Комаров О.М., Рапопорт С.И Хронобиология и хрономедицина
Подождите немного. Документ загружается.
ным средствам. Сокращение в 2-3 раза разовой дозы и кратности приема препаратов
позволяет существенно уменьшить риск развития толерантности к противоишемическим
средствам.
Особую ценность исследования представляет определение эффективности курсовой
терапии при включении антиангинальных или гипотензивных препаратов по
«синусоидальной схеме»: сразу после пробуждения, через 3, 6, 9, 12 ч после пробуждения
и перед сном. Причем в каждый «временной срез» препарат назначают один раз в сутки
группе больных. Определение хроноструктуры суточных ритмов показателей
гемодинамики в сочетании с клинической симптоматикой до и после курса лечения
позволяет выявить оптимальное время включения антиангинального или гипотензивного
препарата в лечение пациентов, страдающих ИБС, ГБ. Такой «синусоидальный» подход к
изучению эффективности бета-адреноблокаторов пролонгированного действия был
использован в работе Т.Н. Жумабаевой (1998).
Эти исследования показали, что:
Бета-адреноблокаторы пролонгированного действия — кардионеселектив-ный-бетакэп TR
и кардиоселективный-метопресс-ретард обладают время-зависимыми гемодинамическими
эффектами. Наиболее выраженное гипотензивное и отрицательное хронотропное действие
бетакэпа проявляется при его приеме перед сном (в 22.00), сразу после пробуждения (в
07.00) и через 3 ч после пробуждения (в 10.00), что, возможно, связано с максимальной
чувстви-
207тельностью бета-адренорецепторов органов-мишеней — сердца и сосудов в
предутреннее и утреннее время. Механизм гипотензивного действия бетакэ-па
обусловливается нередко разнонаправленными фармакодинамическими эффектами
препарата при его приеме в разные часы суток (рис. 51, 52). Реализация гипотензивного
эффекта бетакэпа при его приеме утром и перед сном осуществляется как за счет
отрицательного хронотропного, так и вазодилати-рующего действия препарата, а в другие
часы суток — за счет отрицательного/ хроно- и инотропного эффектов. Наиболее
выраженные отрицательный хро-| нотропный и гипотензивный эффекты метопресса-
ретарда проявляются при! его приеме утром (в 08.00), менее значительные — вечером
(20.00).
/
о
-5 -
07.00 10.00
13.00 16.00
19.00
Ш ЧСС gggg] САД
|.::;:;,■:;| ДАД
22.00
Рис. 51. Время-зависимые гемодинамические эффекты 10-дневной терапии бетакэпом у
больных гипертонической болезнью II ст. (в %)
07.00
Примечания:
10.00
13.00
16.00
19.00
23.00
мое
Рис. 52. Время-зависимые гемодинамические эффекты 10-дневного курса бетакэпа у
больных ГБ II ст. (в %)
208
Установлена хроночувствительность показателей гемодинамики к бетакэ-пу ТР и
метопрессу-ретарду.
Обнаружен циркадианный ритм чувствительности к бетакэпу при его однократном
применении в отношении ДАД, ДП, периферического сосудистого сопротивления с
акрофазой утром, среднего АД, мощности сокращении левого желудочка и объемной
скорости выброса крови из левого желудочка, полезной работы левого желудочка с
акрофазой вечером и ночью, частоты сердечных сокращений, ударного индекса и САД —
в дневные часы.
После курса 10-дневной монотерапии бетакэпом установлено изменение хроноструктуры
циркадианных ритмов чувствительности к бетакэпу со смещением акрофазы ЧСС, ДП,
ДАД к ночным часам, САД, АД ср., СИ — к вечерним, МСЛЖ, УОС — к утренним. По-
прежнему в утренние часы устанавливаются акрофазы ОПС и УПСС и в ночные — К
рациональности энергетических затрат.
Специальный интерес представляет вопрос о выборе времени суток для лечения
мочегонными препаратами больных с сердечной недостаточностью. Н.Л. Асланян и Р.А.
Багдасарян (1978) установили, что максимальный диурез под влиянием фуросемида
наступает при его приеме в 10.00, выделение калия — в 17.00, а натрия — в 13.00.
Весьма важную проблему представляет проблема хронокинетики лекарственных
препаратов, что встречает большие технические трудности. A.Di Santo с соавт. (1975)
обнаружили существенные колебания концентрации эритромицина в крови при его
повторных введениях с равными промежутками времени, что привело к различной
эффективности препарата на протяжении суток. Согласно данным A. Markiewicz (1984),
было установлено наименьшее содержание пропранолола в крови здоровых людей и
больных циррозом печени при его введении в 14.00 по сравнению с таковым при
применении этого препарата утром и вечером. По его мнению, это обусловлено
максимальным выведением пропранолола из организма печенью днем в связи с
наибольшей активностью микросмальных систем печени в послеполуденное время.
