Основы медицинской гомеостатики - А Степанов

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 исполнительных органов гомеостатов, что естественно ограничивает их адаптационные возможности и в конце концов приведет к невозможности поддержания гомеостазиса даже при нормальных флуктуациях во внутренней или внешней среде. Дальнейшее развитие этого процесса приводит к лавинообразному нарушению всей системы управления функционированием и к гибели организма.

Анализ работы гомеостатов показывает, что функционирование организмов возможно лишь в определенном диапазоне внешних и внутренних противоречий, т.е. существует ограничение как сверху, так и снизу. Комплексное ограничение снизу связано с превышением некого предельного порога напряженности отношений внутри системы гомеостатов. Говоря словами Дильмана,: "Естественная смерть у высших организмов - это смерть регуляторная".

ПОПУЛЯЦИЯ КАК ГОМЕОСТАТ

Популяция выступает в качестве эволюционирующей единицы вида, имеет единый генный фонд (при наличии свободного скрещивания и отбора) и как единый механизм реагирует на изменения внешней среды, обеспечивая выживаемость вида. Таким образом, популяция выступает как единый гомеостат, функциональными единицами которого являются отдельные особи.

Факторами динамики в отношении любых признаков структуры популяции будет давление внешней среды - отбор. Объектом отбора служат как отдельные особи (индивидуальный отбор), так и группы особей (групповой отбор). Другим фактором, постоянно действующим в популяции, является мутационный процесс, который служит источником новых наследственных изменений и поставляет первичное сырье для дальнейшей обработки под действием отбора. Естественный отбор всегда идет по фенотипам. Хотя базой для развития последних являются определенные нормы реакций, т.е. конкретные генотипы, их реализация зависима и от факторов внешней среды. Эффективность действия факторов генетической динамики популяции оценивается по величине элементарного эволюционного события, которое состоит в изменении генных частот в популяции по одной паре аллелей [131]. В качестве важнейших итоговых показателей, характеризующих ценность того или иного гена в популяции, служит выживаемость особи и ее воспроизводительная способность.

Другим мощным фактором популяционной динамики является модификационная (ненаследственная) изменчивость. Чем выше по эволюционной лестнице стоят организмы, тем больший удельный вес приобретают различные онтогенетические механизмы адаптации, говоря гомеостатическим языком, тем шире проявляется свобода воли каждого конкретного организма в популяции. У высших растений широкая модификационная изменчивость обеспечивает им возможность осуществлять нормальное развитие в различных условиях, завоевывать все новые и новые экологические ниши. У животных тонкая адаптация в онтогенезе к факторам среды достигается прежде всего за счет пластичности поведенческих реакций. Например, выработка условных рефлексов на базе безусловных.

Чем выше по эволюционной лестнице стоит вид, тем все более возрастает роль селективных механизмов на уровне взаимоотношений особей между собой. Межвидовые отношения строятся в основном за счет пищевых связей. Внутривидовые отношения определяют в первую очередь воспроизводство вида.

Всего различают три формы внутрипопуляционного отбора: стабилизирующая, движущая и дизруптивная. Стабилизирующая форма отбора - это отбор в пользу установившейся нормы. Движущая форма - отбор в пользу некоторого уклонения от установившейся ранее нормы. Дизруптивная форма отбора - это отбор, в пользу нескольких генотипически установившихся групп и действующий против промежуточных форм.

Свобода воли популяции во много раз шире свободы воли каждой особи в отдельности, так как норма реакции каждого конкретного популяционного признака гораздо шире индивидуальной нормы реакции. Популяционный гомеостат имеет качественно новый уровень создания запаса противоречия для компенсации и адаптации к давлению внешней среды. Он основан на нескольких основных взаимосвязанных механизмах (организационных уровнях) накопления запасов противоречия: 1) балансированный полиморфизм, в основе которого лежит отбор в пользу гетерозигот; 2) фиксированный полиморфизм, при котором имеет место специализация разных генотипических классов, каждый из которых выполняет свою приспособительную роль, при этом жесткость фиксации может быть различной; 3) полиморфизм, обусловленный частотнозависимым отбором; 4) функциональный полиморфизм, который обеспечивается за счет тех или иных онтогенетических механизмов индивидуальной адаптации в пределах нормы реакции, заданной генотипом.

Чем выше по эволюционной лестнице стоит вид, тем больше возрастает роль индивидуального опыта в формировании реакции на изменение ситуации. Этот феномен получил название сигнальной наследственности [73]. Генетическую детерминацию сигнальной наследственности изучает генетика поведения. С точки зрения гомеостатики, качественно новый уровень широты нормы реакции в популяции определяется возможностью свободно строить множество абстрактных моделей состояния внешней среды, последовательно их видоизменять без физического изменения своего состояния, выбирать из множества возможных реакций одну из них.

Исключительное значение сигнальная наследственность приобретает в человеческом обществе. На ее базе формируются: 1- вторая сигнальная система (речь); 2 - поведенческая активность, направленная на изменение внешней среды, и деятельность, опосредованная через измененные элементы внешней среды (орудия производства). В конечном итоге, благодаря этим модификационным возможностям, человеческая популяция создала специфическую наследственную структуру негенетического характера - культуру.

Феномен человеческой популяции заложен в качественно новых способах, по сравнению с популяциями остальных высших животных, коллективной переработки информации и высокой скорости обработки информации индивидом, живущим в культурной среде. В принципе человеческий организм как гомеостат биоструктурно ничем не отличается от всех остальных высших животных. Однако сочетание двух вышеуказанных факторов создало значительное преимущество в выживании за счет направленного изменения среды обитания под пределы границ норм реакции организма. Для направленного изменения среды и создания орудий производства необходимо организовать такой поток информации, который бы отражал свойства объекта, ранее несущественные для выживания.

Изменение содержания информационного потока из внешней среды стало возможным за счет изменения свойств субъекта, которое выражалось в изменении геометрии тела при взаимодействии его с орудиями производства (камень, палка, топор, нож, прибор, системы приборов...). Каждое животное осваивает внешний мир по закону строения своего тела, т.е. имеет соответствующие признаки, информационно комплементарные для взаимодействия с узкой частью внешней среды. Человек, меняя орудия производства, меняет способы взаимодействия в широком диапазоне внутри зоны обитания и за ее пределами, а это расширяет его возможности в приеме информации, т.е. появился новый небиологический способ изменения информационных фильтров на входе в свой гомеостат. Это свойство индивидов эволюционирует по мере накопления небиологической наследственности в такой социально-культурной среде, где произошло достаточно глубокое разделение индивидов по специфике взаимодействия с внешней средой. Имеется в виду специализация человеческой деятельности в материальном, культурном и информационном воспроизводстве. Этот процесс отражается на морфофизиологической динамике популяции, стимулируя ускорение эволюции человека. Нарастает процесс конституционной гетерогенности населения. Высказана даже гипотеза о том, что именно у человека в результате эволюции можно предполагать более тесную связь нервной и генетической памяти [56]. Все эти механизмы направлены на расширение объема, ускорение получения и воспроизводства информации, циркулирующей в человеческой популяции, реализуемой в вещественно-энергетических преобразованиях материального и духовного производства. Такова эволюционная направленность.