Жанр: Медицина
Основы медицинской гомеостатики
...ые требуются для регуляторных функций
организма или какого-то отдельного органа, то такая модель гомеостата
будет симметричной и принципиально ничем не отличаться от описанных
выше гомеостата трансляции или гомеостата функционирующего гена.
ФРАГМЕНТ ОДНОПОЛЮСНОЙ МОДЕЛИ
МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА
t
t
клеточный ряд
Nm
to
0
140,110
2.5
141 111
280 220
282 340 310
2.7
4.3
283 341 311
2.5
286 480 420
3.3
3160 340 482 540 510
6.6
3161 341 483 541 511
3.7
3164 480 420 486 680 620
4.5
7.3
3166 482 540 510 5160 540 682 740 710
5.2
6.9
3167 483 541 511 5161 541 683 741 711
8.6
31610 486 680 620 5164 680 620 686 880 {820}
5.5
7.8
31612 5160 540 682 740 5166 682 740 710 7160 740 882
6.1
8.1
31613 5161 541 683 741 711 5167 683 741 711 7161 741 883
9.5
4320 480 5164 680 620 686 {880}820 51610 686 880{820} 7164 {880} 820
6.6
9.5
4322 482 5166 682 740 710 7160 740 {882}{940}910 51612
7160 740 882 7166 {882}940{910}51612 7160 740 882
6.9
9.5
4323 483 5167 683 711 7161 741 {883}{941}911 51613
7161 741 883 7167 {883} 941 911 51613 7161 741 883
6.7
10.8
Обозначения:
16, 8 - время цикла клетки;
нижний индекс - время жизни клетки;
верхний индекс - номер деления;
t - время жизни клеточной популяции;
t - шаг или сдвиг времени;
tо - среднее время обновления клеток;
Nm - среднее число делений, проделанных клетками,
находящимися в цикле к определенному моменту времени
жизни популяции;
{ } - дифференцированная (неделящаяся) клетка;
911- погибшая клетка
Так как эта численная модель эпителиальной ткани показала хорошее
совпадение с реальной эпителиальной железистой тканью, ее можно принять
для создания частной модели гомеостата железистого эпителия. Из свойств
разработанной численной модели видно, что представленные расчеты тканевой
динамики субпопуляций ткани, указывают на перманентную несимметричность
ее гомеостата. Для построения гомеостата необходимо выявить цели,
стоящие перед ним. Это - рост, развитие и выработка специальных веществ
гормонов или ферментов. Основным структурно-функциональным элементом гомеостата,
выполняющим сразу несколько противоречивых функций, будут
клетки в динамике их развития и функционирования.
Модель ткани железистого эпителия можно представить в следующем виде
(рис.12):
Рис. 12. Гомеостат функционирующей ткани железистого эпителия. -гибнущие
клетки; D - дифференцирующиеся клетки; К - камбий.
Патологии тканевых гомеостатов
Патологии тканевых гомеостатов связаны с нарушениями в системах управления
динамикой клеточной популяции. Существует два класса источников
патологии: 1 - внутритканевые, связанные с внутриклеточным нарушением
регуляции считывания генетической информации, и 2 - внетканевые, эпигенетические
- индуцирующие активацию считывания архивированной информации.
С формальной точки зрения для гомеостата это означает либо появление
(разрыв) связей внутри гомеостата, либо появление на входе новых информационных
потоков из внешней среды.
Внутриклеточные механизмы регуляции митотической пролиферации клеток
непосредственно связаны с функцией клеточных онкогенов, которые стимулируют
митотические деления клеток и повышают их мутабельность [122].
В простейшем случае система регуляции клеточного онкогена представлена
тремя генами: собственно онкогеном, геном-репрессором и геном-модификатором.
Активно функционирующий ген-репрессор блокирует функцию онкогена.
Ген-модификатор изменяет уровень функциональной активности онкогена,
но не способен включать или выключать онкоген.
