Оглавление         Введение         Часть 1         Часть 2         Часть 3         Заключение

Глава 1        Глава 2         Глава 3         Глава 4        Глава 5     Литература

Глава 2.

Введение в теорию гомеостаза

«Эволюция – есть абсолютный аргумент и, пожалуй,

самый яркий пример долговременной адаптации

неравновесных систем организованной материи

ко второму началу термодинамики»

 Автор

Приступая к предмету нашего изложения, постараемся построить его на основе общих принципов «концепции адаптации и адаптивной регуляции гомеостатических систем», соединяющих в себе:

1.        Эволюционную теорию «Происхождение видов путём естественного отбора» Чарльза Дарвина (1859);

2.        Принципы возбуждения и торможения в учении профессора И.М. Сеченова (1866);

3.        Классическую теорию «о парабиозе»  и «физиологической  лабильности» одного из основателей русской физиологической школы, профессора Н.Е. Введенского (1886-1926);

4.        Учение его выдающегося ученика и последователя профессора А.А. Ухтомского «О доминанте» (1907-1937);

5.        Ремарку немецкого биолога H. Dotterweich «О привыкании к раздражению, адаптации и торможению»[1];

6.        Блистательное эмпирическое учение об «адаптационном синдроме»  известного  канадского патофизиолога и эндокринолога профессора Hans Hugo Bruno Selye (1950);

7.        Постулаты «Общей теории функциональных систем» профессора П.К. Анохина и профессора К.В. Судакова (1958-1996);

8.        Основные положения концепции профессора В.В. Парина и теории его ближайшего ученика, профессора Ф.З. Меерсона «О системном структурном следе в общем адаптационном синдроме» (1965-1988);

9.        Принцип профессора Н.А. Онищенко «энергетическая задолженность и энергетический дефицит» в общем генезе адаптационно-приспособительных гомеостатических реакций (1975-1988);

10.     Принцип профессора В.А. Фролова «дифференцированный подход к состоянию гиперфункции» в его «Теории патологии сердца» (1975-2002);

11.     Основные положения «Структурных основ адаптации и компенсации нарушенных функций» профессора Д.С. Саркисова (1987-1988);

12.     Поправка профессора Е.И. Чазова к теории стресса: «Физиология защитных реакций организма» (1996);

13.     Принцип обратной связи профессора И.И. Шмальгаузена (1968) в едином информационном устройстве органического мира;

14.     Основные положения теории профессора И.Р. Пригожина о термодинамической сути структуры, устойчивости, флуктуаций и самоорганизации «сложного» (1966-1994);

15.     Определения и суть определений в «Теории информации и информационных пространств».

Первые идеи, положенные в основу самостоятельного и весьма обширного направления в науке о гомеостазе, названного так в 1929 году американским ученым Вальтером Кенноном (W. Cannon), были сформулированы за много лет до него выдающимся биологом и врачом Клодом Бернаром ещё в середине XIX века (C. Bernar,  1887).

    Наука о гомеостазе, по Клоду Бернару, это учение о жизненных процессах, имеющих «только одну цель: поддержание постоянства условий жизни во внутренней среде, как необходимый элемент свободной и независимой жизни».

    Это было смелым, дерзким утверждением даже для привыкшего ко всяким потрясениям XX века. Оно подтвердило себя во времени, заставив пересмотреть многие и многие постулаты  естественных наук, дало колоссальный толчок серьёзным обобщениям и фундаментальным классификациям того времени.

    В ряду имён, отстоявших и развивших составляющие элементы теории гомеостаза, талантливые ученые, виртуозные врачи и естествоиспытатели: E. Pfluger (1877), L. Fredericq (1885), Н.Е. Введенский (1886), C. Bernar (1887), Ch. Richet (1900), А.А. Ухтомский (1907), И.П. Павлов (1912), Л. Штерн (1917), W. Cannon (1929), А. Сперанский (1936), H. Dotterweich (1940), Л. Орбели  (1950), И.П. Павлов (1951), E. Gellhorn (1952), К.М. Быков (1954), П.К. Анохин (1958), H. Selye (1959), И.Р. Пригожин (1960), Г.М. Франк (1961), В.В. Парин (1961), Ф.З. Меерсон (1961), И.И. Шмальгаузен (1968), Н.М. Эмануэль (1970), В.А. Фролов (1978, 2002), Р.Ю. Ильюченок (1979), Н.А. Онищенко (1983), Д.С. Саркисов (1987), К.В. Судаков (1997), В.А. Фролов (2002), Н.А. Агаджанян (2003).

    Среди них: очень известные ученые и абсолютно незнакомые миру имена. Среди них: верные соратники и непримиримые противники, учителя и их последователи. Среди них те, чьи идеи опровергли представления одних, но никогда не были признаны другими. Среди них есть и те, кто даже не подозревал, что своим скромным трудом сможет дать повод именитым ученым публично отказаться от своих, уже признанных мировой общественностью, концепций. Среди них врачи, физиологи,  патологи, философы, практики и теоретики. Среди них люди, имевшие и имеющие свои признанные научные школы и фантазеры – одиночки, экспериментаторы и эмпирики. Но их всех объединяет только одно качество: своим талантом и опережающим эпоху даром предвидения они внесли колоссальный вклад в историю становления самостоятельного научного мировоззрения. За этим мировоззрением – будущее, развитие которого сделает его блистательной академической теорией. Это учение о гомеостазе.

    Сегодня знания о гомеостазе, системах и уровнях гомеостатической регуляции только формируются, но уже сейчас это направление в науке шагнуло далеко за рамки биологии и медицины в область подлинно классического естествознания. Опираясь на фундаментальные научные исследования и строгие математические инструменты, оно впервые готово сформулировать принципиально новый подход к оценке широчайшего спектра явлений и процессов, наблюдаемых в природе, обществе, мироздании. Обобщить их. Попытаться раскрыть тончайшие механизмы жизни и взаимодействий, установить общности и всеобщность частного, открыть широчайшие перспективы не только для серьёзного научного планирования и прогноза, но и для адекватного управления процессами в самом широком диапазоне сфер деятельности и жизни человека.

