec une intensité lumineuse élevée, les chloroplastes sont situés le long de la membrane cellulaire, comme pour essayer d'éviter l'action d'une lumière intense. Par temps nuageux et nuageux, les chloroplastes sont situés sur toute la surface du cytoplasme de la cellule pour absorber davantage de lumière solaire (Fig.). La transition des chloroplastes d'une position à une autre sous l'influence de la lumière se produit grâce à la régulation cellulaire.

L'autorégulation s'effectue selon le principe du feedback, tout comme, par exemple, le maintien d'une température constante dans un thermostat. Dans cet appareil, il existe la dépendance causale suivante de la thermorégulation :

Interrupteur - chauffage - température.

Vous pouvez régler manuellement la température en l'allumant et en l'éteignant. Dans un thermostat, cela se fait automatiquement, via un régulateur de mesure de la température qui allume ou éteint le chauffage en fonction des lectures. La température influence le commutateur via le régulateur et un retour d'information est établi dans le système :

Interrupteur – chauffage – température –

régulateur

Un signal pour activer un système de régulation particulier peut être un changement dans la concentration d'une substance ou dans l'état d'un système, la pénétration d'une substance étrangère dans l'environnement interne du corps, etc.

Régulation des processus métaboliques. La formation et la concentration de tout produit métabolique dans une cellule sont déterminées par la relation causale suivante :

ADN – enzyme – produit.

L'ADN déclenche la synthèse des enzymes d'une certaine manière. Les enzymes catalysent à leur tour la formation et la transformation du produit. Le produit résultant peut influencer la chaîne de réactions via les acides nucléiques (régulation des gènes) ou via les enzymes (régulation des enzymes) :

ADN – enzyme – produit

ADN – enzyme – produit.

Nous avons déjà envisagé précédemment la régulation des processus de transcription et de traduction (voir § 33), qui est un exemple d'autorégulation.

Ou un autre exemple. À la suite de réactions énergivores (synthèse de diverses substances, absorption de substances de l'environnement, croissance, division cellulaire, etc.), la concentration d'ATP dans les cellules diminue et l'ADP augmente en conséquence (ATP - ADP + P). L'accumulation d'ADP active le travail des enzymes respiratoires et des processus respiratoires en général, et augmente ainsi la génération d'énergie dans la cellule (Fig.).

Régulation des fonctions chez les plantes. Les fonctions de l'organisme végétal (croissance, développement, métabolisme, etc.) sont régulées à l'aide de substances biologiquement actives - phytohormones (voir § 8). En petites quantités, ils peuvent accélérer ou ralentir diverses fonctions vitales des plantes (division cellulaire, germination des graines, etc.). Les phytohormones sont formées par certaines cellules et transportées vers le site de leur action par l'intermédiaire de tissus conducteurs ou directement d'une cellule à l'autre.

Les plantes sont capables de percevoir les changements de l’environnement et d’y réagir d’une certaine manière. De telles réactions sont appelées tropismes et méchancetés.

Tropismes(du grec tropos - rotation, changement de direction) sont des mouvements de croissance des organes végétaux en réponse à un stimulus ayant une certaine direction. Ces mouvements peuvent être effectués aussi bien dans le sens du stimulus que dans le sens opposé. . Οʜᴎ sont le résultat d'une division cellulaire inégale de différents côtés de ces organes en réponse à l'action des phytohormones de croissance.

Nastia(du grec infusion - compacté) sont des mouvements d'organes végétaux en réponse à un stimulus qui n'a pas de direction spécifique (par exemple, un changement de lumière, de température). Un exemple de nastya est l'ouverture et la fermeture de la corolle d'une fleur en fonction de la lumière, le repliement des feuilles lorsque la température change . Les nasties sont causées par un étirement des organes en raison de leur croissance inégale ou de changements de pression dans certains groupes de cellules en raison de changements dans la concentration de la sève cellulaire.

Régulation des fonctions vitales du corps animal. Les fonctions vitales du corps animal dans son ensemble, ses organes et systèmes individuels, la cohérence de leurs activités, le maintien d'un certain état physiologique et l'homéostasie sont régulés par les systèmes nerveux et endocrinien. Ces systèmes sont fonctionnellement interconnectés et s’influencent mutuellement.