Однако В. Lemmer (1986) считает, что длительность эффекта пропранолола больше
зависит от циркадианной изменчивости симпатического тонуса и реактивности сердечно-
сосудистой системы, чем от хронокинетики препарата.
Можно полагать, что разработка проблем хроноэффективности, хроночув-ствительности,
хронотолерантности и хронокинетики лекарственных препаратов позволит
оптимизировать лечебный процесс в клинике, усовершенствовать тактику и стратегию
терапии. Последняя должна способствовать совершенствованию индивидуализации
лечения с учетом особенностей временной организации физиологических функций
организма и течения заболеваний.
Литература
1 Агзамова Р.Т. — Хронотерапия гепарином и курантилом больным хроническим
первичным пиелонефритом //Автореф. канд. дис. — Актюбинск — Москва. — 1992—24 с.
2. Асланян Н.Л., Багдасарян Р.А. и др. — Методика исследования биологических
ритмов в клинике // Методические рекомендации. — Ереван. — 1978 — 20 с.
3. Ахметов К.Ж. — Хроночувствительность и хроноэффективность гипотензивных
препаратов у больных гипертонической болезнью // Автореф. докт. дис. — Актюбинск —
Москва. — 1993 — 40 с.
4. Жумабаева Т.Н. — Время-зависимые эффекты беТа-адреноблокаторов
пролонгированного действия (бетакепа и метопресса-ретарда) у больных гипертонической
болезнью II стадии //Автореф. докт. дис. — М. — 1999 — 23 с.
2093. Breus Т.К., Cornelissen G., Halberg F., Levitin A., Annal Geophysicae 1995 V
13.P.1211.
4. M. Neugebauer and J. Shyders, in the Solar Wind, Proc. of a Conference, ed. R.J.
Mackin and M. Neugebauer, Pergamon Press, 1966.
5. Wilcox J.M., NessN.., J. Geophys. Res. V. 70. P. 5793, 1965.
6. Комаров Ф.И., Бреус Т.К., Рапопорт СИ., Мусин М.М., Наборов И.В. Итоги
науки и техники, ВИНИТИ, 1989. Серия Медицинская география. Т. 18.175 с.
7. Комаров Ф.И., Бреус Т.К., Рапопорт СИ., Ораевский В.Н., Гурфинкель Ю.И.,
ХалбергФ., Корнелиссен Ж., Чибисов СМ. Медико-биологические эффекты солнечной
активности, Вестник Академии Мед. наук, 1994. Вып. 11. С. 37—50.
8.ChibisovS.M., Breus Т.К., Levitin A.E., DrogovaG.M., Biological effects off a planetary
magnetic storm, Biophsics, 40, №5, 957—966, 1995.
9. Cornelissen G., Halberg F.,WendtH., Bingham C, Sotern R., Haus E., Breus T. Et '' al.,
Resonance of about-weekly human heart rate rhythm with solar activity change, Biologia,
Bratislava, 51/5, 749—756, 1996.
10. VilloresiG., Breus Т.К., lucciN., DormanU., RapoportS I ■ 1994 phsica Medi-' 1 ca,
10, pp. 79-91.
11. Breus Т.К., Halberg F. and CornolissenG. Influence off Solar Activity on the Phsi- Л
ological Rhythms of Biological Systems, Biophysics, 40, №4, 719—730, 1995.
12. Музалевская Н.И. Характеристика возмущенного геомагнитного поля как
раздражителя. — В кн.: Проблемы космической биологии. Влияние некоторых
космических и геофизических факторов на биосферу Земли, М., 1973. С. 123—142.
13. Оранский И.Е., Царфис П.Г. Биоритмология и хронотерапия. М., Высшая .1
школа, 1989. 159 с.
14.БаевскийР.М. Математические методы анализа сердечного ритма//М 1968 \ С. 9—23.
15. Баевский P.M. Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии. *|
М., Медицина. 1979. 295 с.
16. Баевский Р.И. Принципы прогнозирования состояния здоровья и результаты
прогностических исследований во время длительных экспедиций на орбиталь- Щ ной
станции «Салют-6». В кн.: Физиологические исследования в невесомости. М.: j Медицина.
1983. С. 200—228.
17. Баевский Р.И., Кириллов О.И., Клецкин С.З. Математический анализ сер- -I
дечного ритма при стрессе. М., 1984.