    Мы уверены, что риск дерзости, совершаемой нами теперь, о котором мы говорили во «Введении», более чем оправдан, ибо базируется на знании и опыте талантливых людей. Мы постараемся в процессе обобщения этих знаний и этого опыта, излагая своё видение, своё понимание «Идеи единого гомеостатического устройства», заинтересовать наших настоящих и будущих коллег, заранее рассчитывая на вдумчивость одних, снисходительность и доброжелательность других.

    Обращаясь же к существу вопроса, мы планируем сконцентрировать внимание на том,  что толкование таких понятий как «реакция адаптации», «стресс-синдром»,  «функциональный и энергетический резерв» применимы лишь для систем,  внутренняя среда которых отлична от среды их обитания, а их жизнь - есть непрерывная борьба за активное поддержание такого отличия.

    Есть у нас к этой книге ещё одно, не менее «деликатное» требование: анализируя системы и механизмы взаимодействия участников гомеостатических систем в частном, общем и всеобщем взаимодействии, попытаться установить единый принцип и единый критерий оценки эффективности этого взаимодействия.

    На первый взгляд, эта задача носит более прагматический характер, нежели научный. Но это не совсем верно, ибо теория без практики – это «ничто», а отсутствие инструментальной (объективной) оценки наблюдаемого эффекта позволяет лишь констатировать эффект, придаваясь затем умозаключениям или статистической схоластике. Констатировать же явление, не познав его сущности, это прерогатива прошлого.

    Каждому специалисту: будь то биолог, врач, инженер, педагог, экономист и даже политолог приходится на практике иметь дело с необходимостью оценивать состояние той или иной ситуации, конструкции, системы, организма, системокомплекса и т.д.  При этом для правильной оценки начального (исходного) состояния логически и нормативно нельзя не учитывать весь объем причинно следственных отношений устоявшегося и весьма динамичного равновесия изучаемого объекта. Ибо он находится в постоянном взаимоотношении (взаимодействии) не только со своей внутренней средой и координирует деятельность подчиненных ему систем. Он, одновременно, будучи заключен в рамки функционального действия (действий) системы более высокого уровня организации (взаимодействий с вышестоящим иерархом), призван осуществлять свою конкретную функцию в рамках отведённых ему задач, взаимоотнося её (свою функцию) с эквипотенциальными ему участниками в той же системе.

    Трудно не согласиться, что без знания теории, такой практический опыт обречён на упрощение и далек от научного подхода. Знание же теоретических основ не возможно без объективной оценки действия и его последствий. Без практического инструмента теория остается «слепой» и, как правило, не востребованной.

    К сожалению, единого подхода к оценке состояния таких разных по масштабу и сущности объектов, какие мы планируем охватить в своем изложении, пока нет. Существующий же анализ зачастую либо утрируется нагромождением бесчисленного количества взаимосвязей и не исполняется, поскольку учесть весь каскад таких отношений не представляется возможным (слишком глобальна система).  Либо, напротив, предельно минимизируется, теряя, таким образом, и объективность прогноза, и надежность эффекта от предполагаемого или совершаемого действия.

    Уже при первом знакомстве с объектом своего изучения, нам предстоит использовать какой либо изначальный инструмент комплексной оценки субъективных и объективных  показателей. Сегодня для врача: это анамнез жалоб, симптомокомплекс, температура тела, кровяное давление, частота пульса, результаты лабораторных, аппаратных, инструментальных и других исследований. Для экономиста: валовой продукт, стоимость, себестоимость, структура ценообразования и т.д.  Для финансового работника: баланс трат и доходов, прибылей, налогов, финансовых потоков. Для политолога: показатели распределения общественных течений, мнений, внутри или межгосударственных отношений. Для юриста: соотношения законодательных и подзаконных баз с совершаемым или совершённым правовым действием. Для физика: объективные волновые, статические или динамические характеристики и параметры объекта исследования. И ещё многое, многое другое, составляющее суть субъективной и объективной информации, применимой для её объективизации.

    Знание своей профессии, статистических характеристик и форм изучаемого объекта (участника), его исторических, динамических, статических и статистических особенностей, позволяет грамотному специалисту произвести первичную их идентификацию до уровня предварительного заключения (первичного «диагноза»). Но этого мало.

    Если мы изучаем процесс, чтобы в него вмешаться, нам предстоит, так или иначе, повлиять на него, имея определенную целевую установку действия. Иными словами, перед нами стоит вполне конкретная задача: нарушить устоявшееся равновесие (баланс), вызвать усиление одних процессов, ослабить или предотвратить другие ценой перераспределения их значимости (или эффективности).

    Но ведь это автоматически означает, что какой-то ряд неучтённых в предварительном исследовании эффектов (на этапе оценки исходного состояния и постановки «диагноза») будет иметь своё место и развитие. Какой-то ряд противодействий: планируемых, ожидаемых или неожиданных также может состояться. И именно от этой совокупности планируемых, ожидаемых и неожиданных событий будет зависеть успех действия как такового.

    На сколько же последствия планируемого или исполненного действия и развитие событий изменят ожидаемый эффект, предположить более чем сложно. Здесь решающим фактором успеха является талант, квалификация и статистический опыт исполнителя, его умение быстро принять правильное решение, где не последнюю роль играет интуиция[2].

    Именно для специалиста такого уровня нужен надежный инструмент качественной и количественной оценки и, желательно, оперативного динамического контроля происходящих событий, действий, эффектов. И именно такой инструмент нужен для медицины, как науки[3] в самом широком смысле этого понятия.

    Так или иначе, но в любом случае необходимость выполнить условие углублённого изучения объекта, вторичной, а, возможно, и третичной идентификации его характеристик, признаков, динамики процесса обязательна.

    Сегодня: это может быть и инструментальный, и аппаратный анализ; иногда - тонкое аналитическое исследование. И всегда - математический инструмент количественной оценки эффекта, прогноза, сравнения, корреляции.

    При этом, со знанием или без знания (что не допустимо, но, увы, имеет ещё место) общего устройства, исходного состояния объекта, системы, причинно следственных отношений, противодействий, такое вмешательство всегда будет иметь результат, который и укажет на эффективность совершенного действия, тем более, если речь идет о таком объекте как гомеостатическая система.