Système nerveux régule les fonctions vitales du corps avec l'aide l'influx nerveux, ayant une nature électrique. L'influx nerveux est transmis des récepteurs à certains centres du système nerveux, où ils sont analysés et synthétisés et des réactions appropriées se forment. À partir de ces centres, l'influx nerveux est envoyé aux organes de travail, modifiant d'une certaine manière leur activité.

Le système nerveux est capable de percevoir rapidement les changements se produisant dans l'environnement externe et interne du corps et d'y répondre rapidement. Rappelons que la réaction du corps aux stimuli de l'environnement externe et interne, réalisée avec la participation du système nerveux, est appelée réflexe (de lat. réflexe- retourné, réfléchi). Par conséquent, le système nerveux est caractérisé par un principe d'activité réflexe. L'activité analytique et synthétique complexe des centres nerveux repose sur les processus d'émergence de l'excitation nerveuse et de son inhibition. C’est sur ces processus que repose l’activité nerveuse supérieure de l’homme et de certains animaux, assurant une parfaite adaptation aux changements de l’environnement.

Rôle de premier plan dans régulation humorale les fonctions vitales du corps appartiennent système des glandes endocrines. Ces glandes sont développées chez la plupart des groupes d'animaux. Οʜᴎ ne sont pas connectés spatialement, leur travail est coordonné soit en raison d'une régulation nerveuse, soit les hormones produites par l'un d'eux affectent le travail des autres. À leur tour, les hormones sécrétées par les glandes endocrines affectent l'activité du système nerveux.

Une place particulière dans la régulation des fonctions du corps animal appartient à neurohormones - substances biologiquement actives produites par des cellules spéciales du tissu nerveux. De telles cellules ont été trouvées chez tous les animaux dotés d’un système nerveux. Les neurohormones pénètrent dans le sang, le liquide intercellulaire ou le liquide céphalo-rachidien et sont transportées par ceux-ci vers les organes dont elles régulent le fonctionnement.

Chez les vertébrés et les humains, il existe un lien étroit entre l'hypothalamus (une partie du diencéphale) et l'hypophyse (une glande endocrine associée au diencéphale). Ensemble, ils composent système hypothalamo-hypophysaire. Cette connexion consiste essentiellement dans le fait que les neurohormones synthétisées par les cellules de l'hypothalamus pénètrent par les vaisseaux sanguins dans le lobe antérieur de l'hypophyse. Là, les neurohormones stimulent ou inhibent la production de certaines hormones qui affectent l'activité d'autres glandes endocrines. La principale signification biologique du système hypothalamo-hypophysaire est la mise en œuvre d'une régulation parfaite des fonctions végétatives du corps et des processus de reproduction. Grâce à ce système, le travail des glandes endocrines peut rapidement changer sous l'influence de stimuli environnementaux perçus par les sens et traités dans les centres nerveux.

La régulation humorale peut également être réalisée à l'aide d'autres substances biologiquement actives. Par exemple, une modification de la concentration de dioxyde de carbone dans le sang affecte l'activité du centre respiratoire du cerveau des vertébrés terrestres, et les ions calcium et potassium affectent le fonctionnement du cœur.

Les systèmes de régulation surveillent en permanence l'état du corps, maintenant automatiquement ses paramètres à un niveau presque constant, même dans des conditions d'influences extérieures défavorables. Si, sous l'influence d'un facteur, l'état d'une cellule ou d'un organe change, cette propriété étonnante les aide à revenir à leur état normal. Comme exemple du mécanisme de fonctionnement de tels systèmes de régulation, considérons la réponse du corps humain à l’activité physique.

Réponse à l'activité physique. Lors d’une activité physique intense, le système nerveux envoie des signaux à la moelle glandes surrénales- les glandes endocrines situées au-dessus des reins. Ces glandes libèrent l’hormone adrénaline dans le sang.

