Основы медицинской гомеостатики - А Степанов

В разработанной схеме модели гомеостата новыми моментами являются: наличие противоречия между каналами и управление этим противоречием как "горячим" резервом; согласование управления заданиями Р1 и Р2 со стороны Р3; введение дифференциального метода включения каналов и сам объект с сохранением принципа конкурентного управления.

Для иллюстрации хороших динамических свойств гомеостата ниже приводится компьютерная осциллограмма переходного процесса при большом скачкообразном возмущении, подаваемом в точку суммирования u1 и u2. Из осциллограммы (рис. 2а) видно, что при относительно сильном возмущении (q0/xst=5) гомеостаз быстро восстанавливается.

Рис. 2. Переходные процессы при скачкообразном возмущении в объекте. а- величина возмущения q0 = 100; б- предварительное отключение Р1 и затем приложение возмущения q0= 80.

Если величину q0 в тех же условиях увеличить до 110, то гомеостат потеряет живучесть, т.е. способность поддерживать заданный гомеостазу y=xst.

Если по каким-либо причинам происходит отключение одного из каналов регулирования, например Р1, то гомеостаз после небольшого колебательного процесса восстанавливается (рис. 2б). Но в этом случае снижается адаптационный ресурс гомеостата, а следовательно, и его живучесть. Он способен при принятых условиях, выдержать без нарушения поддержания значений выходного параметра y=xst величину возмущения q0 в диапазоне от-10 до +80, тогда как в норме выдерживает внешнее возмущение в диапазоне от -100 до +100. Таким образом, говоря языком биолога, границы нормы реакции гомеостата по данному признаку значительно сужаются.

В механизмах гомеостата важную роль играет ВНУТРЕННЕЕ ПРОТИВОРЕЧИЕ, которое определяет внутреннюю управляемую конкуренцию и демонстрирует при этом мало изученные стороны закона единства и борьбы противоположностей. Разные философские системы указывали, что противоречия являются одним из определяющих в познании механизмов различных явлений в природе и обществе. Сейчас уже требуется осмысление и развитие этого понятия не только на философском уровне, но и на уровне системных исследований вплоть до создания методов количественной оценки противоречий.

ПРОТИВОРЕЧИЕ в гомеостатических системах - это характеристика различия и противоположности целей подсистем, вызывающих конкурентную борьбу между ними с соответствующими негативными последствиями для этих подсистем ("плата" за противоречие), и позитивного эффекта для всей системы (в виде повышения качества управления и устойчивости системы). Формальным образом вводятся также понятия "остроты противоречия", "степени антагонизма", "напряженности отношений", "компромисса" и т.п.

ОСТРОТА ПРОТИВОРЕЧИЯ - качественный показатель противоречия, определяемый через относительную противоположность целей "противоборствующих" подсистем. С формальной стороны острота противоречия рассматривается как степень разнонаправленности целей и как показатель их удаленности от осей баланса.

ПЛАТА ЗА ПРОТИВОРЕЧИЕ - это прагматическая оценка, характеристика негативных последствий в системах, вызванных действием между ними конкурентных или конфликтных отношений.

Внутри больших систем могут одновременно существовать противоречия между целой совокупностью целей, а при превышении эквивалентной величиной противоречия какого-то предельного значения может возникать обратимая или необратимая потеря устойчивости системы вплоть до ее распада. В связи с этим появляется необходимость введения эквивалентных показателей противоречия, которые позволили бы оценивать интегральную характеристику противоречия. В качестве такой характеристики используется показатель напряженности отношений.

НАПРЯЖЕННОСТЬ ОТНОШЕНИЙ внутри системы - это интегральная характеристика противоречия, обобщенная по совокупности противоречивых целей и учитывающая значимость целей и фактор последействия.

Напряженность отношений в конструктивном плане снимается компромиссом, т.е. некоторой платой каждой из конкурирующих сторон подсистем большой системы.

КОМПРОМИСС - это характеристика снятого противоречия, в общем случае определяемого через уменьшение величины противоречия, остроты и негативных последствий его действия; компромисс требует от конкурирующих (конфликтующих) подсистем каких-либо уступок, которые являются "платой" за позитивные последствия компромисса. Управление компромиссом, а следовательно, и величиной противоречий для подсистем внутри большой системы, играет особенно важную роль в биологических системах.