    Каков он будет этот «эффект результата» от исполненного и совершаемого действия, какова будет его эффективность?

    Очевидно, что эффект всегда будет временным.  Но временным по-разному. Он может быть долгосрочным и исчисляться годами, тысячелетиями, если изначально был произведен с учётом (ожидаемый эффект), без учёта (неграмотность) или вопреки обобщающим знаниям (преступление) о последствиях произведенного действия.

    Эффект может быть кратковременным, если не учитывал или учитывал (ожидаемая «безобидность» действия) компенсирующие этот эффект противодействия, вызванные его несоответствием (аллотипностью) общим законам развития.

    Но ведь суть не только в сроке жизни полученного эффекта. Суть в том, что фактор его качества для человека и человечества в целом может нести равно позитивный и негативный характер. Быть созидательным, разрушительным или «безобидным».

    Для врача, оперирующего на уровне гомеостаза организма пациента: это от минимального ограничения «не навреди» до максимального «облегчи страдания» и «исцели».

    Для эколога, затрагивающего менее сложную, но иерархически находящуюся на более высоком уровне, форму гомеостаза – планетарную биосферу: от минимального «защити» до максимального «освободи».

    Для военных, как силового инструмента в решении политических вопросов: от минимального: «охрани, не убий, но угрози», до максимального: «угрози, убий, но охрани» и т.д.

При сегодняшнем уровне знаний, мы не можем вполне и твердо знать, каким будет эффект действия: созидательным, разрушительным или индифферентным для более высоко стоящей над ним системы, в состав которой входит изучаемый объект действия или для подчиненной ему системы. Но мы можем абсолютно быть уверены в том, что компенсирующие или противодействующие силы возникнут всегда и обязательно будут направлены на сохранность более высоко отнесенного к нашему объекту уровня организации системы.

    В любом случае, если наши планируемые или совершаемые действия имеют претензию на объективность знания, мы должны ориентироваться в том, что принесёт наше действие участникам уровня, стоящего в прямом или опосредованном подчинении системе, над которой или в рамках которой это действие совершается.

    Каковы же будут для нас последствия, совершивших это действие? Каков будет эффект собственно действия и будет ли он?  Как долго этот эффект будет существовать?  Какова будет его (эффекта) обратимость? Очень важно уметь правильно знать и прогнозировать не только с позиций долговременности, чтобы не совершить непоправимость, не создать иллюзию долговременности или безобидной краткосрочности, но и оценить с позиций целесообразности, эффективности, рентабельности. От этого, в конечном итоге, зависит успех любого планируемого или совершаемого нами действия (от врача до военного).

    Безусловно, надо стремиться к самому глубокому анализу, поскольку от него зависит качество и надёжность прогноза. Уже сегодня можно с более или менее высокой степенью уверенности координировать и прогнозировать реакции не только внутри изучаемого объекта или системы, в рамки которого заключено это планируемое или совершаемое действие, но и на одном (эквипотенциальном) уровне взаимоотношения с другими аутентичными (эквипотенциальными) системами.

    Это очень важно, поскольку открывается уникальная возможность доступа к следующему, более высоко стоящему уровню единой системы, в состав которой входит предмет нашего действия. А значит, делает перспективу анализа значительно более точной и грамотной.

Нельзя забывать и о том, что чем сложнее и насыщенней анализ, тем большее количество времени он отнимает. Не исключено, что, увлекшись широким арсеналом исследовательских способов, само действие потеряет свою актуальность. Тогда, выиграв в фундаментальности, мы потеряем его практическое назначение. Этот аргумент, на первый взгляд, исключает основную идею: сохранение глубины прогноза. Это не так. Ибо прогноз не заменит эффект, а эффект никогда не возникнет без действия.

Как же совершить действие, сохранив его актуальность, не жертвуя эффективностью и глубиной анализа?

Если принять обязательным условием знание специалистом своей профессии (знание частного устройства объекта действия), рождается целевая установка и для предмета нашего изложения и для специалиста, ради которого мы этот предмет пытаемся изложить:

1.        Изучение общего устройства и законов жизни системы, в рамках которой планируется совершение действия;

2.        Определение места планируемого действия в иерархии причинно следственных  отношений с системой более  высокого и более низкого уровня организации;

3.        Выбор инструмента для комплексной и как можно более объективной оценки ожидаемого эффекта от планируемого или совершаемого действия, характера и опасности (травматичности) ответной реакции как со стороны самого объекта действия, его участников и партнеров равного (эквипотенциального) уровня организации, так и со стороны той системы (систем), в жизнедеятельность которой (которых) мы вмешиваемся.

    Только на основании такой оценки может быть составлен в той или иной степени своевременный и надежный прогноз. А уже на его базе должен вырабатываться или корректироваться стратегический план действия, способ и тактика его применения.

    Только на основании такой оценки должны быть определены стратегия, тактика и способ расширения, сохранения, защиты или восстановления функциональных возможностей объекта, являющегося предметом нашего действия.

    В этом, по существу, заключается гармоническая (физиологическая) сущность профессионально грамотного действия.

Здесь представляется важным и весьма своевременным сказать о том, что критерием действия на любом уровне организации любой системы, входящей в охватываемую нами область интересов, может быть названа «эффективность действия» или «эффект действия».

Как же понять, что есть «эффективность действия» и что есть «эффект действия»?

«Эффектом» называется: «нравственное действие, впечатление, влияние. Сильное, разительное действие на чувства»[4], «впечатление, производимое кем, чем-нибудь на кого, что-нибудь».[5]

    Таким образом, «эффект действия»  - это последствие от совершенного действия, произведенного впечатления, оказанного влияния  или выполненной работы.

    «Эффективность действия» - это соотношение объема полезного действия (выполненной работы) к объему затраченной энергии на его совершение («нравственного» действия, «впечатления, влияния, разительного действия на чувства»).

