6.1.1 组成整体的各个系统
从生理学观点出发,人的整体由循环系统、消化系统、泌尿系统、呼吸系统、感觉器官、神经系统、生殖系统、运动系统、免疫系统以及内分泌系统等部分组成,它们分别具有各自的功能,同时它们所发挥的功能相互间耦合,又能完成更大的功能组合甚至达成整体的功能。作为系统和整体,就有信息的输入和输出,所接收的信息就是各系统存在的条件,信息的输出或做出效应就是系统的功能。
对于整体的人体来说,其接收的信息以某种信息为主,辅以其他信息的刺激,比如我们的呼吸主要以呼吸系统的功能活动为主,辅以心血管系统的活动,还有肌肉的泵血功能,这样,体内气体交换才能得以实现。从表面上看,似乎呼吸道吸进空气中的氧气,又向空气呼出二氧化碳。如果没有血液循环和血红细胞的参与,人的呼吸活动就无法进行。所以,呼吸系统为整体的子系统,呼吸系统也有自己的各种条件,即呼吸系统的条件集合中有诸如外呼吸道、支气管、肺泡、毛细血管,甚至气分压、二气化碳分压等,其功能集合中包括肺通气、肺部气体交换、组织气体交换等。从结构决定功能的思路出发,在这里,条件决定功能。因此,就有功能与条件之间存在函数关系,即表达式Yres=RES[Xres]成立,在这里Xres为条件集合,Yres为功能集合,当条件集合Xres存在且系统结构RES运行正常时,某种功能Yres是确定的,它能说明当呼吸系统的各器官组织的性质明确且系统结构健全时,我们有理由相信呼吸系统的活动是确定的、正常的。但当Xres的参数偏离正常值时,可能会给系统乃至整体带来问题,其结构中有可能出现问题的部位很多,其中的呼吸屏障受到破坏给健康带来诸多麻烦,后面还要讨论。
对于机体而言,整体是由上述器官系统组成的,亦即机体将器官系统的功能耦合起来,使得某些器官系统的输出刚好是另一些器官系统或自己的输入,这样机体不可避免地成了各器官系统所组成的功能耦合网,甚至每一个器官系统也是由更低级的条件集和功能集耦合并发挥其特征性作用。“即使在最简单的细胞中,新陈代谢功能也包括几千个耦合的化学反应,并需要一个精巧的机制来加以控制。”“如果我们看一下细胞所进行的复杂而有序的操作,我们就会发现其操作方式组织得简直像现代的装配线一样。”[1]类似的过程甚至在细胞亚结构上也能看到,如线粒体呼吸链的氢和电子传递过程。呼吸链是由一系列的递氢反应和递电子反应按一定的顺序排列所组成的连续反应体系,它将代谢物脱下的成对的氢原子交给氧,生成水,同时生成ATP。实际上呼吸链的作用代表着线粒体最基本的功能,呼吸链中的递氢体和递电子体就是能传递氢原子或电子的载体,由于氢原子可以看作是由质子和核外电子组成的,所以递氢体也是递电子体,递氢体和递电子体的本质是酶、辅酶、辅基或辅因子[2]。总的化学反应被分为一系列连续的更小的化学步骤,每一步都有一个特定的酶催化。这些酶并不是在毫无支撑的液体环境中漂浮,而是固定在线粒体特定的脊或褶里,即在线粒体膜的特定位置中“被囚禁”,这些“被囚禁”的酶对那些与电子传递有关的物质如辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ、辅酶Q、细胞色素等进行操作,操作过程中将电子一步步地送至下一个位置。这里所说的过程类似操作装配线,各种酶的功能正是功能耦合系统活动的推动者,实际上就是生命系统那极其复杂的功能网的一部分。功能耦合网中的各子系统代表着机体各器官系统,其输出表示某一器官系统对其他器官系统的影响,输入就是其生存的条件了,这时功能耦合网就是内环境,通过分析这些功能耦合网就能抽象出内环境稳态模型,能够揭示我们对健康活动的本质和规律。