18. Баевский Р.И., Никулина Г.А,,Тазетдинов И.Г. Математический анализ
сердечного ритма в оценке особенностей адаптации организма к условиям косми- |
ческого полета. Вестник АМН СССР. 1984. С. 62—69.
19. Baevsky R.M., Novivasine methods in space cardiology. 17-th Congress of Non- *j
invasive Cardiodynamics, Ljubljana, Slovenia, 28—31 May 1995. P. 94.
20. Стандарт Европейского кардиологического общества и Североамериканского
общества по электрофизиологии. - Circulation, 1996; 93:1043—1065).
21.SchweizerH.G., BergerS., KretshmerH., etal., Proc. natAcad Sci USA V 83. P. 8619—8623,
1986.
22. Semm P., Schneider Т., Villaren L, Nature. V. 288. P. 607—608, 1980.
316
Биоритмологическое биоуправление С.Л. Загускин
Управление в организме или в других биосистемах осуществляется набором сигналов с
разными скоростями и постоянными времени обратных связей, оно многоканально и
полимодально, Эффективно лечить организм без побочных влияний возможно, по мнению
акад. Н.П .Бехтеревой, лишь воздействиями, максимально приближенными к
физиологическим, иначе имитируя или усиливая естественное биоуправление. Если в
качестве управляющего сигнала использовать лишь один регистрируемый параметр по
типу регулятора Уайта по отклонению с отрицательной обратной связью, то обеспечить
системный характер лечения невозможно. Однако уже такой способ демонстрирует
адаптивность биоуправления (Новосельцев В. Н., 1978; Черниговская Я.В., 1978).
Регуляция лишь по отклонению не позволяет устранить патологическую форму
гомеостаза и компенсационные изменения в других органах и системах, Регуляция по
возмущению способна расшатать патологическую форму гомеостаза и за счет резервных
возможностей нормализовать гомеостаз всего организма. Такой способ лечения, особенно
хронических заболеваний, реализуется при гомеопатии, обычной физиотерапии и в
большинстве методов медикаментозной терапии. Однако расшатывание
гомеостатируемых параметров или их регуляции не гарантирует отсутствия осложнений и
побочных эффектов, особенно у лиц пожилого возраста, детей и при ослабленных
резервных возможностях организма. Хронобиологический подход позволяет
прогнозировать знак ответной реакции биосистемы на дозируемое воздействие благодаря
автоматическому учету исходного состояния и фазы периода биоритмов. Если
физиотерапевтическое воздействие наносится только в благоприятную для
положительной ответной реакции фазу биоритма, то это исключает расшатывание
гомеостаза в обе стороны, обеспечивая коррекцию регулируемых переменных только в
сторону нормализации.
Такой способ биоритмологического биоуправления был разработан нами на
изолированной нервной клетке механорецепторного органа рака (Загускин С.Л.,1986).
Устойчивое увеличение содержания и биосинтеза белка (по результатам прижизненной
интерферометрии и цитоспектрофотометрии), расширение диапазона и увеличение
частоты импульсных ответов нейрона без передозировки, происходили в ответ на
дозированные электрические, лазерные и механические воздействия лишь в фазах ритмов
увеличения энергообеспечения клетки (снижения агрегации митохондрий, увеличения
потребления кислорода и энергетического обмена). В фазах снижения энергетики клетки
те же по силе воздействия тормозили биосинтез, снижали содержание белка и
возбудимость нейрона. Только синхронизация исходно под-порогового для импульсных
ответов лазерного или электрического воздействия с фазами ритмов увеличения
энергетики позволяла устойчиво повысить возбудимость нейрона и выработать
временную связь при сочетании с пороговым адекватным механическим раздражением.
Модуляция лазерного воздействия регистрируемыми ритмами почкующейся дрожжевой
клетки индуцировала почкование соседних облучаемых клеток.
На уровне организма хронобиологический подход позволил обосновать Методы
биоуправляемой хронофизиотерапии (Загускин С.Л., 1985, 1986; КомаровФ.И. и др.,1994).