Полное торможение онкогена в клетках определенной ткани должно приводить
к торможению митотических делений клеток и прекращению роста ткани
(аплазия). В эмбриональный период нарушение такого рода является летальным
событием.
Снижение функциональной активности онкогена в определенной ткани
должно приводить к недоразвитию этой ткани, к ее гипоплазии. В эмбриогенезе
гипопластические процессы могут приводить к недоразвитию органов и
являются полулетальным событием.
Повышение активности онкогена при прочих равных условиях должно приводить
к более активной стимуляции митотических делений клеток, что способствует
гиперпластическому развитию ткани. В эмбриогенезе процесс гиперплазии
тканей может приводить к гибели личинки, т.е. является полулетальным
событием.
Беспредельная, перманентная активация онкогена приводит к непрерывной
стимуляции митотической пролиферации клеток. В эмбриогенезе беспрерывный
рост ткани приводит к летальному событию. В постнатальном периоде беспрерывная
стимуляция митотических делений клеток в сочетании с процессом
мутационной их изменчивости обеспечивают беспрерывное накопление популяции
клеток, обладающих необходимыми и достаточными признаками клеток
злокачественной опухоли.
Гены-модификаторы изменяют уровень активности онкогена и при его повреждении
либо нормализуют функцию онкогена, либо, напротив, усиливают
эффект имеющегося нарушения. Так, в эмбриогенезе гены- модификаторы могут
либо нормализовать функцию поврежденного онкогена и тем обеспечить
развитие, либо усилить полулетальный эффект мутационно поврежденного онкогена.
Селекция на жизнеспособность линии животных, которая несет поврежденный
онкоген с полулетальной мутацией, приводит к отбору особей с
активно функционирующим геном-модификатором, что и обеспечивает нормализацию
развития эмбрионов.
Активно функционирующие гены-модификаторы, накопленные в ходе селекции,
выполняют по существу функцию компенсаторного комплекса генов, который
при скрещивании такой линии животных с диким типом, обеспечивает
по современным представлениям эффект гетерозиса за счет гиперфункции в
клетках гибридного организма компенсаторного комплекса генов.
Онкоген и регуляторные гены организованы по принципу полимерного гена:
каждый из них представлен в геноме группой до 10-12 аллелей, которые
взаимно компенсируют функцию друг друга. Такая полимерная организация, в
частности гена-репрессора, позволяет с единых генетических позиций
объяснить как многостадийный, так и двухстадийный канцерогенез. При наличии
5-6 существенно необходимых стадий развития новообразования (например,
лейкоз) можно предполагать последовательное повреждение по типу
генных мутаций 5-6 отдельных аллелей полимерного гена-репрессора. При
двухстадийном варианте развития злокачественной опухоли (например, опухоли
солидного типа) можно допустить повреждение значительной части аллелей
полимерного гена-репрессора в результате двух последовательных рецессивных
мутаций, связанных с хромосомными или геномными реорганизациями.
ГОМЕОСТАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТКАНЕВЫХ СИСТЕМ (ОРГАНОВ)
Тканевые системы (органы) формируются в процессе эволюционного развития
для выполнения жизненно важных целей функционирования единого организма.
Здесь мы обнаруживаем явные параллели в целях функциональных организаций
органов с клеточными органеллами в одноклеточных организмах.
Единство целей разных интеграционных уровней создает функциональные аналоги
точно также, как простейшая форма единичного фрактала повторяется
на определенных стадиях интеграции множества единичных однотипных по
форме фракталов.
Движущие силы индивидуального развития создаются по мере дифференцировки
зародыша в результате взаимодействия продуктов этой дифференцировки.
Взаимодействие разных частей ведет к новым дифференцировкам и
дальнейшим взаимодействиям. Устойчивость организации покоится не на
прочности каких-либо структур, а на сложности системы взаимодействий
(корреляций) и на регуляторном их характере [51]. Шмальгаузен подчеркивает,
что взаимоотношения между соседними частями растущего организма
сопровождаются обменом продуктами метаболизма, оказывающего контрольные,
регуляторные функции формообразовательного процесса. Продукты органо-специфического
метаболизма служат для детерминации менее дифференцированных
соседних зачатков. Система связи используется в одном направлении
для передачи директивной информации (детерминация формообразования)
и в другом направлении для передачи обратной информации (контроль формообразования).