При этом следует учитывать и оценивать эффективность действия для всех участников жизнедеятельности системы:

1.        На более высоком уровне по отношению к субъекту действия;

2.        На эквипотенциальном уровне (на равном или одном уровне);

3.        На более низком уровне, входящим в состав субъекта действия.

Но остается еще масса вопросов, на которые хотелось бы получить ответ:

Что такое «физиологические или функциональные возможности», «физиологический или функциональный», а тем более, «энергетический резерв» исследуемого объекта, системы в целом?

    Что представляют собой «конфликтные» или «резонансные» ситуации? На сколько серьезно их эффект и эффект от их последствий грозит экологическими и психологическими конфликтами, политическими коллизиями, аффектными состояниями?

    Что такое «аффектные состояния»? Чреваты ли они необратимыми  или краткосрочными последствиями?  Каков резерв устойчивости систем к таким последствиям? Где предел их компенсирующих возможностей и существует ли он?

    Где искать такие обобщенные и, одновременно, точные и надежные критерии количественной оценки и объективного прогноза ожидаемого результата? Что и в какой мере может стать инструментом для его совершения? Как его выбрать? Не примет ли планируемый эффект иную, извращенную, атипическую форму?

Мы постараемся в своем изложении найти ответы на максимально возможное число поставленных вопросов, но, прежде всего, хотелось бы разобраться в основных понятиях  предлагаемой теории, привести в соответствие лексикон употребимых терминов, их соответствие самим понятиям.

    Задача не совсем простая, поскольку из опыта истории следует, что «терминологические дебаты» являются самыми тяжелыми. Это понятно и объяснимо, поскольку, находясь на рубеже «непознанного», каждый исследователь вправе «в априори» давать то условное наименование, которое позволяет ему легко объяснить сначала себе, а потом другим, сущность наблюдаемого эффекта.[6]

    Со временем, таких «априорий» накапливается всё больше и больше, и, если исходный предмет был не только интересен, но и важен, то идентификация «априорных» терминов только мешает его развитию. Это требует обязательных мер систематизации и, если не единства, то, хотя бы, – единоподобия.

    Нам представляется, что уровень развития проблемы, о которой говорим теперь мы в своем изложении, достиг, наконец, того «апогея», когда терминологическое «единоподобие» стало жизненно необходимым, хотя бы в рамках данного изложения.

    Для этого, приступая к описанию основополагающих постулатов «Идеи единого гомеостатического устройства», мы постараемся использовать тот терминологический инструмент, который никогда не отвергался учёным миром: это лексикон классической философии, физики, нормальной и патологической физиологии.

    К сожалению, и на этом пути нам придётся столкнуться с целым рядом «технических» сложностей и проблем, но мы надеемся «методом допустимых компромиссов» найти понимание и попытаемся добиться понимания коллег.

Основные термины, категории и понятия

В своей работе «Стресс и нервизм» (1960), адресованной книге Ганса Селье «Очерки об адаптационном синдроме», изданной в Москве в 1960 году, профессор М.Г. Дурмишьян пишет: «Проблема единства организма и среды в биологических науках ставилась многократно и в разных аспектах. Со времени Ламарка и Дарвина она стала узловой, главным образом в плане глубокого изучения факторов, обусловливающих эволюцию органического мира. Почти в то же время медицинская наука и её основа – физиология вплотную столкнулись с другим аспектом проблемы: механизмами нарушения и восстановления единства организма и среды.

    В 60-х годах XIX столетия выдающийся французский физиолог Клод Бернар существенно развил представление об единстве организма и среды, выдвинув концепцию о постоянстве внутренней среды, являющемся, по его словам, «условием свободной жизни». Он не только различал «космическую среду» и «внутреннюю среду» организма, но и говорил об их общности, подчеркивая при этом, что в силу переменного характера космической среды, постоянство внутренней среды организма является непременным условием его существования».

    Далее профессор пишет: «Если сопоставить относительное постоянство внутренней среды с фактом прерывистого снабжения организма необходимыми веществами, то неизбежно встает вопрос о резервах организма, о наличии депо, откуда внутренняя среда может черпать необходимые пополнения для своего постоянства.

    В период развития этих представлений Клода Бернара, физиология обогатилась фундаментальным открытием… о центральном торможении, установленном И.М. Сеченовым (1863), … последующим развитием рефлекторной теории И.М. Сеченова, И.П. Павлова и Н.Е. Введенского, вскрывшей основные механизмы саморегуляции, координации и интеграции функций,… классические исследования Л.А. Орбели (1935) об адаптационно-трофической функции симпатической нервной системы,… о нервной трофике А.Д. Сперанского (1935)…

    Почти одновременно, - пишет М.Г. Дурмишьян, - американский физиолог Вальтер Кеннон (1929, 1932) сформулировал принцип гомеостазиса». Конец цитаты.

Понятие «гомеостаз» и понятие «гомеостатическая система» очень широки. Они включают в себя сложный набор скоординированных приспособительных (адаптационных) механизмов и реакций, направленных на компенсацию последствий, устранение или ограничение факторов, действующих на гомеостатические системы как из внешней среды (экзогенные факторы), так и из внутренней среды (эндогенные факторы). При этом, главная цель любой гомеостатической системы: сохранение постоянства состава физико-химических или биологических свойств собственной внутренней среды, несмотря на изменения и сдвиги во внешнем мире. Эта цель иерархически распределена от первого в ряду участников, обладающих свойством гомеостаза (гомеостатического субъекта) – элементарной частицы (?) и органеллы до «Высшего гомеостаза».

«Гомеостаз» и «гомеостазис»

В дословном определении биологов и врачей, где родилось понятие  «гомеостаз» или «гомеостазис»[7] - это относительное динамическое постоянство внутренней среды и некоторых физиологических функций организма человека и животных (кровообращение, обмен веществ, терморегуляция и т.д.).

Очень важно напомнить еще раз ту формулировку, которую предложил сам автор термина «гомеостаз» Вальтер Кеннон (1929): «Учение о гомеостазе - это учение о жизненных процессах, имеющих только одну цель: поддержание постоянства условий жизни во внутренней среде, как необходимый элемент свободной и независимой жизни».