Модуляция интенсивности лазерного, электричес-
317кого и других физиотерапевтических воздействий в ритмах тремора и всего I спектра
ритмов сигналов датчиков пульса и дыхания пациента вызывала ус-1 тойчивую
нормализацию не только уровня, ной спектра ритмов микроциркуляции крови в месте
патологии, ускоряла и увеличивала стабильностьлечеб-| ного эффекта по сравнению с
обычной физиотерапией тех же параметров.J Автоматическая синхронизация усиления
интенсивности физиотерапевти-1 ческого воздействия с увеличением кровенаполнения
ткани (в фазах вдоха и* систолы сердца), открытия капилляров над активными клетками и
увеличе* ния транспорта в них энергетических метаболитов и кислорода расширяла ;
терапевтический диапазон интенсивностей и доз воздействия и исключала риск
передозировок и побочных эффектов. Устойчивость лечебного эффекта достигалась
образованием тканевой памяти при сочетании вдоха пациента с реакцией нормализации
капиллярного кровотока в ответ на физиотерапевтическое воздействие. В условиях
биоритмологического биоуправления уменьшалась длительность переходного процесса
нормализации физиологических функций на ортостатическую пробу и другие
дозированные нагруз- ■ ки. Это свидетельствует об отсутствии положительной или
отрицательной! обратной связи. При данном способе усиливаются естественные
внутриор-ганизменные контуры регуляции, ослабленные патологическим процессом,'
восстанавливается интегральная целостность организма, устраняются де-jj синхронозы и
компенсационные изменения в других органах и систем. За! счет варьирования периодов
ритмов пульса и дыхания исключается привьИ кание и снижение чувствительности к
физиотерапевтическому воздействию. \ Преимущества биоуправляемой
хронофизиотерапии по сравнению с\ обычными методами показаны в ведущих лечебных
учреждениях России и я за рубежом при лечении самых различных заболеваний.
Подробные биохи-| мические, иммунологические, физиологические и клинические
исследования в сравнении с обычными методами физиотерапии с фиксированными
частотами воздействий проведены при лечении заболеваний тканей пародон-1 та,
трофических язв, язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки, диет-! рофических
изменениях зрительного нерва и сетчатки, невритов, ряда кож-| ных и гинекологических
заболеваний (ЗагускинС.Л. и др.,1990; Рапопорт С.И. | и др., 1991, Зуева М.В. и
др.,1994,Слюсарев С.Л. и др,,1996).
Биоритмологическое биоуправление целесообразно использовать не толь- \ ко в медицине,
но и в биотехнологии и экологии. Математическая модель срав- \ нения нерегулируемых
потоков антропогенных загрязнений и модулируемых В,| соответствии с иерархией
биоритмов восстановительных процессов в водной! экосистеме показывает, что в
последнем случае экосистема может сохранять! устойчивость при общем объеме годовых
загрязнений на порядок больше (Грин- (| ченко С.Н., Загускин С.Л.,1989). При этом в
несколько раз снижается расход^ электроэнергии на аэрацию ила, а гомеостатическая
мощность экосистемы в ; результате умеренной нагрузки и тренировки может даже
возрастать.
Особенности биоритмов. Методы автоматического регулирования, ис-) пользуемые в
технике, имеют ограниченное применение для управления жиз- '■, недеятельностью.
Причина не только в большей сложности живых систем,; но, главным образом, в
особенностях их временной организации и способах! сохранения устойчивости.
Иерархичность и интегральная целостность биосистем обеспечивается многоконтурной
регуляцией относительного постоянства одновременно всех существенных переменных и
их межуровневыХ^ отношений. Адаптивность биосистем в отличие от неживых систем
основана * на постоянном варьировании абсолютных значений периодов биоритмов при ■
j
318
инвариантном их соотношении в устойчивых состояниях. Устойчивость биосистем
сохраняется благодаря опережающему отражению ритмов внешней среды (Анохин П.К.,
1968), иначе благодаря опережающей смене активных способов адаптации в фазе ритма
роста энергетики и пассивной адаптации со снижением чувствительности и
жизнедеятельности при дефиците энергии в фазах отрицательного энергобаланса.
Иерархический гомеостаз является одновременно, по выражению акад. Ф.И. Комарова,
ритмостазом. В технических системах большой люфт шестерен или других циклических
передач, как и нарушения тактовой частоты и циклов команд, драйверов, свопинга в
вычислительных устройствах, лишь вредит их работе и приводит к отказам. В живых
системах постоянное варьирование периодов биоритмов необходимо для увеличения
надежности их функционирования. Изменение периодов биоритмов отражает постоянно
идущие переходные процессы внутриуровневого и межуровневого согласования их в
биосистеме и адаптивное приспособление к изменяющимся внешним условиям. Уже по
этим причинам использование при обычной физиотерапии фиксированных частот
воздействий с постоянным периодом, попадающих в разные фазы биоритмов, не
позволяет прогнозировать направленность общей реакции и ее повторяемость даже у
одного и того же пациента в разное время.