Таким образом, создаются сложные системы взаимодействия
частей, являющиеся основой регулируемого саморазвития [51, c. 329].
Практически еще в начале 60-х годов выдающийся ученый И.И. Шмальгаузен
описал в общем виде принцип работы гомеостатической системы в виде
сложной системы авторегуляционных циклов передачи и реализации информации
(наследственной и ненаследственной) в процессе индивидуального развития
организма.
Гистологически орган состоит из системы разных тканевых образований,
подчиненных выполнению единой функции. Входная информация преобразуется
в каждой из тканей в соответствующий только ее специфике носитель. Совокупность
и пространственно-временная последовательность носителей преобразованной
входной информации есть отраженная органом (гомеостатом) информация,
которая выражается в активном воздействии на внешнюю среду.
Для примера рассмотрим гомеостат мышцы как органа, с помощью которого
осуществляется механическое движение. Гомеостат состоит из мышечных волокон
экстрафузальных и интрафузальных, моторных концевых пластинок, являющихся
входом информации из внешней среды, детекторов обратной связи
(проприорецепторов, располагающихся на интрафузальных волокнах, телец
Пачини, свободных нервных окончаний, рецепторов Гольджи в сухожилиях),
мотонейронов соответствующего сегмента спинного мозга, сухожилий, лимфатического
окружения, кровеносных сосудов.
Рис.13 Модель гомеостата мышечного аппарата движения конечности.
Как видно из модели, орган не является целостным (симметричным) гомеостатом,
так как для организации функционального единства такого гомеостата
необходимо участие нескольких специализированных систем: нервной,
гуморальной и собственно мышечной.
Из анатомии и физиологии известно большинство структурно-функциональных
единиц, составляющих гомеостаты органов единого организма. Как
уже отмечалось ранее, целостный организм приобретает новое качество -
симметричность. Симметричность низшего уровня организации (клетка) от
высшей (организм) отличается только широтой свободы воли, т.е. качественно
большим спектром компенсаторных реакций на изменения информационных
потоков внешней среды.
О ГОМЕОСТАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОРГАНИЗМА
КАК ЦЕЛОГО
Многоклеточный организм, как целое, обладает качественно новыми возможностями,
дающими ему преимущество в выживании по сравнению с более
низкоорганизованными формами. Эволюция многоклеточных форм симметричных
гомеостатов протекает главным образом по пути усложнения аппарата информационной
переработки сигналов внешней среды, что сопровождается соответствующими
морфологическими изменениями. В результате этих усложнений
организм от непосредственной реакции на изменение потоков веществ и
энергии внешней среды эволюционирует К ОПЕРЕЖАЮЩЕМУ КОМПЕНСАТОРНО-АДАПТАЦИОННОМУ
РЕАГИРОВАНИЮ.
Возможность к опережающему реагированию (преадаптации) возникает на
основе особенности функционального строения гомеостата любого уровня интеграции
- наличию двух информационных моделей: модели (или информационной
цепи) потока, отражающего состояние внешней среды, и модели, отражающей
состояние внутренней среды, постоянного сравнения и минимизации до
какой-то константы их различий.