В биологических системах можно выделить два основных типа разрешения противоречия: целенаправленные, стремящиеся обеспечить устойчивую и экономичную работу системы в нормальных и экстремальных условиях, и патологические ("извращенные"), которые не способствуют достижению заданной цели функционирования системы.

ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННЫМ ОБРАТИМЫМ РЕШЕНИЕМ ПРОТИВОРЕЧИЯ в процессе функционирования гомеостатических систем является такое временное уменьшение внутреннего противоречия, которое либо обеспечивает сохранение баланса между конкурирующими каналами, либо способствует компенсации сильного внешнего воздействия.

ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННЫМ РАЗРЕШЕНИЕМ ПРОТИВОРЕЧИЯОшибка! Закладка не определена. В ПРОЦЕССАХ РАЗВИТИЯ гомеостатических систем будет такое изменение внутреннего противоречия гомеостата, которое в определенном отношении является адекватным уровню внешних возмущений и помех, действующих на гомеостат.

ПАТОЛОГИЧЕСКИМ РАЗРЕШЕНИЕМ ПРОТИВОРЕЧИЯ в гомеостатических системах будут такие изменения внутреннего противоречия, которые вызывают переход конкуренции между каналами гомеостата в конфликт и приводят к грубым нарушениям гомеостаза.

Существенную роль в процессе функционирования больших активных систем может оказывать феномен паразитирования, вызванный особым видом противоречия. Этот феномен часто служит началом деградирующих тенденций. Суть этого феномена состоит в том, что цели каждой подсистемы можно подразделить на цели, достигаемые в интересах всей системы (глобальные цели, ради которых и существует данная подсистема), и цели жизнеобеспечения подсистемы (цели ее собственных нужд). "Активные" подсистемы могут менять свои цели состояния в ущерб всей системе, например, гипертрофировать цели своего обеспечения и даже генерировать новые цели, направленные на удовлетворение своих "личных" интересов. Поскольку ресурс обычно ограничен, для достижения гипертрофированных целей одна из подсистем расходует на них большую его часть, а в пределе и весь ресурс.

Паразитирование может быть внутренним, внешне-замкнутым и также внешне-разомкнутым, когда отбирается ресурс от окружающей среды.

ПАРАЗИТИРОВАНИЕ - это избыточное потребление подсистемой ресурсов на свое жизнеобеспечение в результате гипертрофированного изменения своих частных целей в ущерб целям системы или окружающей среды.

Формально вводится индекс паразитирования, как один из видов "платы" за негативное проявление противоречия между действительным функционированием системы и тем, как она должна функционировать, исходя из заданных критериев оптимальности.

Гомеостатика вводит такие понятия, как ЗАПАС ПРОТИВОРЕЧИЯ и закон сохранения противоречия. Под запасом противоречия понимается избыточно создаваемые и поддерживаемые в гомеостате ресурсы пластических и энергетических веществ, которые могут использоваться при временном резком повышении их расхода для поддержания нормального функционирования системы в целом при ограничении притока ресурсов извне. В норме создаваемый избыток нейтрализуется и таким образом существует потенциально, готовый быть вовлеченным в метаболизм в любой момент при необходимости. Противоречие в природных и живых системах играет жизненно важную роль как источник ультра-устойчивости систем и как средство повышения качества их функционирования. Гомеостаты живых организмов объединяются ("склеиваются") между собой в ИЕРАРХИЧЕСКИЕ СЕТИ ОТНОШЕНИЙ, которые могут быть союзническими, партнерскими, нейтральными, конкурентными, конфликтными и комбинированными. Объединяясь, гомеостаты образуют гомеостат более высокого организационного уровня, который функционально обладает принципиально таким же механизмом обработки информации как и гомеостаты его составляющие, но на качественно новом (интегральном) уровне. Такие гомеостаты будем называть соответственно гомеостатами второго и более высоких порядков.

Имеются экспериментальные работы, показывающие возможность количественной оценки величины противоречия и степени антагонизма не только между отдельными гомеостатами в организме, но и социальных систем, например в малых человеческих коллективах, в которых в различной форме проявляются кооперативные, конкурентные и конфликтные отношения. В таких системах могут действовать паталогические отношения типа "бюрократического функционирования" и "информационного вредительства".