Но откуда же растут ноги у всяких колебательных процессов в нашем организме? Разобраться в этом нам поможет и обзор литературы по рассматриваемой теме, сделанный Гавкави и ее соавторами.
======================================================
КОЛЕБАНИЯ В ЖИВЫХ СИСТЕМАХ
Одним из фундаментальных свойств живых систем, относящихся к открытым неравновесным системам, является их колебательная природа. Имеются ввиду сложные пространственно-временные свойства организма, т.е. одновременное наличие колебаний разной частоты на разных ступенях функциональной иерархии.
Богатство ритмов, обнаруженных во внешней среде, в общем адекватно их обилию, обнаруженному в биологических системах, т.е. биологические ритмы — внешнее проявление автоколебательных процессов в биологических системах. Это понятно, так как в этих условиях и зарождалась жизнь.
На различных иерархических уровнях — от молекулярно-клеточного до организменного — происходят ритмичные изменения во времени самых различных параметров, а само существование организма как единого целого обеспечивается, по современным представлениям, синхронизацией этих параметров. Чем более сложный интегративный характер имеет биологический процесс, тем частота его меньше (период, соответственно, длиннее). По мере снижения иерархического уровня частота колебаний увеличивается.
Наличие колебаний в широком диапазоне частот — от ультрафиолетового диапазона (например, митогенетические лучи Гурвича) до сверхмедленных колебаний с периодами, равными месяцам и годам — соответствует разным биологическим процессам и различным иерархическим уровням организма.
Так, мельчайшим вибраторам - молекулярно-субклеточным структурам — в соответствии с их малыми размерами свойственны колебания наиболее высоких частот: оптического диапазона (УФ-волны, видимый свет и ИК-волны) от Зх10*11 до Зх10*17 Гц.
Биофизические и биоэлектрические процессы характеризуются уже частотой от кГц до единиц Гц, биохимические — периодом от секунд до нескольких часов (единицы Гц до десятитысячных долей Гц), физиологические — от нескольких часов до нескольких суток (от миллиГц до микроГц). Есть и более длинные ритмы.
На разных ступенях функциональной иерархии происходят колебания структурного, энергетического, информационного гомеостаза, которые являются отражением неравновесности биологических систем (по Бауэру). В течение последних десятилетий сложилось представление о том, что живой организм состоит из множества связанных между собой осцилляторов: по принципу осцилляторов работают все системы регуляции в биологических объектах, исполнительные органы и системы передачи регуляторных влияний (Halberg F. и др., 1969).
На основе таких представлений наличие сложной колебательной системы как единого целого объясняют резонансными взаимодействиями, приводящими к синхронизации колебаний.
Под синхронизацией, согласно современным представлениям, понимается установление и поддержание такого режима работы осцилляторов, при котором их частоты равны, кратны или находятся друг с другом в рациональных отношениях (Реутов В.П., 1984).
О колебаниях в биологических процессах в большинстве случаев судят лишь по косвенным, отраженным показателям. Кроме того, ввиду недетерминированности живого, параметры биологических процессов могут варьироваться от цикла к циклу, а отношение их частот не может быть строго рациональным, т.е. в живых системах речь идет лишь о приблизительной периодичности и лишь примерной соизмеримости частот взаимодействующих колебаний — квазипериодичности.
С этими оговорками можно принять, что на различных иерархических уровнях — от молекулярно-клеточного до уровня организма как единого целого — происходят стохастические флуктуации, приводящие к определенного рода ритмическим изменениям во времени самых различных параметров (Halberg F., 1983 и др.). С этой точки зрения само существование организма становится возможным благодаря согласованию, синхронизации колебаний.
Синхронизация способствует устойчивости системы, оптимизирует процессы переноса вещества, энергии, информации и считается одним из важнейших факторов самоорганизации сложных систем (Гудвин Б., 1966; Блехман И.И., 1971, 1981; Романовский Ю.М., Степанова Н.В., Чернавский Д.С., 1971; Винер Н., 1983). Живые системы относят не к абсолютно, а к относительно синхронизированным, т.к. регистрируются и нерегулярные, неритмичные процессы, но именно синхронизированные процессы обусловливают упорядоченность и гармонию колебательной системы (Блехман И.И., 1971, 1981).