    Это действительно важно, поскольку со временем и/или одновременно изначальное содержание, заложенное автором в саму фразу «поддержание постоянства условий жизни во внутренней среде» трансформировалось в «постоянство внутренней среды». А ведь это не одно и тоже. Важно, что подразумевал автор, о чем он изначально думал[8].

    Тем более интересен факт, что и А.Н. Северцов (1922), и W. Cannon (1929) и И.П. Павлов (1936) и многие другие учёные в тот период времени, говоря о гомеостазе, имели в виду «постоянство условий жизни во внутренней среде», а иногда: «постоянство внутренней среды организма». Т.е. и о среде обитания того или иного представителя живого мира и о его внутренней среде. Но было и есть одно из канонических условий эволюционного учения Ч. Дарвина (1859): «сохранение вида путем естественного отбора» в борьбе организмов «за устойчивость среды обитания». Иначе говоря: в борьбе «гомеостаза» организма за «гомеостаз» среды обитания. От первых многоклеточных «агрегатов» (Э. Либберт, 1982), первичной «слизи» (Ч. Дарвин, 1859) и гаструл до человека.

    Скорее всего, во всём «виноват» образ мыслей и предмет профессиональных интересов биологов и врачей. Врач мыслит конкретными категориями организма пациента, не выходя, как правило, за его рамки. Биолог более склонен к обобщениям, к поиску связей, закономерностей, эволюционизму. От того и смысл, вкладываемый в понятие «гомеостаз» биологами и врачами, разнится.

    Врачи, в большинстве своем, используют этот термин только как характерную особенность внутренней среды организма (H. Dotterweich, 1940, H.H.B. Selye, 1950) или живой клетки (Ф.З. Меерсон, 1961, Н.А. Онищенко, 1973, Н.А. Агаджанян, 2003 и др.); биологи рассматривают гомеостаз как первопричину эволюционного развития (Ч. Дарвин, 1859, Р.Ю. Ильюченок, 1979, Э. Либберт, 1982); биохимики и биофизики, - как прецедент «живого» в термодинамическом неравновесии (М.В. Волькенштейн, 1981, 1988, А. Ленинджер, 1985), продуцент избыточной энтропии, находящийся в дали от равновесия (И.Р. Пригожин, 1973).

Очень полно по этому поводу сказал наш известнейший современник профессор Д.С. Саркисов (1987), внесший исключительный вклад в морфофункциоанльный анализ адаптивных возможностей гомеостатических систем. В своей работе «Структурные основы адаптации и компенсации нарушенных функций» (1987) он пишет:

    «Под термином «гомеостаз» понимают постоянство состава крови, лимфы, тканевых жидкостей, заключающееся в удержании на определенном уровне осмотического давления, общей концентрации электролитов и концентрации отдельных ионов, кислотно-основного состояния, содержания питательных веществ, продуктов промежуточного и конечного обмена веществ. Эти показатели даже при значительных изменениях условий внешней среды удерживаются на определённом уровне, отклонения от него бывают небольшими. В настоящее время термином «гомеостаз» пользуются более широко. Так, говорят, например, о внутриклеточном гомеостазе, подразумевая под этим относительную динамическую устойчивость ядерно-цитоплазматических отношений, структурно-функциональных связей между различными органеллами клетки и др. Таким образом, - заключает автор, - термин «гомеостаз» приобрел значение обобщающего понятия, отражающего все разнообразие частных проявлений относительной стабильности биологических систем».

    Не менее, на наш взгляд, примечательна позиция очень авторитетных за рубежом и у нас в стране крупных американских биохимиков Питера Хочачки и Джорджа Сомеро в вопросе о «гомеостазе». В своей книге «Биохимическая адаптация» они говорят: «Концепция гомеостаза, зачатки которой можно обнаружить ещё в работах Клода Бернара… получила в начале нашего века последовательное развитие в теории W.B. Cannon, согласно которой организмы способны поддерживать постоянство внутренней среды, несмотря на изменение окружающих условий. Очевидно, - пишут авторы, - что конечный результат многих… стратегий адаптации состоит именно в поддержании гомеостаза» (P.W. Hochachka, G.N. Somero1988).

    Вполне очевидно, что, находясь на общебиологических позициях анализа и выбора оптимальных стратегий биохимической адаптации, авторы даже не придали большого значения замеченному нами акценту трактовки В. Кеннона «поддержание постоянства условий жизни во внутренней среде».  Может быть, это действительно не так важно, как нам представляется. Но отсутствие чёткого понимания существа терминологического освещения процесса, к сожалению, очень часто сопровождается путаницей и ошибками принципиального характера.

    Так, в частности, те же авторы П. Хочачка и Дж. Сомеро, цитируя мысль C.P. Mangum и D.W. Towle (1977), утверждают, что «во многих случаях поддерживается не состояние определенных структур, а их функция,  где результат адаптации во всех… случаях – не гомеостаз (постоянство состояния), а скорее «энантиостаз»[9]. Авторы прямо обозначают свою позицию: «Хотя явления гомеостаза весьма обычны у многих организмов, очевидно, что существуют и иные стратегии адаптации, не приводящие к постоянству и даже не направленные на его поддержание»[10].

    Пожалуй, в качестве последнего примера, иллюстрирующего разнообразие суждений и понимания термина «гомеостаз», приведем цитату докторов Л.Х. Гаркави, Е.Б. Квакиной и М.А. Уколовой (1979). В своей книге «Адаптационные реакции и резистентность организма»[11] авторы пишут: «Постоянство внутренней среды есть условие свободной жизни организма, по определению Клода Бернара (1878). Уолтер Кеннон (1932) ввел термин «гомеостаз», что означает ещё более широкое понятие – поддержание относительного динамического постоянства всего организма. При этом был вскрыт механизм поддержания этого постоянства – автоматическая саморегуляция – результат совершенствования приспособительной деятельности в процессе эволюции». Конец цитаты.

Ещё и ещё раз мы готовы подчеркнуть, что существо понимания любого процесса зависит, в конечном итоге, от точности терминологического обеспечения, а потому не вина, а беда многих авторов, что используемая терминология в медицинской и биологической науке часто допускает неакадемическое толкование.