Многочисленные факты непрерывного мониторирования физиологических процессов в
организме и непрерывной регистрации различных параметров живой клетки методами
количественной микроскопии, электрофизиологии и полярографии (Загускин С.Л., 1986)
доказывают дискретный характер иерархии периодов биоритмов и их фрактальную
структуру (Ланда П.С, Ро-зенблюм М.Г., 1992; Бродский В.Я., 1998). Это означает, что
суперпозиция биоритмов не может быть выражена просто суммой гармонических
колебаний. Адекватным приемом анализа биоритмов должна быть теория не
гармонических колебаний, а динамического хаоса. Это не означает, что биосистемы не
способны реагировать на определенные частоты воздействия в составе белого шума.
Однако гарантировать нужную направленность интегральной ответной реакции и в этом
случае невозможно. Биоритмы не ограничены лишь стохастической компонентой и
поэтому теорема Б. Слуцкого, согласно которой любой случайный сигнал может быть
представлен в виде суммы гармонических колебаний, к ним не применима.
Хронобиологический подход, учитывающий фрактальные свойства биоритмов, их
адаптивность, дискретность, лабильность и иерархичность, открывает новые возможности
в расшифровке механизмов устойчивости биосистем, в диагностике их состояний и в
биоуправлении биосистемами разных уровней через параметры их временной
организации. Биоритмологическое биоуправление благодаря многочастотности и
многоконтурности по сравнению с воздействием фиксированными частотами или
воздействиями непосредственно на пространственную организацию (морфологию) более
эффективно, физиологически и биологически более адекватно.
Согласование биоритмов. Для возникновения колебаний в биосистеме
достаточно протока энергии и нелинейности в системе обратной связи
регулируемого процесса. Колебательный режим гомеостатической регуляции,
по сравнению с поддержанием постоянных уровней и темпов биосистемы,
выгоден не только по энергозатратам, но и для быстрого приспособления к меняющимся
внешним условиям. Характер нелинейности и параметры биоритмов зависят от объемов и
лабильности депонируемых веществ и источников энергии. Параметры биоритмов
закрепляются в развитии и
319эволюции биосистем в соответствующей морфологии клеток, тканей, органов,
организмов, биоценозов и биосферы. Взаимозависимость пространственной и
временной организации биосистем определяет дискретный характер морфологических
структур и периодов биоритмов. Например, морфология
елового леса создает на фоне околосуточного ритма солнечные блики длительностью
около 8 мин. и периодами между ними в среднем около 38 мин. (Золотокрылин А.Н.,
Коняев И,В., 1983). Спектр ритмов микроциркуляции крови
закономерно коррелирует с изменением архитектуры капиллярного русла и
перемежающейся активностью функциональных единиц ткани (Крыжановский
Г.Н,,1973). Ритмы изменения агрегации ретикулума и митохондрий коррелируют
с ритмами биосинтеза белка и потреблением кислорода, сезонные изменения
формы тела нейрона — с параметрами его адаптации (Загускин С.Л.,1986).
Период биоритма любого функционального или структурного процесса регулируется
ритмами его энергообеспечения. На уровне клетки и организма временная организация и
ее коррекция с ритмами внешней среды обеспечивается околосуточными футильными
ритмами энергетики (Сельков Е.Е., 1978). Согласование ритмов клетки происходит за счет
кальциево-энергетического механизма их взаимосвязи (Загускин С.Л.,1981). Согласование
ритмов в организме — за счет нервно-гуморальной регуляции и перераспределения
кровотока. В биоценозах и биосфере согласование биоритмов определяется
окологодовыми и многолетними ритмами солнечной активности и водного обмена. Смена
направленности от биосинтеза жирных кислот и распада углеводов к синтезу углеводов и
распаду жирных кислот происходит за счет смены приоритетов энергообеспечения
функциональных и биосинтетических процессов. Функциональные процессы как более
лабильные и менее энергоемкие получают приоритет при достаточной скорости, но малой
плотности потока энергии, биосинтетические как энергоемкие и инерционные — при
малой скорости, но достаточно большой плотности потока энергии. Функция получает
приоритет в энергообеспечении в начале индуцированного ею усиления энергетики, но по
мере увеличения положительного энергобаланса достигается необходимая плотность
потока энергии и приоритет получают пластические процессы. Снижение
энергопродукции в силу саморегуляции вновь возвращает приоритет функции и тормозит
биосинтез. Цикл повторяется благодаря разной инерционности функции, энергетики и
биосинтеза. Изменение фазы внешних околосуточных ритмов через изменение
соотношения плотности и скорости энергопродукции, индуцированной измененной
функцией, изменяет степень синхронизации околочасовых биоритмов, благодаря которым
корректируются фазы соответствующих околосуточных биоритмов организма (Загускин
С.Л. и др., 1991). Аналогично за счет энергетической параметрической зависимости
согласуются периоды биоритмов внутри уровней и между уровнями любых биосистем. Их
абсолютные значения зависят в каждый момент времени также от числа и степени
синхронизации элементов в системе и в форме гистерезиса от следовой памяти биосистем.
