| |||||||||||||||||||||||||||||||
О некоторых условиях, необходимых для существования и
Для гомеостатов живых систем требуется стабилизация внешней среды в определенных пределах жизненно важных параметров. Приведем наиболее общую классификацию жизненно важных параметров внешней среды: 1. Соотношение мощности энтропийных и неэнтропийных процессов; 2. Наличие постоянных векторных сил, действующих на Земле; 3. Наличие потребляемых энергетических ресурсов определенной мощнос- ти; 4. Наличие потребляемых пластических веществ и скорость их "диффузии" при перепаде концентрации.
Скорость энтропийных и негэнтропийных процессов определяет диапазон, в котором может существовать жизнь [17]. Соотношение это определяется начальными условиями возникновения вселенной и величиной фундаментальных физических констант. Вариации любого физиологического параметра можно оценить через Н-функцию Больцмана для энтропии и Шенона для информации. Автором [17] было введено представление о "зоне жизни" системы. Любая переменная (Х) любой живой системы, пока последняя существует и/или функционирует как целое, может изменяться от некоторого минимального значения Хmin до мак- симального Хmax. Этот диапазон изменений назван "зоной жизни" (Zv) сис- темы по Х. Крайние значения - границы Zv . Существенную переменную в Zv можно всегда нормировать и выразить в относительных единицах: h = (X-Xmin)/(Xmax-Xmin), (1) где: Х- текущее значение переменной в некоторых единицах измерения; h-текущее нормированное значение Х. При таком рассмотрении качество функционирования системы Q(h) описывается при помощи выражения: Q(h) = -khlnh. (2) либо: Qs(h) = -(1-k)ln(1-h) (3) где: h-определено (1), 0 " k " . Качество функционирования системы Q(h) максимально становится только тогда, когда h = h1 = 1/e 0.368, либо в зеркальном случае: h = h2 = 1- 1/e 0.632. Чтобы не зависеть от от единиц измерения оба выражения (2) и (3) можно разделить на их максимальные значения, равное k/e, тогда получают следующие выражениe: R(h) = -ehlnh, (4) Rз(h) = -e(1-h)ln(1-h). (5) Если изобразить графически R(h) и Rз(h) в Zv , то получим асимметрич- ные куполообразные кривые с максимумами при h1 и h2, в обе стороны от которых величины R(h) и Rз(h) уменьшаются, и можно выделить "зоны" ка- чества функционирования. Помимо галактических факторов на эволюцию гомеостатов живых систем действуют самые разнообразные Земные физические факторы, такие как све- товые, тепловые, газовые, радиационные, ионно-солевые и т.д. Но среди этих факторов только три действовали постоянно и упорядоченно с самого начала возникновения Земли: гравитация, геомагнитное поле и силы враще- ния Кориолиса [46]. Биосистемы развиваются под их непрерывным действием и зависят от их изменений все время. Эти факторы имеют уникальные особенности, которых нет у других - они обладают векторной направленностью, проникающим действием через любые преграды (экраны) и периодическими упорядоченными изменениями (колебани- ями) во времени. Указанные главные геофизические факторы создают опреде- ленную пространственно-временную систему, в которой происходит возникно- вение и развитие биосистем. Поэтому гомеостаты должны отслеживать их, адаптироваться к ним или каким-то образом компенсировать их нарушающее действие. Следует отметить, что еще одной из важных характеристик гоме- остатических систем является ритмичность изменения их структур и функций (показателей), отражающих изменение состояния организма. Именно вектор- ный характер функциональных реакций, обеспечивающих гомеостаз, помогает выяснить фундаментальный принцип составляющий основу гомеостаза, на ко- тором зиждется единство организма со средой, принцип СИММЕТРИИ. Принцип биосимметрии, заложенный в функциональной активности гомеостатов, отра- жается и на их структурной организации. Известно, что симметрия тесно связана в своей основе с пропорцио- нальностью, т.е. с соотношением целого и составляющих его частей. Эта связь находит свое выражение в так называемом "золотом сечении", являю- щемся основой гармонического построения живых и неживых систем. (По воп- росу золотого сечения и его проявления в Природе смотри [147]). Энергетический субстрат - температурные границы существования, нали- чие освещенности и ее цикличность, вещества энергоносители (пища), гра- витационные перепады, электрические и магнитные поля. Электронно-заряд- ное равновесие. Интегративным показателем видов обмена внутри гомеостатов в биохими- ческом аспекте является кислотно-щелочное равновесие - (КЩР). Его откло- нения некомпенсированный алкалоз или ацидоз. КЩР ограничивается атом- но-молекулярным уровнем и является собственно электронно-зарядным равно- весием акцепторных (кислой реакции) и донорных (щелочной реакции) моле- кулярных соединений. О важнейшем значении электронно-зарядного равнове- сия свидетельствует тот факт, что в ходе эволюции выработались специ- альные механизмы его регуляции. В организме человека и высших животных известен гомеостат буферной системы крови, состоящий из подсистем гоме- остатов эритроцитарно-гемоглобиновом, бикарбонатном, фосфатном, белков плазмы. Выход этих гомеостатов за границы рабочих параметров приводит в сторону либо превалирования акцепторных (отнимающих электроны), либо в сторону донорных (отдающих электроны) молекулярных соединений и от- дельных ионов. В связи с их высокой реакционной способностью (разъедаю- щие свойства кислот и щелочей) происходит повреждение структур организма и нарушение его функций. Кроме того, некомпенсированное превалирование акцепторных или донорных молекулярных соединений приводит к расширению и деформации структур (например, эмфизема легкого, дилятация сердца) вплоть до разрыва химических связей с соответствующими последствиями для жизнедеятельности организма. Все экстремальные энергетические факторы внешней и внутренней среды ведут структуры организма к перегреву и расширению вплоть до разрыва связей и гибели организма. При гипоэнергетическом состоянии организма клетки вынужденно переходят на вспомогательный, менее выгодный энергети- ческий цикл - гликолиз, приводящий к образованию большого количества мо- лочной кислоты, а вследствие этого - к некомпенсированному сдвигу элект- ронно-зарядового равновесия в сторону превалирования акцепторных соеди- нений. Пластический субстрат - наличие веществ, идущих на постройку физичес- кой структуры гомеостатов, скорость их потребления, ограничиваемая ско- ростью поступления (массопереноса), возобновления (реакреации, синтеза).
| |||||||||||||||||||||||||||||||