    В контексте нашего изложения ясно одно: и первое определение автором термина «гомеостаз», и общепризнанное определение учебника биологии настолько уязвимы, что не всегда могут быть истолкованы однозначно. Они либо ограничивают сферу применимости весьма объёмного понятия «гомеостаз» только «внутренней средой» организма или клетки. Либо используют его трактовку как аргумент в механизмах эволюционного процесса.

    Возникает естественное непонимание (не когерентность) абсолютно правильных по существу, но не вполне корректных по содержанию трактовок одного и того же понятия. От примитивного: «внутренняя среда», до политически выдержанного: «человек в результате преобразования природы сам создаёт условия для своего обитания».

    Очень трудно не согласиться, что такие толкования «гомеостаза» «вырывают» из общего устройства (или сбоку от него) какое-то одно конкретное частное. Надо признать, что само по себе это «частное» не создаёт больших трудностей, благодаря широте избранного В. Кенноном термина. Но это «частное» предвносит, может быть, не столь яркие, но весьма серьёзные проблемы в понимание сокрытого существа: что есть первичное и что вторично.

    На наш взгляд, все-таки, исторически и функционально следует трактовать понятие «гомеостаз» не просто «ещё шире». Не только как свойство внутренней среды, и уже, тем более, полнее, чем характеристика «внутренней среды обитания».

    Бесспорно: «гомеостаз» – это состояние стабильности и постоянства; безусловно: «гомеостаз» – это состояние внутренней среды. Но, «гомеостаз» - это ещё и катализатор, главный аргумент, субъект и участник появления, развития и усложнения «живой материи».

    В связи с этим, нам видится, что значительно проще и правильнее оставить без комментариев мнения многих уважаемых авторов по поводу термина «гомеостаз» и подойти к его использованию с точки зрения лингвистики, физики и философии, оперирующих точными определениями и категориями, не допускающими двойного или редуцированного толкования. Поэтому на вопрос:

Что же такое «гомеостаз»?

Мы бы ответили так: в переводе с греческого языка homoios – подобный, stasis – стояние, неподвижность, то этимологически: Гомеостаз - это состояние, подобное неподвижности.

С позиций философии: Гомеостаз – это научная категория, отражающая состояние чего-либо, имеющего внутреннюю среду, отличающуюся от среды окружающей.

Тогда возникает целый ряд дополнительных вопросов:

Состояние чего?

Ответ: состояние какой-либо «системы», имеющей внутреннюю среду, отличную от внешней среды.

Что есть система?

Ответ: понятие «система» родилось от греческого слова systema. В переводе: «составленное из частей, соединенное». Т.е. «система» есть совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях между собой и образующих определенную целесообразность.  В полном соответствии с «Теорией систем» Людвига Берталанфи (1949), понятие «система» органически связано с понятием «целостности». Для «системы» характерно не только наличие связей и отношений между собой (определенная организованность), но и неразрывное единство со средой, во взаимоотношениях с которой «система» проявляет свою целостность[12].

Если «гомеостаз» это состояние, то какое состояние?

С точки зрения философии: состояние «гомеостаз» следует квалифицировать как «тип динамического равновесия» (состояние подобное неподвижности), действующий по принципу «обратной связи» в направлении восстановления нарушенного равновесия.

С позиций термодинамики формулировка становится более четкой, ибо данное состояние (гомеостаз) можно характеризовать как «неравновесное» по отношению к окружающей среде.

В чем же целостность и целесообразность гомеостаза?

Здесь, как нам кажется, лучше всего вернуться к ответу, сформулированному с философской точки зрения: целесообразность гомеостаза в динамическом равновесии.

О состоянии какой системы идет речь: открытой, закрытой или полуоткрытой?

С точки зрения «Теории систем»[13] и авторов «Термодинамической теории структуры, устойчивости и флуктуаций»[14] речь может идти только об открытой системе. Не вступая в полемику со столь авторитетными оппонентами и используя «Метод исключений», попытаемся совершить собственное определение:

1.        Если принять условием, что системы бывают не только двух типов: закрытая, и открытая, а предположить возможность существования промежуточных состояний:  полуоткрытая и полузакрытая система, то:

2.        Система, которая в процессе своей жизнедеятельности обменивается с окружающей её средой веществом, энергией и информацией, не может быть названа «закрытой»;

3.        Система, которая по определению имеет четко выраженную границу раздела и несмешения внешней и внутренней сред, не может быть названа «открытой»;

4.        Система, которая в процессе своей жизнедеятельности весьма активно обменивается с окружающей её средой веществом, энергией и информацией, используя при этом очень широкий арсенал информационно-транспортных средств, не может быть названа «полузакрытой»;

5.        Значит система, о которой мы говорим, - это «полуоткрытая» система, обладающая свойствами «гомеостаза» и способная самостоятельно его поддерживать.

Продолжая развивать избранный подход к толкованию понятия «гомеостаз», нельзя ограничиваться только констатацией «неравновесия», «открытости» или «закрытости» гомеостатических систем. Мир полон бесчисленными представителями «неравновесий», «открытостей» и «закрытостей». Под такое определение, в равной мере подпадают и представители «застывшего мира» неживой природы. Нас же интересует, в первую очередь, мир динамически развивающийся, «живой», способный наперекор второму закону термодинамики, но в полном соответствии ему, уменьшать энтропию «полуоткрытой системы». Системы, способной активно упорядочить «хаос» энтропии за счет привлечения энергии химических превращений, за счет «производства избыточной энтропии»[15] и поддерживать такое «производство» в течение всей своей жизни. Т.е. нас интересуют системы, которые могут использовать какие-либо источники энергии для создания и поддержания созданного неравновесия.

Из всего вышеизложенного следует, что:

«Гомеостаз» - это неравновесное состояние системы по отношению к окружающей среде, самостоятельно поддерживающей такое неравновесие в  условиях   обмена  веществом, энергией и информацией.

    Поскольку «гомеостаз – это не только состояние, но и свойство материи, то любую систему, обладающую таким свойством или его признаками, можно уверенно назвать «гомеостатической системой». Из чего следует, что:

1.        «Гомеостаз» – это особенность и условие жизни материи вдали от термодинамического равновесия.