Иерархия периодов биоритмов. Варьирование периодов биоритмов биосистемы любого
уровня без потери ее устойчивости возможности в определенном коридоре допустимых
изменений, пределах терпимости по Эшби, безопасности по Кэннону, компенсации по
Казначееву. Функциональные обратимые для структуры десинхронозы — необходимый
механизм адаптации, роста, развития и эволюции.
Эволюция временной организации биосистем происходила в соответствии с эволюцией
иерархии космогелиогеофизических ритмов. Однако это соответствие не является
жестким, к одним внешним ритмам биосистемы повышают чувствительность, к другим
снижают. Для коррекции гармонии 320
ФИЗИКО-КОСМИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ (НАДБИОСФЕРНЫЙ)
ч|}>СЕМЬИ, СТАДА, СТ/Ш}*—^
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ (ПРЕДБИОЛОГИЧЕСКИЙ)
Рис. 68. Уровни биологической интеграции
Основные уровни: БСРЦ-- биосинтетические саморедуплицирующиеся циклы, клетки,
организмы. Промежуточные уровни: слева функциональные (ОКК - однородные
компартменты клетки, РКК - разнородные компартменты клетки, ФСО - функциональные
системы организма, ФСОБ - функциональные системы однородных биоценозов, ФСРБ -
функциональные системы разнородных биоценозов), справа - структурные (ОМК -
однородные микроструктуры клетки, РМК - разнородные микроструктуры клетки), х, у, z
- функциональные изменения, р, г, s - структурные изменения, u, v, w - потоки
используемой энергии на регуляцию функции, k, I, m - потоки используемой энергии на
регуляцию структуры.
биоритмов различных биосистем используются ритмы атмосферных разрядов и
собственная частота ионосферного волновода Земли, шумановские частоты,
микропульсации геомагнитного поля Рс 1, Рс 2—3, Рс 5, пульсации поверхности Солнца,
ритмы вращения Земли, ритм смены секторов
II :iilh »,i,
321геомагнитного поля, изменения орбиты Земли, ритмы Корти, Вольфа, Шове,
Петерсона, Гребби и Миланковича, и, возможно, «сезонный» ритм галактического года.
Эволюция временной организации биосистем шла в направлении сохранения и
увеличения устойчивости биосистем, требующих увеличения общего и полезного
использования внешней энергии. Интеграция однородных или разнородных элементов (по
параметрам скорости и плотности используемой энергии) увеличивает дисперсию
значений плотности потока используемой энергии за счет варьирования состояний
элементов. Увеличение максимально возможной плотности потока используемой энергии
позволяет возникнуть и сохраняться более сложным формам. Увеличение среднего уровня
плотности потока используемой энергии возможно лишь при одновременной интеграции
систем как однородных, так и разнородных элементов. Преодоления такого
конституционного предела («изобретение» новых структур и их комбинаций)
обеспечивает образование основных уровней биологической интеграции: клетки эука-
риоцита, многоклеточного организма, многовидового биоценоза (рис.68).
Энергетическая интеграция однородных элементов происходит за счет фа-, зовых сдвигов
максимумов энергопотребления этими элементами и обеспечивает преодоление на
каждом уровне первых кинетических пределов увеличения скорости потребления энергии.
При этом образуются первые промежуточ-. ные уровни биологической интеграции в
эволюции биосферы: функциональные 1 (ОКК-однородные компартменты клетки,
ансамбли клеток, семьи, стада, стаи организмов, ФСОБ-функциональные системы
однородных биоценозов) и струк- : турные (ОМК-однородные микроструктуры клетки,
ткани, популяции, биомы). Интеграция разнородных элементов позволяет на основе
дополнительности более полно использовать внешнюю энергию. Это позволяет
преодолевать вто-; рые кинетические пределы увеличения скорости потребления внешней
энер- j гии и образоваться вторым промежуточным уровням биологической интегра-ции:
функциональным (РКК — разнородные компартменты клетки, ФСО-функ-циональные
системы организма, ФСРО — функциональные системы разнород-1 ных организмов,
ФСРБ — функциональные системы разнородных биоценозов)! и структурным (РМК-
разнородные микроструктуры клетки, органы, консорции, эколого-климатические зоны).
Образование каждого нового промежуточного! или основного уровня в эволюции
биосферы от одновидового биоценоза про-| кариоцитов до нынешнего ее состояния
сопровождалось усвоением более мед-1 ленных ритмов внешней среды и образованием
соответствующего интеграль-| ного биоритма нового иерархического уровня (табл. 55).
