Совокупность биологических субстанций (клетки, ткани, органы) становятся живым организмом только при условии сохранения функции водителей ритмов, которые создают устойчивую резонансную динамическую систему.
Основным свойством ведущих ритмов является их способность подчинять флуктуации нижележащих колебательных систем, обеспечивая не только цикличность, но и синхронизацию ритмов, их когерентность15,17,18.
Когерентность – согласованное во времени и пространстве поведение элементов внутри системы5.
Принцип когерентности, обеспечивающий согласованность движений в рамках функциональных систем, является необходимым условием их эффективной работы. Наиболее близкий пример когерентной функции в замкнутом цикле можно наблюдать в работе сердца – последовательные сокращения предсердий и желудочков создают условия для продвижения крови в большой круг кровообращения.
Стабильные резонансные системы, объединённые общими динамическими свойствами, управляемые водителями ритмов, отличаются способностью притягивать близкие по волновым характеристикам частоты, способны вести себя как аттракторы19.
Аттрактор – устойчивое состояние (структура), определяемое различными начальными условиями, которое «притягивает» к себе всё множество «траекторий» системы. Если система попадает в область притяжения аттрактора, то она неизбежно эволюционирует к этому устойчивому состоянию5.
Формирование устойчивых динамических резонансных систем является одним из видимых проявлений закона фрактальности. Организм человека, если его рассматривать как стабильную резонансную систему, стремится к сохранению своей динамической организации. Устойчивость резонансных структур в биологических объектах можно относить к проявлениям гомеостаза как общего свойства живых саморегулирующихся систем. Возможно, в организме человека функционирует множество генераторов резонансных систем, но хорошо изучены свойства лишь двух – главного водителя ритма супрахиазматического ядра гипоталамуса (СХЯ) и синусового узла проводящей системы сердца (СУ). Специальными исследованиями установлено, что нейроны СХЯ обладают автономной, спонтанной активностью с частотой 1- 20 Гц, которые регистрируются в виде отдельных разрядов, пачек и групп импульсов с разными периодами между пачками (биологический код)3,7.
Как известно, частота СУ существенно меньше: 1,0–1,5 Гц (60–90 импульсов в минуту). Частота атриовентрикулярного узла 0,5–1,0 Гц. Очевидно, что иерархия осцилляторов противоположна иерархии собственных частот органов и систем – более высокие частоты вышележащих отделов нервной системы имеют приоритет перед низкими частотами подчинённых осцилляторов. Ближайшие подчинённые осцилляторы находятся в различных образованиях центральной нервной системы3,20. Экспериментальные исследования показали, что при совпадении частот СХЯ в других структурах головного мозга, возникают пиковые резонансные ответы, которые сопровождаются повышением уровня некоторых гормонов в крови в 100-1 000 раз3.
Локализация главного водителя ритма в области гипоталамуса свидетельствует о ведущей, координирующей роли этого осциллятора, определяющего синхронизацию и когерентность всех подчинённых систем и их связь с внешним миром. Ретикулярная формация может в таком случае играть роль каскадного усилителя главного водителя ритма. Многочисленные исследования биоэлектрической активности мозга свидетельствуют о высокой степени синхронизации в работе его структур21,23. Принципиально важно, что специализированные образования нервной системы (осцилляторы) оказывают влияние не только на циркадные суточные, месячные, годовые и другие ритмы (это свойство биологические системы получают по наследству)3,8,24,25. Не менее важна роль водителей ритма как организаторов устойчивых резонансных систем, обеспечивающих синхронность и когерентность функций.
Библиография
1. Клизовский А.К. Основы миропонимания новой эпохи. М.: УП «Звезды гор», 2004.
2. Чижевский А.Л. Земля в объятиях Солнца. М.: Изд-во ЭКСМО, 2004.
3. Чернилевский В.Е. Участие биоритмов организма в процессах развития и старения. Гипотеза резонанса. Сборник МОИП № 41. 2008:123 -39.
4. Otsuka К, Cornlissen G, Halberg F. Circadian Rhythmic Fractal Scaling of Heart Rate Variability in Health and Coronary Artery Disease. Clinical Cardiology 1997; 20: 631.
5. Князева E.H., Курдюмов С.П. Основания синергетики: Синергетическое мировидение. Изд. 3-е, доп. М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2010.
6. Goldberger A.L, West В. J. Fractals in physiology and medicine. Yale J Biol Med 1987; 60(5):421-35.
7. Загускин С.Л., Федоренко H.H. Специфический для живой природы параллельный резонансный захват и возможная его роль в аномальных явлениях. http://strannik.
8. Комаров Ф.И., Загускин С.Л., Раппопорт С.И. Хронобиологическое направление в медицине: биоуправляемая хроно физиотерапия. Терапевтический архив. 1994; 8:3–6.
9. Singer W.Neuronal activity as a shaping factor in the self-organization of neuron assamblies. Synergetics of the Brain. Prossidings of the international Symposium on Synergetics at Schloos Elmau, Bavaria. Springer Series in Synergetics. 1983; May 2–7: (23). PI.