2.        «Гомеостатическая система» - это любая открытая или полуоткрытая система,  наделенная гомеостазом или обладающая его свойствами.

3.        Главные признаки гомеостаза:

    ·         Несмешение внешней и внутренней сред;

    ·         Термодинамическое неравновесие по отношению к внешней среде;

    ·         Обмен с внешней средой веществом, энергией и  информацией;

    ·         Саморегуляция в производстве энтропии;

    ·         Возбудимость

4.        Иерархическая свобода и независимость любой гомеостатической системы определены наличием выраженной границы (естественной или искусственной) между внутренней и внешней средой ее местоположения и/или обитания.

Естественный и искусственный гомеостаз

Гомеостаз может быть естественным и характеризовать живые системы, и искусственным,  поддерживающим постоянство своей внутренней среды с привлечением дополнительных, экзогенных источников и участников обмена веществом, энергией и информацией.

    В этой книге мы будем касаться и гомеостаза естественного, связанного с эволюционным процессом развития и становления живых систем, как естественной модели для управления, оптимизации и прогноза, и гомеостаза искусственного, созданного волей человека (антропогенный фактор) в «борьбе» с Природой.

Естественный гомеостаз - есть неравновесное состояние системы по отношению к окружающей среде, самостоятельно поддерживающей такое неравновесие в  условиях   обмена  веществом, энергией и информацией.

Искусственный гомеостаз - есть неравновесное состояние системы по отношению к окружающей среде и поддерживающее такое неравновесие в условиях привлечения дополнительных источников вещества, энергии и информации.

Искусственный гомеостаз (хлебное поле, сад, огород, жилище человека, город и т.д.) не может быть в полной мере устойчивым к факторам внешнего воздействия[16]. Это связано прежде всего с тем, что он «лишен» адекватных механизмов гомеостатической регуляции. Те же естественные механизмы, которые начинают действовать сразу после «рождения»  такого искусственно созданного (человеком) неравновесия, губительны для него.

    Искусственный гомеостаз в любом виде обречен на мутации, модификации и смерть, даже при его внешнем поддержании.

    Стабильным во времени и пространстве может быть только естественный гомеостаз и естественная гомеостатическая система, о чем может свидетельствовать история возникновения сложных форм гомеостатического устройства жизни на Земле.

Говоря же о «гомеостатическом устройстве» вообще и «гомеостатических системах» в частности, нельзя не рассмотреть основные понятия регуляторного свойства, а это весьма обширный и серьезный словарь терминов. Его основа закладывалась более ста лет и представляет собой мощный фундамент для формируемого объединения учений, концепций, теорий.

    Поэтому нам представляется чрезвычайно важным остановиться на описании таких базовых для нас понятий, как: «Адаптация и реадаптация», «адаптационный синдром», «функциональные системы», «физиологические реакции», «специфический и типический ответ», «индивидуальность».

Адаптивные системы

Весьма часто в литературе «гомеостатические системы» называют «адаптивными системами». Мы умышленно упоминаем об этом, поскольку эти два определения не есть тождество, но они столь близки и так часто рассматриваются как тождественные, что наверное, будет излишне дерзким настаивать на соблюдении пунктуальности.

    Но, будучи принципиально последовательными в своем изложении, заметим только, что «адаптивная система» может в равной мере представительствовать «живой» мир (клетка, организм, биосфера и т.д.) и неживую природу (конструкция, композиционный материал, лексика и т.д).

Что же такое адаптация?

Избранный физиологами, врачами, философами и др. термин «адаптация», ничуть не проще предыдущего термина «гомеостаз». С той лишь разницей, что смысловая его нагрузка еще более широка. Бесспорно, что в контексте нашего изложения, этот термин будет в большей мере интересовать в аспекте его «однозначности» толкования применительно к процессам приспособительного свойства.

    Адаптация, по мнению одного из самых крупных специалистов патологической физиологии в области «Теории адаптации» профессора Ф.З. Меерсона – это процесс приспособления организма к внешней среде или к изменениям, совершающимся в самом организме[17].

    Адаптация – «есть привыкание или приспособление к новому непрерывно продолжающемуся состоянию раздражения, т.е. к некоторым более длительно продолжающимся изменениям определенных условий среды» в соответствии с ремаркой немецкого биолога H. Dotterweich (1940).

    Адаптация, приспособление, компенсация нарушенных функций – это, по мнению одного их крупнейших патологов и патоморфологов профессора Д.С. Саркисова (1987, 1988), «прежде всего, изменение скоростей компенсаторно-приспособительных биологических реакций, ...нацеленных на восстановление нарушенного гомеостаза и нормализацию соотношений между распадом и синтезом структур, ...сопровождающихся усилением одних функций при одновременном торможении других».

    Адаптация[18] – это, прежде всего, свойство. Свойство приспосабливаться к чему-либо. Свойство, которое можно приписать какой-либо системе, в том числе - «живой». Равно этим свойством может обладать лексика, механическое или электронное устройство, какой-либо материал, конструкция и прочее.

    Адаптация[19] - это приспособление организма к изменяющимся внешним условиям.

    Адаптация[20] – это приспособление организма к окружающей среде и оптимальное выполнение им биологических и социальных функций.

    Адаптация[21] – процесс приспособления организма, популяции или другой биологической системы к изменившимся условиям существования (функционирования).

    Двойственность положения вызвана тем, что философия трактует понятие «адаптация» как «процесс» приспособления, а это несколько дезинтегрирует терминологическую определенность. Ибо «процесс» – это уже далеко не «свойство».

    Процесс – это «всякое длительное, последовательное дело, порядок, обряд»[22], это «ход развития какого-нибудь явления, последовательная смена состояний в развитии чего-нибудь»[23]

    Философия дает более полное определение, во многом совпадающее с предыдущими: Процесс[24] – это закономерное, последовательное изменение явления, его переход в другое явление. Т.е. «Процесс» - это признак развития.

