Чтобы оставаться здоровым, тело человека должно регулироваться так, чтобы сохранялось постоянное внутреннее равновесие при постоянно изменяющихся внешних обстоятельствах. Для описания этого процесса применяется термин «гомеостаз». Многие механизмы, вовлеченные в это взаимодействие между человеком и окружающей средой, можно рассматривать как особые индивидуальные регулирующие системы, каждую со своей конкретной функцией, и все вместе они образуют всеобъемлющую систему, отвечающую за все функции тела человека.
Например, клетки тела омываются жидкостью, которая обеспечивает их питание и удаляет отходы. Свойства этой внеклеточной жидкости должны оставаться относительно постоянными, для того чтобы клетки жили и работали нормально. Гомеостаз, следовательно, есть состояние согласованности, которое поддерживает нормальное функционирование тела, пока одна из систем не выйдет из равновесия. Когда это случается, страдают все клетки тела, и результатом является болезнь или нездоровье.
Здоровый организм способен сопротивляться болезни, восстанавливаться и компенсировать понесенный ущерб или стресс, но при болезни эта способность отсутствует. Восприимчивость к гриппу, например, во многом обусловлена именно этим фактором, и поэтому далеко не все, подвергшиеся инфекции, заболевают гриппом.
Легко представить гомеостаз, используя инженерную терминологию. Все управляющие и регулирующие системы организма работают в режиме процесса «обратного питания» («обратной связи»), при котором «выработка» данного процесса контролируется неким другим элементом. Когда «выработка» растет или оказывается выше или ниже желаемых рамок, часть ее возвращается назад к источнику, чтобы действовать как контролирующее средство.
Известным примером из домашнего быта может служить термостат, который регулирует центральную отопительную систему. Если температура в комнате падает ниже установки на термостате, электроцепь замыкается и включает бойлер и насос для накачки горячей воды в систему. Когда достигнута желаемая температура, термостат все отключает опять. Однако в отличие от центральной отопительной системы у тела человека всегда имеется несколько различных механизмов, готовых выполнять идентичные задания разными способами, предоставляя, таким образом, надежные дублирующие системы.
В теле человека существует несколько тысяч контролирующих систем, которые взаимодействуют для достижения регуляции всех функций организма. Жизненно
важными регуляторами для всего организма являются нервная и эндокринная системы. Так как они тесно переплетены и необходимы друг для друга, иногда их рассматривают вместе как нейроэндокринную систему.
Часть нервной системы, непосредственно занятой в гомеостазе, известна под названием вегетативной (автономной) нервной системы. Она вовлечена в автоматическую регуляцию таких органов, как сердце, легкие, желудок, кишечник, мочевой пузырь, половые органы и кровеносные сосуды.
Эндокринная система гораздо медленнее реагирует на ситуацию, но ее действие длится дольше, в то время как вегетативная нервная система вызывает быструю реакцию, которая длится лишь необходимое время. Иногда обе системы работают независимо друг от друга в зависимости от природы и серьезности возникшей проблемы. Примером гомеостаза, в который вовлечены несколько систем, является регуляция количества (объема) воды в теле.
Тело человека примерно на 70 процентов состоит из воды, некоторые же ткани— такие, как серое вещество мозга,— состоят на 85 процентов из воды, другие— как, например, жировые слои,— только на 25 процентов. Вода также является основным веществом для главной транспортной системы тела—крови (80 процентов состава крови—это вода). При определенных обстоятельствах количество воды падает. Ксчастью, тело имеет необходимый механизм, который предупреждает человека, что ему нужно восполнить количество воды. Когда человек хочет пить, тело сигнализирует ему о недостатке воды, появляется ощущение жажды. Объем воды, который человек затем выпивает для утоления жажды, зависит от того, сколько воды тело потеряло.
Главный центр, контролирующий чувство жажды, расположен глубоко в мозгу— в гипоталамусе, центре регуляции вегетативной нервной системы. Небольшие группы нервных клеток в этой железе чувствительны по отношению к количеству воды в крови. Если количество воды в крови уменьшается по сравнению с количеством солей и других веществ, эти клетки раздражаются и, в дополнение к образованию гормонов, которые заставляют почки задерживать воду, вызывают чувство жажды.