10. Sothern R.B., Cornelissen G., Yamamoto T, Takumi T, Halberg F. Time microscopy of circadian expression of cardiac clock gene mRNA transcription: chronodiagnostic and chrono-therapeutic implications. Clin Ter. 2009 Mar-Apr;160(2):25–34.
11. Широносов В.Г. Резонанс в физике, химии и биологии. Ижевск. Издательский дом «Удмурдский университет», 2001.
12. Загускин С.Л., Никитенко А.А., Овчинников Ю.А., Прохоров А.М. с соавт. О диапазоне периодов колебаний микроструктур живой клетки. Докл. АН СССР. 1984. 6: 1468-71.
13. Chen G, Allahverdiyeva Y, Aro EM. Electron paramagnetic resonance study of the electron transfer reactions in photosystem II membrane preparations from Arabidopsis thaliana. Biochim Biophys Acta. 2010; 15:1223-32.
14. Лихтенберг А., Либерман M. Регулярная и стохастическая динамика. М.: Мир, 1984.
15. Ward L.M., Doesburg S.M., Kitajo К, MacLean S.E., Roggeveen А.В. Neural synchrony in stochastic resonance, attention, and consciousness. Can JExp Psychol 2006; 60 (4): 319-26.
16. Акимов A.E., Московский А.В. Квантовая нелокальностъ и торсионное излучение. Концептуальные проблемы квантовой теории измерений. Философское общество СССР, МНТЦ ВЕНТ. М.; 1991:121.
17. Блехман И.И. Синхронизация в природе и технике. М.: Наука, 1981.
18. Малкин В.Б., Гора Е.П. Участие дыхания в ритмических взаимодействиях в организме. Успехи физиологических наук. 1996; 2: 61–77.
19. Ward L.M., Doesburg S.M., Kitajo К., MacLean S. E., Roggeveen A. B. Neural synchrony in stochastic resonance, attention, and consciousness. Can J Exp Psychol 2006; 60 (4): 319-26.
20. Koepchen H.R., Abel H.H. Kluussendorf D. Integrativ neurovegetative and motor control phenomena and theory. Funct. Neurol. 1987; 4:389.
21. Kpamun Ю.Г. Принцип фильтрации и резонансной настройки циклических нервных контуров в теории высшей нервной деятельности. Успехи физиологических наук, 1986; 2(17): 31–55.
22. Novak Р, Lepicovska V, Dosstalek С. Periodic amplitude modulation of EEG. Neurosci. 1992; 2:213–215.
23. Adey W.R. Molecular aspects of cell membranes as substrates for interaction with electromagnetic fields. Synergetics of the Brain. Prossid-ings of the international Symposium on Synergetics at Schloos Elmau, Bavaria. Springer Series in Synergetics. 1983; May 2–7, (23). PI.
24. Bohus B. Opiomelanocortins, learning and memory: sygnificance of multiple behavioural information in one polypeptide molecule. Synergetics of the Brain. Prossidings of the international Symposium on Synergetics at Schloos Elmau, Bavaria. Springer Series in Synergetics. 1983; May 2–7, (23). PI.
25. Jamsek J, Stefanovska A, McClintock P. V. Wavelet bispectral analysis for the study of interactions among oscillators whose basic frequencies are significantly time variable. Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys. 2007; 76(4): 221.
Глава 4
Патологические процессы и течение болезни
4.1. Статика, динамика и патологический процесс
Движение (динамика) и его ограниченный временем фрагмент (статика) отражают взаимосвязанные понятия, которые играют важную роль в формировании представлений о пространстве, времени, закономерностях развития и существования окружающего мира. Они находят отражение в онтологии, гносеологии и методологии теорий о связи активности и пассивности, изменчивости и неподвижности, движения и покоя. Динамика и статика – общенаучные и вместе с тем специальные понятия. Под динамикой в философском смысле понимают любое движение, изменение, темпоральность – «изменение вообще». В прикладных значениях понятие динамики ближе всего к представлениям о движении тел в пространстве. Основы динамической теории созданы Г. Галилеем в Италии (1564–1642) и И. Ньютоном в Англии (1643–1727). Понятие статики, согласно учению Архимеда, обозначает состояние покоя, неподвижности, устойчивости, стабильности или равновесия.
Представление о движении в замкнутых системах получили развитие в теоретических работах Р. Клаузиуса (термодинамика). В биологии основные закономерности эволюции систем (популяций) исследованы в рамках теории изменчивости видов Ч. Дарвина. Сложные пространственно-временные отношения, обусловленные динамикой и статикой, получили развитие в общей и специальной теории относительности А. Эйнштейна. Очевидно, что законы поведения динамических систем (совокупности объектов или структур, объединенных общей функцией или происхождением) действуют в отношении любых объектов живой и неживой природы. Все биологические процессы динамичны, поскольку движение – основное свойство жизни (Р. Вирхов). Динамике подвержены и патологические процессы. К. Маркс, будучи мыслителем и философом, довольно точно сформулировал сущность болезни как ограниченную в своей свободе жизнь, поставив динамический признак в центр понятия, которому до настоящего времени нет убедительного и всеобъемлющего определения. Насколько ограничена в своей свободе движения жизнь, настолько большую свободу получает болезнь.