Sous l'influence de l'adrénaline rate Ce n'est pas la quantité de sang qui y est déposée qui pénètre dans les vaisseaux, ce qui entraîne une augmentation du volume de sang périphérique. L'adrénaline provoque également la dilatation des capillaires de la peau, des muscles et du cœur, augmentant ainsi leur apport sanguin. Pendant l'activité physique, le cœur doit travailler plus intensément, pompant plus de sang ; les muscles doivent bouger les membres ; la peau doit produire davantage de sueur pour éliminer l’excès de chaleur généré par un travail musculaire intense. L'adrénaline provoque également une constriction des vaisseaux sanguins de la cavité abdominale et des reins, réduisant ainsi leur apport sanguin. Cette redistribution du sang permet de maintenir la tension artérielle à un niveau normal (avec une circulation sanguine élargie, cela ne suffit pas).

L'adrénaline augmente également le rythme respiratoire et les contractions cardiaques. En conséquence, l'entrée de l'oxygène dans le sang et l'élimination du dioxyde de carbone se produisent plus rapidement, le sang se déplace également plus rapidement dans les vaisseaux, fournissant plus d'oxygène aux muscles qui travaillent intensément et accélérant l'élimination des produits métaboliques finaux.

Pendant l’activité physique, les muscles libèrent plus de dioxyde de carbone que d’habitude, ce qui en soi a un effet régulateur. Le dioxyde de carbone augmente l'acidité du sang, ce qui entraîne un apport accru d'oxygène aux muscles et une dilatation des vaisseaux sanguins des muscles, et stimule également le système nerveux pour augmenter la sécrétion d'adrénaline, ce qui à son tour augmente le rythme respiratoire. et le pouls (Fig.).

À première vue, toutes ces adaptations à l'activité physique devraient changer l'état du corps, mais en réalité elles assurent la préservation de la même composition du liquide extracellulaire qui lave toutes les cellules du corps, et notamment le cerveau, comme il le ferait. être sans charge. Si ces dispositifs n'existaient pas, l'activité physique entraînerait une augmentation de la température du liquide extracellulaire, une diminution de la concentration en oxygène de celui-ci et une augmentation de son acidité. Lors d’une activité physique extrêmement intense, c’est ce qui se produit ; L'acide s'accumule dans les muscles, provoquant des crampes. Les crampes elles-mêmes ont également une fonction régulatrice, empêchant la possibilité de poursuivre le travail physique et permettant au corps de revenir à son état normal.

s 1. Quels systèmes de régulation existent dans un organisme vivant ? 2. Comment s'effectue la régulation des fonctions vitales ? V corps? 3. Qu'est-ce que l'homéostasie et quels mécanismes de son maintien connaissez-vous ? 4. Quelles sont les similitudes et les différences entre la régulation nerveuse et humorale ? 5. Quel lien existe-t-il entre le système nerveux et le système des glandes endocrines ? 6. Quels changements se produisent dans le système circulatoire du corps humain pendant l'activité physique ? Comment ces changements sont-ils régulés ? 7. Rappelez-vous du cours de biologie de 9e année quelles perturbations possibles du fonctionnement du corps humain sont possibles à la suite d'une perturbation de la relation entre le système nerveux et le système des glandes endocrines ?

§ 35. Régulation immunitaire

Le système immunitaire joue un rôle important en assurant les fonctions vitales de l’organisme. Comme tu le sais déjà, immunité(de lat. immunité– immunité) – la capacité de l’organisme à protéger sa propre intégrité, son immunité contre les agents responsables de certaines maladies. Des mécanismes spécifiques et non spécifiques participent à la création de l'immunité.

À mécanismes non spécifiques de l'immunité inclure la fonction barrière de l'épithélium cutané et des muqueuses des organes internes ; effet bactéricide de certaines enzymes (par exemple, certaines enzymes de la salive, du liquide lacrymal, de l'hémolymphe des arthropodes) et des acides (sécrétés par la sécrétion des glandes sudoripares et sébacées, des glandes de la muqueuse gastrique). Cette fonction est également assurée par des cellules de différents tissus capables de neutraliser les particules et micro-organismes étrangers à un organisme donné.