Для гомеостата, являющегося ячейкой в сети гомеостатов и окруженного
подобными функциональными единицами, внешней средой будет его окружение,
все информационные потоки, которые приходят к нему как от гомеостатов,
связанных с ним входными и выходными цепями, так и информация, приходящая
помимо структурных цепей, например, электромагнитное излучение, гравитация,
акустическая волна и т.п. Эволюционно первым шагом к созданию
опережающей модели послужили достаточно стабильные цикличные изменения
среды обитания: фотопериодизм, температурная суточная и сезонная цикличность,
гравитационные девиации, связанные с обращением Луны. С одной
стороны, эти изменения привели к созданию механизмов накопления пластических
и энергетических ресурсов на период снижения их притока из циклически
изменяющейся среды (создание запаса противоречия), с другой - к
механизму регулирования их величины. Это означает эволюционное приобретение
и закрепление в наследовании собственного циклического механизма
опережающего накопления и последующего снижения активности в накоплении
веществ и энергии, связанных с внешними пейсмекерами. Вслед за этим и
параллельно подобным приобретениям в разных гомеостатах, отслеживающих
циклы различной длительности, возникла необходимость образования координирующего
механизма, регулирующего последовательность активации того или
иного материального цикла.
Создание единого координирующего (интегрирующего) механизма является
качественно новым приобретением симметричного гомеостата, так как для
его работы требуется универсальный носитель информации о состоянии всех
гомеостатов, работающих на разных биохимических носителях, и имеющего
значительно большую скорость переноса информации. Таким механизмом стала
нервная система. Наряду с гуморальной, являющейся исходно древней системой
массопереноса различных биохимических веществ (а, следовательно, и
информации), нервная система структурно пронизала все тканевые и органные
гомеостаты целостного организма. В отличие от гуморальной системы
она выработала универсальный кодовый язык, единый для всех гомеостатов,
и способы его трансляции. Такой язык позволил также создать новые высокоэффективные
специализированные структуры приема и кодирования разнородных
информационных потоков внешней среды.
Накоплен громадный экспериментальный материал о строении нервной системы.
На базе этого материала сложилась определенная концепция физиологических
механизмов моторного и вегетативного регулирования функциями
организма. Дальнейшее накопление клинического и экспериментального материалов
привели к кризису канонизированных представлений в неврологии, в
частности, с пирамидально-экстрапирамидальной концепцией. В результате
критического анализа накопленных знаний была предложена новая нейродинамическая
модель моторновегетативной структурно-функциональной единицы
соматовегетативной регуляции [111,112]. В качестве новой модульной
структурно-функциональной единицы соматовегетативного регулирования выделен
фазотон. По своей функциональной структуре весьма близок строению
гомеостата. Показано, что обеспечение моторновегетативного гомеостаза
достигается в ходе нейродинамической эволюции через флуктуации и неравновесные
фазовые переходы путем смены конформационных нейродинамических
состояний. Оказалось, что характер автоволновых процессов, происходящих
в нейромоторной системе, может быть представлен моделью предельных циклов
и странного аттрактора. Т.е. процессы, протекающие в нервной системе,
принципиально идентичны другим процессам, широко распространенным в
природе.
Используя универсальный информационный язык (спайковую активность и
тонические колебания), нервная система на разных интеграционных уровнях
может создавать модели состояний этих уровней, включая модель состояния
организма в целом. Такой интегративный гомеостат имеет вторую цепь, по
которой циркулирует информационный поток о состоянии внешней среды. Сопоставление
динамических различий и единства двух информационных моделей
определяет поведенческую активность. Так как большинство информационных
потоков могут в конечном счете быть переведены на единый носитель, появляется
уникальная возможность использовать его для сигналов, которые не
актуальны для каждого отдельного гомеостата, но важны как корреляты будущих
жизненно важных материальных процессов в окружающей среде. Это и
есть опережающая адаптивно-компенсаторная реакция организма. Кроме того,
этот механизм есть материальная основа психики.
Психика основана на возможности строить любые абстрактные модели настоящего,
прошлого и будущего состояний внутренней и внешней среды. Особенностью
высшего моделирования на организменном уровне является влияние
абстрактной модели на изменение состояний гомеостатов нижележащих уровней
интеграции. Это используется в системах аутотренинга, гипнозе и
т.п., а также для повышения чувствительности к неосознаваемым потокам
информации, к переводу этой информации на доступный для восприятия психикой
язык. Т.е. появляется возможность искусственного (сознательного)
расширения свободы воли.