Биодинамика, как учение о движении в биологических средах, стала находить применение в клинической практике намного позже биохимии. Термин патокинез, характеризующий развитие патологических процессов во взаимосвязи и времени, и сегодня известен небольшому числу врачей. Биодинамические критерии учитываются при оценке патологического процесса, но не занимают заметного места в представлениях специалистов о болезни, ограничиваясь сравнением клинических данных или результатов лабораторного исследования «в динамике». Сложилось так, что структурные, морфологические, биохимические сведения о состоянии органов и систем в норме и патологии, служат основой для диагностических суждений врача, а главное – для доказательств в медицине1. Морфологический субстрат болезни является прекрасной почвой для укрепления материалистического детерминизма. Однако биодинамика в клинической практике уже прошла начальный период развития (движение на уровне биохимических реакций, биологических сред), осваивает следующий этап (движение в суточных ритмах) и приближается к пониманию закономерностей возникновения, развития и поведения патологических процессов. Эта наиболее значимая для клинической практики проблема заключается в том, что биодинамика патологических процессов открывает путь к познанию механизмов обострения болезни и ее катастрофического течения. Ведь сосуществование с хроническими заболеваниями системы кровообращения, ассоциированными с атеросклерозом, было бы терпимым, если бы не сосудистые катастрофы. Внезапное изменение характера давно существовавшей болезни, непредсказуемое и необъяснимое, – именно это обстоятельство часто представляется врачу фатальным. В клинической практике прогноз течения болезни чаще всего основывается на результатах морфологических, структурных или биохимических исследований, отражающих разрушение или повреждение (клеток, тканей, органов) и поэтому представляется более или менее правдоподобным только в предвидении очевидных осложнений2,3.
Такое знакомое каждому врачу понятие как болезнь лишь на первый взгляд представляется бесспорным и однозначным. При ближайшем рассмотрении оказывается, что болезнь не всегда удается уверенно отграничить от здоровья, а само это понятие существует в широком (философском, биологическом) и узком (прикладном, профессиональном) смысле. Узкое профессиональное, приближенное к требованиям повседневной медицинской практики понятие болезни, предполагает существование у врача определённых представлений о комплексе клинических, лабораторных и инструментальных данных, которые характеризуют как нозологическую форму. Нозологические единицы поддаются классификации и учёту, что совершенно необходимо для организации работы лечебных учреждений и анализа лечебного процесса. Диагностический поиск, основанный на анализе симптомов болезни и результатов дополнительного обследования, завершается определением нозологической формы болезни. Критерии определения признаков болезни и методов её лечения основаны на результатах статистического анализа сведений о больших группах больных1. Нозологический код позволяет зашифровать все симптомы в краткую формулу – «стенокардия напряжения», «цереброваскулярная болезнь». Хотя нозологическое мышление упрощает работу врача и делает ее в технологическом смысле более надежной, стандартизация мышления неизбежно приводит к упрощению представлений о заболевании, поскольку нозологическая форма – это статический результат законченного развития событий. Другой недостаток нозологического мышления заключается в неизбежном усреднении представлений о болезни, создании обобщенного образа, который частично заменяет реальность. В процессе диагностики картина заболевания должна быть сопоставлена с типичными признаками (симптомами), которые совпадают с подобными признаками в основной массе больных. Чем больше совпадений, тем достовернее диагноз. При этих условиях индивидуальный прогноз течения заболевания может быть основан только на предположениях и догадках врача. Статистический анализ даже большого числа подобных случаев может быть полезен для анализа заболеваемости в популяции, но не для конкретного случая1.
Стандартизация нозологического мышления распространяется и на представления о течении заболевания. Для большинства врачей совершенно очевидно, что течение болезни характеризуется прогрессированием патологического процесса от одной стадии к другой. Формированию нозологического мышления способствуют и представления о характере патологических процессов, которые лежат в основе заболевания. По определению патологический процесс
– это закономерная последовательность явлений, возникающих в организме при воздействии патогенного фактора и включающая нарушения нормального течения жизненных процессов и защитно-приспособительных реакций3.
Итак, главное: патологический процесс – это последовательность явлений. Основное свойство любого процесса – существование и развитие во времени и пространстве. Несмотря на всю очевидность сложившихся представлений о болезни, сегодня сохраняют актуальность некоторые вопросы, имеющие не только теоретическую, но и практическую значимость. Вот некоторые из них: Известны ли нам закономерности развития и поведения патологических процессов? Связано ли поведение патологического процесса с «действием патогенного фактора» или оно обусловлено собственными свойствами динамической системы новой сущности, которую мы называем болезнью?