Таким образом, резонансным взаимодействиям и степени синхронизации подсистем организма отводят определяющую роль в его функциональном состоянии. Уровень синхронизации может использоваться для оценки физиологической нормы (Владимирский Б.М., 1996). В здоровом организме поддерживается относительная согласованность различных колебательных процессов — составляющих гомеостаза, в то время, как при различных патологических процессах наблюдается та или иная степень десинхроноза (Ашофф Ю., 1984). Отклонение в другую сторону — избыточная синхронизация, или гиперсинхронизация — также не является нормой.
С этой точки зрения здоровье определяется взаимослаженностью множества биологических ритмов, корреляционными отношениями между значениями физиологических параметров, совершенством фазовой архитектоники биоритмической системы и ее соответствием вариациям внешней среды, т.е. оптимальным уровнем биоритмической адаптации (Бреус Т.К., 1992; Моисеева Н.И., 1990; Halberg F., 1983), а патология — это нарушение колебательной гармонии (Lachovsky J., 1924).
Обычно в биологии и медицине флуктуации живых систем описывают как биоритмы. Хотя биоритмы и являются самоподдерживающимися колебаниями, аналогичными автоколебаниям в неживых системах, т.е. являются эндогенными, они формировались в процессе эволюции под влиянием космической ритмики, которая опосредуется, главным образом, через ритмические вариации естественных электромагнитных полей низких и сверхнизких частот (Владимирский Б.М., Нарманский В.Я., Темурьянц Н.А., 1994; Пресман А.С, 1997).
Кроме того, ритмические вариации электромагнитного фона окружающей среды выступают, при уже сформированных ритмах, в качестве наиболее важных датчиков времени, причем для синхронизации достаточно очень слабого сигнала: происходит «затягивание» или «захват» близкой частоты. Поэтому периодичность процессов в живых организмах рассматривается как отзвук периодичности макромира. Так, установлено, что в самых различных биологических, химических и физико-химических процессах происходят синхронные флуктуации различных параметров — макроскопические флуктуации, амплитуда которых коррелирует с космогеофизическими фаторами (Шноль С.Э., Намиот В.А., Жвирблис В.Е. и др., 1983; Агулова Л.П., Удальцова Н.В., Шноль С.Э.,1984).
Внешняя синхронизация может осуществляться по отношению к отдельным ведущим ритмам, к которым подстраиваются и более длинные, и более короткие ритмы. Роль такого ведущего ритма, доминирующего на уровне организма, играет околосуточный, циркадианный ритм (Питтендрих К., 1984). Именно он является интегрирующим по отношению как к более коротким, так и к более длинным (Halberg F., 1983). Этому ритму придается такое значение в жизнедеятельности организма, что говорят о его «циркадианной структуре» или «циркадианной системе».
Считают, что в процессе эволюции циркадианный ритм работы организма сложился под влиянием внешнего суточного ритма, и в первую очередь — режима освещения, ответственность за циркадианные ритмы несут и Шумановские волны (формирующиеся между Землей и ионосферой) с основной частотой 7,8 Гц, имеющие 24-часовую гармонику. Они со¬держат также большое число высших гармоник, на которые реагирует вегетативная нервная система. В эту же полосу частот входят основные ритмы ЭЭГ, в том числе, α-ритм. Циркадианные ритмы для нас особенно интересны, т.к. соответствуют биоритмам адаптационных реакций организма.
Считается, что регуляция циркадианных ритмов, т.е. регуляция деятельности множества осцилляторов, осуществляется ведущим осциллятором (Ашофф Ю., 1984), своеобразным «маятником биологических часов». Благодаря взаимному сопряжению осцилляторов, контролю над ними ведущего осциллятора («колебателя»), взаимодействию с факторами среды («принудителями») в здоровом организме поддерживается строгая (но не жесткая!) согласованность различных процессов - составляющих гомеостаза (Ашофф Ю., 1984; Дильман В.М., 1986; Менакер М., Бинки С, 1984). Полагают, что согласование циркадианных ритмов осуществляется на уровне центральной нервной и нейроэндокринной систем (Мур-Ид М., Салзмен Ф., 1984 и др.).
===============================================================
Отредактировано ПАЦИЕНТ (17.11.2008 10:59)
- Подпись автора
Всё есть яд, и всё есть лекарство, а разделяет одно от другого лишь доза (Парацельс)