Mécanismes spécifiques de l'immunité fourni par le système immunitaire, qui reconnaît et neutralise antigènes (du grec anti- contre et genèse - origine) - substances chimiques produites par les cellules ou incluses dans leurs structures, ou micro-organismes perçus par l'organisme comme étrangers et provoquant une réponse immunitaire de sa part.

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Autorégulation

la propriété des systèmes biologiques d'établir et de maintenir automatiquement à un certain niveau relativement constant certains indicateurs physiologiques ou autres indicateurs biologiques. Chez S., les facteurs de contrôle n'influencent pas le système régulé de l'extérieur, mais surviennent à l'intérieur de celui-ci. Le processus S. peut être cyclique. L'écart de tout facteur vital par rapport à un niveau constant sert d'impulsion à la mobilisation des dispositifs qui le rétablissent. Aux différents niveaux d'organisation de la matière vivante, du moléculaire au supraorganisme, les mécanismes spécifiques de S. sont très divers.

Un exemple de S. au niveau moléculaire sont les réactions enzymatiques dans lesquelles le produit final affecte l'activité de l'enzyme ; dans un tel système biochimique, une certaine concentration du produit de réaction est automatiquement maintenue. Exemples de synergie au niveau cellulaire : auto-assemblage d'organites cellulaires à partir de macromolécules biologiques, auto-organisation de cellules hétérogènes avec formation d'associations cellulaires ordonnées : maintien d'une certaine valeur du potentiel transmembranaire dans les cellules excitables et d'une régularité temporelle et spatiale. séquence de flux d’ions lors de l’excitation de la membrane cellulaire. Les processus de S. occupent une place importante dans les phénomènes de division et de différenciation cellulaire : par exemple, chez les mammifères, après ablation d'une partie du foie, la partie restante, en se régénérant, compense automatiquement la perte (exemple S. au niveau des organes) . Au niveau de l'organisme, les mécanismes nerveux, humoraux et hormonaux par lesquels chez les mammifères et les humains, les indicateurs de l'environnement interne - température, pression artérielle et osmotique, taux de sucre dans le sang, etc. - s'établissent et se maintiennent à un certain niveau (voir Homéostasie ) ont été bien étudiés. L'un des principaux mécanismes des fonctions de S. est la régulation nerveuse. Les manifestations et les mécanismes de synergie dans les systèmes supra-organismes – populations (niveau espèce) et biocénoses (niveau supra-espèce) – régulation du nombre de populations, des sex-ratios en leur sein, vieillissement et mort des individus biologiques, etc. sont divers. sont caractérisés par des schémas généraux qui sont étudiés par la cybernétique biologique. Dans les systèmes biologiques, on retrouve à la fois une régulation par perturbation et par déviation (la 2ème méthode diffère de la 1ère par la présence de feedback ≈ des sorties du système vers ses régulateurs).

Le concept de S. est évalué différemment par différents spécialistes. Cela est dû à l'inégalité des systèmes biologiques dans lesquels se produit une régulation automatique. Il s'agit notamment des systèmes dans lesquels les paramètres régulés sont constants et le résultat de la régulation est stéréotypé (par exemple, un comportement des insectes stéréotypé et donc « dénué de sens » dans certaines conditions), ainsi que des systèmes adaptatifs (auto-ajustables, auto-organisés, auto-apprentissage) qui s’adaptent automatiquement aux conditions extérieures changeantes.

Allumé. voir sous les articles Cybernétique Biologique, Régulation Nerveuse.

D.A. Sakharov.

Wikipédia

Autorégulation

Autorégulation- la propriété des systèmes, grâce à des réactions qui compensent l'influence d'influences extérieures, de maintenir la stabilité interne à un certain niveau relativement constant. Selon les systèmes considérés, l'autorégulation fait l'objet d'études dans diverses sciences : biologie, psychologie, sociologie, économie, etc.

L'autorégulation en psychologie :

• Autorégulation mentale
• Autorégulation émotionnelle

Autorégulation en sciences sociales :

• Organisme d'autoréglementation