Дискретность в иерархии биоритмов внутри одного уровня биосистемы! должна
превышать возможность параметрического резонанса, т.е. различие! периодов должно
быть более чем в 2 раза и между уровнями более, чем в 2x2x21 раза. В первом случае это
различие между реликтовыми (ритмы прокариоти-J ческой биосферы), основными и
симбиотическими ритмами, во втором слу-1 чае — это межуровневая дискретность
(интегративные ритмы биосистемы от-1 носительно ее подсистем). Эмпирический анализ
с учетом всех факторов, вли-| яющих на период биоритма, показывает, что таким шагом
дискретности вре-| менной организации биосистем является р, р2 и р3. Возможно, что это
просто.! удачная аппроксимация, хотя аналогичный шаг дискретности независимо по-j
лучен при анализе геологических структур и в таксономической организации j фауны и
флоры по размерам организмов (Численко Л.Л., 1981).
Относительная инерционность структурных изменений по сравнению с !
функциональными на том же уровне позволяет биосистемам не реагировать j на
случайные сигналы, обладать памятью и обеспечивать преднастройку К
322
Таблица 55
Иерархия биологических процессов
с )сновные уровни иологи-ческой интеграции
Энергетические потоки Периоды колебаний или время
переходных процессов
функция структура реликтовые
основные координации
расходвход расходвход
1 2,3 млрд лет 7,4 млрд лет
23 млрд лет?
240 млн лет 740 млн лет
а Ps9 24 млн лет 75 млн лет
if s^ к4 800 тыс. лет 2,4 млн лет
7,4 млн лет
w4 R. м3 80 тыс. лет 250 тыс. лет
о X p. ", 8 тыс. лет 25 тыс. лет
LD Z* J s3 к3 260 лет 800 лет
2,5 тыс. лет
Y4 W3 R3 M2 26 лет 82 года
: 5 х. v3 P, l2 2г8мес8 лет 4 мес
го z3 u3 s2 K2 1 мес Змее 10 мес
X СО Y3 w2 R2 M, Здня 10 дней
| О. О Хз v2 P2 1, 8 час 24 часа
u2 S, K, 15мин 50 мин 150 мин
Y2 w, R, 1,5мин 5 мин
Xj v, p, 9с 30 с
N - u, S» 300 мс. 1с Зс
Y, Wo R» 30 мс. Юме.
X, v0 Змс. Юме.
2o 100 мкс 300 мкс 1
мс.
привычным биологически значимым повторяющимся сигналам. В то же время
сигнатурные функциональные воздействия обеспечивают «опережающее отражение» в
структурных реакциях биосистемы наиболее вероятные изменения внешней среды и тем
самым принципиальным образом увеличивают устойчивость биосистемы, Можно сказать,
что жизнь появилась тогда, когда пространственная организация БСРЦ-биосинтетических
саморедуплициру-ющихся циклов (рис.68) в протоклетке обеспечила замыкание через
энергетическую параметризацию не только функции их элементов (связь W), но и в виде
Ro того же потока энергии — структурную организацию генов. Благодаря этому впервые
возникла устойчивая иерархия взаимосвязанных (через Распределение общего потока
входной энергии) колебательных контуров, адекватных иерархии периодов колебаний
внешней среды.
I I-
323Хронодиагностикаа и биорезонанс. Из естественной эволюционной классификации
периодов биоритмов, длительностей переходных процессов и постоянных времени
обратных связей всех уровней биологической интеграции (см. рис.68, табл. 55) следует
возможность хронодиагностики и прогнозирования устойчивости биосистем при фазовых
(одинаковые периоды биоритмов одного уровня), системных (разные периоды биоритмов
одного уровня) и иерархических (разные периоды и уровни) десинхронозах. В таблице
указаны типичные значения и их принадлежность к определенным уровням, полученные
как в собственных экспериментах на клетке и организме, так и известные из литературы.
В конкретных задачах и использовании конкретных объектов необходим учет
энергетической зависимости, числа элементов, степени их синхронизации, памятных
следов и т.д. Однако даже в таком виде можно оценивать гомеостатическую мощность как
критическое время сохранения десин-хроноза для соответствующих функциональных и
структурных процессов. Из рис. и таблицы следует, что для устранения десинхронозов
необходимы многочастотные биоритмологические воздействия, соответствующие
инвариантному соотношению периодов биоритмов конкретного уровня. Иначе
биоуправление должно восстанавливать гармонию иерархии биоритмов.
