Управление осуществляется с участием трех основных механизмов – местных, гуморальных и нервных.

1. Местные механизмы управления (регуляции) осуществляются в трех вариантах. Первый вариант – за счет наличия местных рефлекторных дуг (прообраз ЦНС). Так, например, в сердце имеются внутрисердечные рефлекторные дуги. В составе этих дуг содержится весь набор нейронов, характерных для классической рефлекторной дуги (афферентные, вставочные и эфферентные). В связи с этим совокупность внутриорганных рефлекторных дуг А.Д. Ноздрачев предложил выделить в метасимпатический отдел вегетативной нервной системы.

Второй вариант местных механизмов управления (регуляции) реализуется с участием гуморальных факторов (метаболитов), образующихся непосредственно в самом органе, деятельность которого подвергается управлению. Например, при интенсивной работе скелетных мышц в них могут накапливаться метаболиты, которые меняют чувствительность гладких мышц сосудов к норадреналину – медиатору симпатических волокон.

Третий вариант местных механизмов управления (регуляции) осуществляется за счет использования физических, физико-химических, биохимических и физиологических свойств объекта регулирования. Например, в мышцах имеется система регуляторных белков (тропонин и тропомиозин), которая позволяет регулировать состояние актина и миозина (сокращение–расслабление).

2. Гуморальные механизмы управления (регуляции) проявляются в том, что управление деятельностью органа или системы происходит с участием гормонов и биологически активных веществ (БАВ), которые продуцируются вдали от управляемого органа. Выделяясь в общий кровоток, эти гуморальные факторы достигают все органы, но оказывают свое влияние на деятельность только тех из них, которые имеют специфические клеточные рецепторы для восприятия конкретного гуморального фактора.

3. Нервные механизмы управления (регуляции) – это наиболее совершенная форма управления деятельностью органов и систем, которая реализуется с участием ЦНС. Ее основу составляют нейроны, которые посылают к управляемым органам нервные импульсы, или потенциалы действия. Этот процесс осуществляется быстро и строго по адресу, что позволяет нервным механизмам управления (регуляции) занимать главенствующее место среди всех способов управления. При этом в процессе эволюции нервной системы происходила дифференцировка нейронных объединений в процессах управления. Те нейроны, которые управляют деятельностью внутренних органов, составляют вегетативную нервную систему. Нейроны, предназначенные для управления деятельностью скелетных мышц, а также для обработки сенсорной информации (от органов чувств), получили название соматической нервной системы. В этой системе отдельно выделяют двигательные системы, предназначенные для управления скелетными мышцами, и сенсорные, благодаря которым организм получает необходимую информацию для процессов управления. Часть нейронов ЦНС предназначена для решения собственно управленческих задач, тем самым координирует деятельность всех нейронных образований ЦНС.

В целом, управление деятельностью внутренних органов и скелетными мышцами осуществляется по принципам, которые наиболее полно были сформулированы в рамках кибернетики. В свою очередь, эти принципы управления отражают характер рефлекторной деятельности ЦНС. Именно рефлекс как функциональная единица ЦНС составляет физиологическую сущность управления деятельностью внутренних органов и скелетных мышц.

Кибернетика – это наука об общих принципах управления в машинах, живых системах и обществе. Биологическая (физиологическая и медицинская) кибернетика изучает процессы управления в организме.

Кибернетическая система – это такая система, в которой имеется как минимум три компонента: 1) управляющее устройство,
2) объект управления и 3) канал прямой связи, по которому к объекту управления идет управляющее воздействие. Результатом деятельности объекта управления является определенный параметр или группа параметров. Сущность процесса управления сводится к получению необходимого результата действия, т.е. необходимой величины параметра. Помимо самой простой системы, в кибернетике рассматривают и более сложные системы, которые имеют в своем составе ряд других компонентов, например, канал обратной связи, измерительное устройство, предназначенное для оценки результата действия или для измерения возмущающего сигнала, действующего на объект управления.

В кибернетике выделяют три основных принципа управления:
1) управление по рассогласованию, или по ошибке, 2) управление по возмущению и 3) управление по прогнозированию. В организме имеет место реализация всех трех этих принципов, а также их комбинаций. Одна из задач физиологии состоит в том, чтобы выделить все компоненты системы управления и оценить принцип управления в изучаемой системе.