    Возможно, эти сентенции в рассуждениях о терминологии и не суть важны, но мы придаем очень большое значение всем определениям, чтобы избежать, прежде всего, их множественного толкования. Поскольку именно множественное толкование рождает абсолютное непонимание и путаницу, а от «непонимания и путаницы», как мы уже отмечали, могут быть произведены весьма серьезные ошибки.

Что же касается термина «адаптация», то не допускать его использование надо было много раньше, поскольку само слово «адаптация» происходит от латинского adaptatio прилаживание, приноравливание и заведомо имеет, как минимум, два значения:

1.        Приспособление организмов к условиям существования[25] и органов к выполнению функций[26];

2.        Приспособление (облегчение) текста (например, литературно-художественного произведения) для начинающих изучать иностранные языки[27].

Мы отдаем себе отчет в том, что термин «адаптация» не только привлекателен своей емкостью и глубиной, он уже весьма и весьма укрепился в лексиконе врачей, физиологов, философов, ученых. В особенности, - специалистов, занимающихся вопросами «адаптации и адаптивной регуляции»[28]. Мы также будем широко пользовать этот термин, хотим лишь акцентировать внимание, что в нашем толковании, как это следует из всего вышеприведенного:

Адаптация – это и свойство и процесс.

Более принципиально иное: гомеостатическая система, обладая свойством адаптации к изменяющимся условиям внешней среды, принципиально может быть названа «адаптивной». Но это, отнюдь не означает, что любая адаптивная система непременно является гомеостатической.

    Не менее важно и то, что гомеостатическая система, динамически поддерживающая стабильность параметров собственной внутренней среды, постоянно сталкивается с изменяющимися условиями внешней, окружающей её среды. При этом в борьбе за своё внутреннее постоянство она (гомеостатическая система) вынуждена активизировать какую-то часть реакций, а какую-то ингибировать. Т.е. за счет регулирования интенсивностей и перераспределения обменных процессов, нагрузок и функций, достигать желаемой стабильности. Эти процессы и составляют суть «гомеостатической регуляции адаптивных систем»[29].

    Иными словами, «гомеостатическая регуляция» или «гомеостатическая регуляция адаптивных систем» - это суть механизма поддержания гомеостаза. Т.е. это и процесс, и свойство.

     В свою очередь, способность гомеостатической системы приспосабливаться к изменяющимся условиям внешней среды, каким-то внешним или внутренним воздействиям часто называют не только «адаптацией», но и «адаптивной способностью».

     Таким образом, «адаптация» или «адаптивная способность» это свойство и процесс «привыкания» «гомеостатической системы» к изменению условий внешней и/или внутренней среды (в обмене веществом, энергией, информацией).

     Если же в этой «несуразной», на первый взгляд, но весьма выдержанной фразе раскрыть скобки, то мы сможем получить весьма четкое определение «адаптации», применительно только к гомеостатическим системам: Адаптация - это привыкание гомеостатической системы к изменению условий в обмене веществом, энергией, информацией.

    Теперь вполне определенно можно говорить и о других, более конкретных положениях в теории адаптации и адаптивной регуляции.

   Так, к примеру: «Реакция адаптации» (процесс) или «адаптационный синдром» – это реакция гомеостатической системы (срочная или долговременная) на изменение условий  внешней  или внутренней среды.

Реакция (процесс) адаптации включает в себя последовательную цепь событий:

1.        «Реакцию возмущения» (реакцию тревоги как первичный  эффект);

2.        «Срочную адаптацию» (временный эффект); 

3.        «Долговременную адаптацию» (долговременный эффект).

Реадаптация - повторное привыкание (через повторный адаптационный синдром) к обратному изменению условий внешней или внутренней среды (изменению условий обмена веществом, энергией, информацией).

Физиологический (специфический) ответ гомеостатической системы - это набор типических (неспецифических) реакций адаптации в ответ на изменение условий в обмене веществом, энергией и информацией, завершающийся специфической ответной  реакцией системы в рамках её функционального назначения.

Обмен веществом связан с исполнением основной функции гомеостатических систем по воспроизводству и энергообеспечению её участников («производству избыточной энтропии» по П. Гленсдорфу и И.Р. Пригожину, 1973) в борьбе за поддержание постоянства внутренней среды и собственной структуры.

Обмен энергией связан с поддержанием основной функции участников гомеостатической регуляции в борьбе за поддержание постоянства внутренней среды.

Обмен информацией связан со способностью «участников» обмена веществом и энергией, принять (акцептовать) информацию и модулировать её до уровня дееспособной (способной вызвать специфический физиологический ответ).

Чем сложнее устройство гомеостатических систем, тем разнообразнее их физиологическая лабильность[30], тем шире по качеству и количеству осуществляется обмен веществом, энергией и информацией, тем устойчивее соотношения такого обмена. Отсюда:

1.        Неустойчивость или несбалансированная устойчивость в обмене веществом, энергией и информацией неравновесной системы является критерием её повреждения или искусственности.

2.        Отсутствие обмена веществом, энергией и информацией неравновесной системы является критерием её негомеостатического происхождения.

Вполне естественно, что в настоящей главе, мы привели только те ключевые понятия и сентенции, на которых будет построена и строится предлагаемая вниманию коллег «Идея единого гомеостатического устройства».

    Мы никогда не ставили перед собой цель дублирования миссии энциклопедического словаря, но история, предшествовавшая возникновению даже первой мысли о возможности такого грандиозного обобщения, которое пытается совершить «Идея единого гомеостатического устройства», располагает к тому, чтобы как-то логически и хронологически обосновать это желание. Показать настойчивую его необходимость.

    Поэтому нам представляется чрезвычайно важным отдельно остановиться на описании таких исторических понятий и фундаментализмов, как «парабиоз», «физиологическая лабильность», «доминанта», «адаптационный синдром», «функциональная система», а также ряда других теорий и концепций, которые легли в основу «Идеи единого гомеостатического устройства».

Глава 3

Основополагающие учения

«Идеи единого гомеостатического устройства»

Далее >>

Оглавление         Введение         Часть 1         Часть 2         Часть 3         Заключение

Глава 1        Глава 2         Глава 3         Глава 4        Глава 5     Литература