Для оценки биоритмологической нормы здоровья организма или устойчивости другой
биосистемы, нормы «ритмостаза» или иначе гармонии иерархии биоритмов важно
измерять периоды биоритмов не физическим (секунды, часы), а биологическим эталоном
времени. Биологическое время следует выражать в числе актов или событий в единицу
физического времени, так как оно меняется в зависимости от состояния биосистемы. В
качестве биологического эталона времени возможно использовать нормированные
отношения текущего периода к предыдущему и использовать для этого минимальные
периоды ритмов элементов соответствующего уровня: на уровне клетки это периоды
порядка 100—300 мкс (что подтверждено экспериментально для участков плазматической
мембраны (Загускин С.Л. и др., 1984)) на уровне организма 0,3—1 с. (период пульса для
организма человека), на уровне биоценоза — 15—50 мин.(околочасовые ритмы
ростаитранспирации) и биосферы — 1—3 мес (сезонные изменения биоценозов).
Биологическое время больше 1 в нормированных измерениях на уровне организма
означает преобладание парасимпатического тонуса, а меньше 1 — симпатического.
Использование биологических эталонов времени лучше отражает состояние биосистемы,
что позволяет выявить те приспособительные реакции, которые не обнаруживаются при
обычном гистограммном анализе регистрируемых характеристик по физическим эталонам
времени. Анализ динамики такого нормированного показателя как отношение частоты
сердечных сокращений к частоте дыхания человека позволяет, как показывает наш опыт,
оперативно оценивать сравнительную эффективность разных режимов физиотерапии. При
этом оценивается реакция организма в целом, что хорошо дополняет оперативные методы
локальной хронодиагностики, например, анализ реакции ритмов микроциркуляции крови
с помощью лазерной доплеровской флоуметрии.
Хронодиагностику состояния биологически активных точек и меридианов неоднократно
пытались использовать для поиска биорезонансных наиболее эффективных частот
физиотерапевтического воздействия. Из аналогии с механическими резонансами можно
даже рассчитать собственные частоты органов и других биоструктур исходя из их
размеров. Однако от механических резонансов клетки, органы и другие биосистемы
защищены не только динамикой гетерогенной микроструктурой, трансформирующей
внешние
324
частоты воздействий, но и варьированием периодов своих биоритмов. Найденные
эмпирически наиболее эффективные частоты по ответной реакции оказываются не только
у других организмов, но и того же самого в другое время уже мало эффективными или
даже вызывают другой эффект, например вместо вазодилатации вазоконстрикцию.
Изменение темпа биологического времени позволяет биосистемам, не меняя
биологической частоты, ускользать от одночастотных внешних механических резонансов.
Выше и ниже лежащие уровни целостной интегрированной биосистемы активно
демпфируют воздействия с фиксированной частотой даже близкой к среднему периоду
биоритма на адресуемом уровне, биосистемы ускользают от одночастотных резонансов и
за счет варьирования периодов биоритмов. Благодаря этим свойствам биосистемы
обладают высокой помехоустойчивостью и не разрушаются при близких внешних
частотах воздействия как мост под ногами марширующих солдат.
Все регуляторные и управляющие связи в биосистемах являются многочастотными.
Соответственно и резонансы в биосистемах могут быть только многочастотными с
инвариантным соотношением частот в каждый момент времени при варьировании
абсолютных значений этих частот. В соответствии с иерархической организацией
биосистем и иерархией их дискретной временной организации биологически значимыми и
адекватными являются для биосистем лишь многочастотные сигналы дискретного
спектра. Они закрепляются в эволюции, так как не нарушают устойчивости биосистем при
информационных связях между собой и с внешней средой. Именно к многочастотным
сигналам, соответствующим иерархии периодов биоритмов, эволюционно вырабатывается
максимальная чувствительность. Наиболее важным отличием биологических
многочастотных резонансов является то, что,определяющим для них являются не
абсолютные значения составляющих частот, а их инвариантное соотношение подобно
одному и тому же аккорду в разных октавах. Явление многочастотного параллельного
резонансного захвата является специфическим свойством живых систем как
иерархических и целостных. Это явление обнаружено нами впервые экспериментально на
одиночной нервной клетке. Только многочастотные воздействия в собственных ритмах
энергетики клетки устойчиво повышали содержание и синтез белка в клетке.
Одночастотные или постоянные воздействия давали лишь временный эффект. Это
явление изучено нами также на примере селективного усиления биосинтеза в нормальных
клетках и угнетения жизнедеятельности патологически измененных клеток,
различающихся по спектру собственных биоритмов (Загускин С.Л. и др., 1989).
Изменение абсолютных значений периодов не влияет на инвариантное их соотношение;
мы понимаем одно и тоже слово, произнесенное мужчиной басом с низкими значениями