Смекни!
smekni.com

Экстремальные состояния организма и термодинамика диссипативных систем (стр. 2 из 4)

Итак, речь идет о саморегуляции, смысл которой заключается в формировании общего целого из разрозненных частей. Саморегуляция проявляется на разных уровнях организации естественного мира и осуществляется в форме динамического взаимодействия двух начал, присутствующих в любой сложной биологической системе – стремления к порядку и стремления к хаосу. Объединяет эти противоположные начала универсальная функция энтропии, которая неуклонно стремиться к снижению своего количественного выражения. В этом отношении теория диссипативных систем в работах И. Пригожина. представителей его школы и многих других исследователей смыкается с теорией синергетики, получившей широкое распространение в последние годы. Синергетика основана на идеях системности, целостности мира, общности закономерностей его развития на всех уровнях организации, на признании нелинейности и необратимости происходящих в нем изменений и взаимосвязи случайности и необходимости, то есть хаоса и порядка. Являясь новым подходом к видению мира, синергетика неожиданно проявляет связь с идеями, имеющими многовековую историю.

От древних учений Индии и Китая синергетика наследует идею всеобъемлющей целостности, общих закономерностей, которым следует мир в целом и человек в нем. Не только философская, но именно научно-мировоззренческая значимость идеи с позиций синергетики воспринимается гораздо полнее и глубже. Показательно в этом отношении недавно опубликованное на русском языке (издательство Санкт-Петербургского государственного университета) исследование Сатпрема, посвященное творчеству Шри Ауробиндо Гхош. основоположника интегральной йоги. Опираясь на многолетнее изучение индуизма. Шри Ауробиндо сформулировал представления, приложение которых к широкоизвестному и утвердившемуся в современной науке принципу единства и борьбы противоположностей придает ему обновленное содержание. Согласно этим представлениям, все объекты Вселенной, от минерала до человека, сохраняются в целостном состоянии, а живые объекты действуют благодаря трем качествам. Одно из них – тамас – привносит инерцию, темноту, торможение, другое – раджас – движение, страсть, а третье – саттва – контролирует противоборство (или противостояние) двух первых, создавая свет, гармонию и целостную многоцветную картину мира. При этом йога понимается как способность сконцентрировать энергию и направить ее на стабилизацию и гармонизацию. Проявление исключительных способностей человеческого тела (то есть организма) Ауробиндо расценивает как использование скрытых, потенциальных возможностей его саттвы, которое может быть достигнуто лишь на основе духовного, нравственного и физического самосовершенствования. Таким образом, речь идет не о двухмерной, а о трехмерной диалектике, в которой, помимо двух противоборствующих начал, присутствует еще и третье – регулирующее. Возникает не очень ясное, в научном отношении достаточно абстрактное, не получившее пока конкретного выражения, понятие об "оптимизаторе".

Когда обсуждаются механизмы регуляции на уровне функциональных систем организма, то сложившиеся представления о нейрогенных и гуморальных регулирующих факторах вполне устраивают. Если же обсуждать элементарные процессы жизнеобеспечения, осуществляемые на ультраструктурном уровне, в живой клетке, то в этом случае возникают серьезные вопросы, связанные с регуляцией онтогенетической жизненной программы в различных условиях существования. Недостаточно ясны, в частности, автономные механизмы, регулирующие чувствительность живой клетки к внешним воздействиям, то есть так называемую "пассивную стратегию ее адаптации". Что касается механизмов, реализующих регуляцию активности клетки, то многое объясняется достаточно хорошо развитыми представлениями о роли концентрации кальция в цитозоле и его участии в создании комплексов с кальмодулином. Правда, и здесь не все, видимо, решается на уровне биохимических механизмов. Имеются данные, например, о влиянии слабого магнитного поля в режиме параметрического резонанса на скорость кальмодулинзависимого фосфорилирования миозина. И объясняется этот феномен изменением пространственного расположения ионов кальция в активном комплексе кальмодулина, то есть уже микрофизическими, а не гистобиологическими процессами. Так же как феномен различия изоферментной активности при идентичности химического состава. И нельзя исключить, что режим, периодичность этих резонансных регулирующих механизмов устанавливается при участии генетически детерминированной базисной программы жизнедеятельности организма. Уже известны сведения о возможности участия резонансных механизмов в феномене распознавания "своего" и "чужого" при иммунных реакциях.

Существование генетически детерминированной программы базисной активности, на которую уже вторично как бы наслаиваются изменения режима функциональной осцилляции, обусловленные адаптивными процессами, подтверждается многими данными, хотя они и не получили пока еще достаточно конкретного научного выражения. Так, автор оригинальной теории функциональных систем П.К. Анохин сознательно отступает от конкретного стиля изложения, когда переходит к представлениям о согласовании внутриклеточных механизмов с характером функционирования. Он ограничивается замечанием, что такое согласование может выполняться лишь сложной адаптивной системой, способной оценивать временную организацию внешних воздействий и обладающей опережающим отражением внешней среды.

На основании исследования адаптивных процессов в живой клетке С.Н. Гринченко и С.Л. Загускин приходят к заключению, что смена пассивной и активной стратегий адаптации в соответствии с временной организацией внешней среды и ритмами энергетики составляет характерную особенность не только клетки, но и вообще всех биосистем. Авторы указывают на наличие в клетках, а, по их мнению, и вообще в биосистемах внутренних источников активности. Для реализации этих источников должна существовать особая подсистема целенаправленной оптимизирующей регуляции. Предлагаемая авторами алгометрическая модель живой клетки содержит наряду с функциональным каналом и связанными с ним энергетическим и трофическим (пластическим) каналами еще и подсистему "оптимизатор". Задача последнего состоит в преобразовании энергии и распределении ее между тремя вегетативными процессами в живой клетке:

– выполнением целевой функции в интересах всего организма;

– энерговоспроизведением (включая и электрогенез);

– пластическим обновлением (трофическими процессами).

Каждый из этих процессов протекает в собственном, детерминированном временном режиме. Причем энерговоспроизведение – на порядок, а трофика – на два порядка инерционнее функционального канала. Согласно представлениям авторов, это имеет глубокий смысл: межклеточное взаимодействие, ответственное за стабильную "жизнь" тканей и, стало быть. за устойчивую адаптацию всего организма, осуществляется в гораздо более замедленном режиме, чем общеорганизменная ответная реакция, обеспечивающая срочную адаптацию к изменениям внешней среды.

Если даже ограничиться только представленными примерами, становится очевидным, что появление синергетики как научного направления произошло не на пустом месте. Ему предшествовали, с одной стороны, философские, мировоззренческие обобщения, основанные на древних учениях и широко используемые в медицине Востока, а с другой стороны – научные факты, полученные при изучении глубинных, ультраструктурных процессов и нуждающиеся в очередном этапном обобщении. В.Д. Беляков специально посвятил свою актовую речь, произнесенную 29 декабря 1981 года в день 183-й годовщины Военно-медицинской академии, обоснованию необходимости таких этапных обобщений. Результатом обобщения многих и разноплановых научных фактов и явилось создание самостоятельного научного направления – синергетики.