Другой интегративной системой, известной из глубокой древности, но до
сих пор в значительной степени не изученной, является акупунктурная система.
Как показывают исследования, она филогенетически древнее нервной,
так как ее отличительные признаки находят у видов, не имеющих нервной
системы, например у растений [29],но тем не менее тесно связана с нервной
системой у тех видов, у которых она есть. Открытие системы биологически
активных точек принадлежит древним китайским медикам, которые систематизировали
влияния воздействия с поверхностных зон кожи на состояние
внутренних органов. Для объяснения существующей взаимосвязи древними китайскими
медиками были привлечены понятия жизненных энергий, которые
циркулируют и взаимопревращаются в системах органов и в точках, расположенных
у поверхности тела. Точки воздействия были сгруппированы в линейные
последовательности, которые отражают существование каналов с протекающей
в определенном пространственно-временном порядке жизненной энергией.
Каждая точка открывается в строго определенное время и тогда становится
наиболее чувствительной к воздействию. В моменты раскрытия точек
происходит сонастройка внутреннего потока энергий с энергиями внешней
среды (Земли и Космоса).
При несоблюдении человеком правил питания и гигиены, несоответствия
одежды сезону и неправильного образа жизни точки раскрываются несогласованно
с изменениями управляющих энергий Неба и Земли. Проникая в организм,
они приходят в противоречие с внутренним состоянием и становятся
для него патологическими, вызывая различные заболевания. Таким образом,
по китайским представлениям, заболевание есть следствие неадекватных информационных
связей в цепи управления внутренним состоянием организма, а
медицина - это наука об адаптивном управлении системами организма, обеспечивающем
динамическое постоянство жизненно важных параметров, имеющем
свой понятийный аппарат, логику взаимосвязи между понятиями. Такие
представления являются в некотором смысле прообразом гомеостатики сегодняшнего
дня [117].
Хотя в середине нашего столетия был открыт феномен повышенной электропроводности
точек кожи, которые находятся над местами расположения точек
иглоукалывания, тем не менее изучение динамики электропроводности не
подтвердило, что жизненная энергия и электрические проявления на коже
это одно и тоже. Электромагнитные явления сопровождают некоторые процессы
в акупунктурной системе, но не отражают полностью той феноменологии,
которую фиксировали китайские врачи и современные исследователи этой
системы. Поэтому возникли предположения, что акупунктурная система
представляет собой холодноплазменное структурированное образование [54];
каркас полевого образования, создающегося за счет движения электрически
заряженных частиц, движущихся в крови, лимфе, нервных проводниках и т.д.
в виде форменных элементов крови, белковых и других полианионных и амфотерных
молекул, ионов разных соединений, радикалов. Важную роль в биополевом
каркасе акупунктурной системы играют некомпенсированные внутренние
поляризационные энергети-ческие токи, а также интенсивность обменных,
термоэлектрических, пьезоэлектрических и других процессов [45]; проявления
микролептонного поля [91]. Общим во всех предположениях являются
представления о надморфологической природе организационной структуры
акупунктурной системы, интегрирующей все процессы в организме и отражающей
изменения во внешней среде. Поэтому наиболее близким понятием,
объясняющим отсутствие морфоло-гического субстрата, является понятие поля
неизвестной природы, наподобие концепции, выдвинутой русским биологом
Гурвичем[38]. В принципе все выдвинутые гипотезы о материальном носителе
информации в системе биологически активных точек не доказывают, но и не
противоречат по своей феноменологии китайской версии о движении ЦИ (жизненной
энергии).
То, что состояние точек акупунктуры соответствует состоянию того или
иного органа или системы доказано всем многотысячелетним опытом применения
метода чжэнь-цзю, но то что состояние внешней среды в них тоже отражается,
долгое время подвергалось сомнениям. Исследования, проведенные в
семидесятых годах, доказали такую связь [115,116].
Показано, что электрофизиологические параметры точек акупунк-туры начинают
коррелировать с будущими изменениями электро-магнитных возмущений
вследствие изменения солнечной активности за трое суток вперед, т.е.
первичным сигналом для нее является динамика гравитационного потенциала
Солнечной системы в окрестности Земли. Это вызывает начало процессов
преадаптации органов и систем к будущим изменениям внешней среды. Когда
активность Солнца снижается до своего обычного уровня, корреляции с апериодическими
электромагнитосферными процессами исчезает. При нарушениях
в этой системе появляется патологическая метеочувствительность и тем
больше, чем глубже нарушения.
Исследования установили, что любое внезапное изменение информации из
внешней среды инициирует развитие кожно-гальванической реакции, вызывающей
перераспределение электри-ческих параметров в акупунктурной системе.
В свою очередь патология какого-либо органа или системы организма вызывает
аномально высокие показатели электрической активности участков кожи,
ассоциированных с данным органом или системой. Причем отмечено, что
чем сильнее нарушена функция, тем выше аномалия и тем большую площадь по
поверхности тела она занимает. В целом, с точки зрения распределения
электропроводности, кожа представляет собой распределенную систему с локальными
неоднородностями, центрами которых являются точки акупунктуры.
Таким образом, акупунктурная система создает на поверхности кожи своеобразный
локатор-фильтр, меняющий свои характеристики (фазическую решетку)
для приема электромагнитной и другой информации.
По вопросу влияния магнитного поля Земли, межпланетного магнитного
поля и солнечной активности на организм человека проводятся обширные
исследования как на популяционном, так и на организменном уровне [смотри
82,144,145].
Каждый индивид, каждая особь имеют свой жизненный цикл, при естественном
завершении которого развивается состояние, именуемое старостью.
Раздел медицины, изучающий особенности этого состояния, называется геронтологией.
Имеется большое количество публикаций по этим проблемам и
различные точки зрения на смысл этого явления. Нами будут рассмотрены
некоторые гомеостатические аспекты этого явления.
В достаточно глубокой по идеям книге В.М. Дильмана [42] старение
рассматривается как сумма болезней гомеостаза. "Развитие и рост организма
были бы неосуществимы, если бы одновременно не увеличивалась и мощность
гомеостатических систем. В определенном отношении увеличение мощности
гомеостатических систем и есть развитие. Таким образом, если жизнь
возможна только при соблюдении стабильности внутренней среды, то развитие
и рост не могут осуществляться без нарушения гомеостаза. Исходя из
этих соображений, было сформулировано положение о законе отклонения гомеостаза:
если стабильность внутренней среды - обязательное условие свободной
жизни организма, то непременным условием развития организма является
запрограммированное нарушение стабильности. Соответственно, наряду
с законом постоянства внутренней среды, существует закон отклонения от
гомеостаза". Старость, как процесс, по мнению Дильмана, заключается в
том, что программа роста и развития завершается, а закон отклонения от
гомеостаза продолжает действовать, что приводит к возникновению болезней.
Это четвертый путь возникновения болезней - онтогенетический. Он
имеет свои особенности и, соответственно, должна быть четвертая модель
медицины, о чем в сущности и написана его книга.
С точки зрения гомеостатики для этапов увядания и отмирания характерно
снижение всех коэффициентов усиления гомеостатов и увеличения всех их
постоянных времени. Однако самым существенным моментом, который приводит
к нарушению работы гомеостата, является снижение его внутреннего противоречия
[32]. Ведь внутреннее противоречие является важнейшим показателем
гомеостата, во многом определяющим его адаптационные и помехозащитные
свойства. Величина внутреннего противоречия изменяется вместе с жизненным
циклом, характер этого уменьшения для каждого из гомеостатов организма
будет разным и во многом зависящим от индивидуальных особенностей
организма и пути, по которому проходил его жизненный цикл. Уменьшение
величины внутреннего противоречия есть уменьшение вещественно-энергетических
ресурсов исполни
...Закладка в соц.сетях
