Руководство для врачей общей практики (семейных врачей). М. Оао Издательство Медицина
 Скачать 5.48 Mb.
|
|
клетка, элементарными частицами взаимодействия его составных час тей являются фотон, фонон, электрон, экситон и протон (ион водорода) при ведущей роли электромагнитного взаимодейст вия. В целостном организме клетки способны образовывать клеточные кластеры и фракталы, соответствующие ткани и органы, а также сложные функциональные системы за счет полевых, химических, межмолекулярных и системообразую щих связей структурных элементов. Клетка — первичная функциональная система живого организма. В функциональных системах целостного организма, эле менты которых материально монолитны, основные элемен тарные частицы взаимодействия — фотон, фонон, электрон, экситон и протон. Структурные элементы этих систем связа ны посредством полевых (электромагнитных и акустических полей), химических и межмолекулярых сил на основе элек тромагнитного взаимодействия. В материально разобщенных функциональных системах из элементарных частиц играет роль в основном лишь фотон как квант электромагнитного поля с соответствующим взаимо действием. Более проблематична связь в этих системах по средством акустических полей при помощи фонона. Таким образом, электромагнитное взаимодействие между структурами живого организма является ведущим во всех про цессах его функционирования. При этом первоосновой само регуляции, избирательной мобилизации и взаимосодействия отдельных элементов систем для достижения конечных ре зультатов являются электромагнитные взаимодействия и поле вой характер взаимосвязей структур и систем организма. На основе первичных взаимодействий на всех структурных уровнях живого многоклеточного организма можно утвер ждать, что воздействие внешнего физического фактора иниции рует в первую очередь изменения электромагнитного взаимо действия его различных структур и систем. В этом заключает ся суть универсальности и единообразия механизма действия различных внешних физических факторов на живой орга низм. Именно указанные изменения — первопричина после дующего каскада физико-химических процессов, биологиче ских реакций и клинических эффектов. Это обосновывается тем, что целостная биологическая система, особенно такая как человеческий организм, является диссипативной, триггер ной, саморегулирующейся, самовоспроизводящейся системой [Илларионов В.Е., 1992, 1998, 2003]. Следовательно, при физиотерапии важно учитывать сле дующие доказанные факты. Различные вариации клиниче ских результатов от воздействия внешнего физического фак тора находятся в прямой зависимости от энергетических параметров этого фактора, от участка воздействия на теле па циента (локализации воздействия), а также от времени и пе риодичности действия фактора на организм. Именно от плот ности потока мощности (интенсивности, энергетической облученности) действующего физического фактора, от лока лизации, времени воздействия на одно поле или от длитель ности однократной процедуры при нескольких полях воздей ствия (доза воздействия), от периодичности процедур (хроно- биологический аспект) и длительности курса физиотерапии (с чем связан кумулятивный эффект курсового воздействия) зависит конечный клинический эффект. При построении общей теории физиотерапии необходимы знания и учет следующих факторов: • особенности иерархического строения структур и систем человеческого организма, изоморфизм (одинаковость строения) всех функциональных систем; • нелинейность процессов функционирования биосистем и ответной реакции организма на физиотерапевтическое воздействие; • особенности процессов управления функционирования систем и триггерных механизмов, обеспечивающих ре акцию на воздействия внешних физических факторов. На основе системного подхода (общей теории систем) к рассматриваемой проблеме (создание общей теории физиоте рапии) с учетом того, что живые многоклеточные системы яв ляются самоорганизующимися и саморегулирующимися, есть все основания утверждать следующее. Уровень общности, отра жающий интегральное свойство человеческого организма при воздействии на него внешними физическими факторами, свя зан с такими его эволюционно обусловленными функциями, как самоорганизация и саморегулирование, т. е. с кибернетиче ской основой этой сложной и высокоорганизованной системы [Илларионов В.Е., 1998]. Как уже отмечалось, в организме человека в основе струк турных и функциональных изменений определяющими явля ются электромагнитные взаимодействия. С точки зрения физики многие структуры живого организма, начиная с мак ромолекул, — диэлектрики или полупроводники. Макромоле кулы живого организма, а также молекулы содержащейся в нем воды представляют собой диполи. Диполи могут образо вывать домены. На границе области однородного упорядочен ного расположения диполей в домене образуются полюсы за счет связанных электрических зарядов, являющиеся источни ком возникновения электромагнитного поля. Ткани живого организма обладают электретными свойствами. Многие его структуры по своей физической сути — жидкокристалличе ские и обладают основными свойствами жидких кристаллов. Основная структурно-функциональная единица живого ор ганизма — клетка. Первичная функциональная система орга низма человека тоже клетка. При изменении количества и ка чества электрических зарядов после трансформации различ ных видов энергии в электрическую энергию на клеточном уровне возникают следующие эффекты и явления. В первую очередь это изменения электрического потен циала внутренней и внешней поверхностей клеточной мем браны и мембран внутриклеточных органелл. Статическое не равновесное состояние приводит к открытию ионных каналов и появлению электрического тока. При этом возникают меха нические колебания макромолекул, происходит генерация акустических волн. Биологические мембраны, являясь по сво ей сути полупроводниками, при возникновении электриче ского тока между своими внутренними и внешними поверх ностями способны генерировать электромагнитное излучение за счет эффекта Ганна и явления (феномена) N -образной вольт-амперной характеристики. В свою очередь возникнове ние электрического тока в биологических мембранах вызыва ет обратный пьезоэлектрический эффект, что в совокупности с механическими колебаниями макромолекул первичной ге нерации усиливает и модифицирует фронт акустических волн [Березовский В.А., Колотилов Н.Н., 1990]. Во внутриклеточных органеллах и цитоплазме под дейст вием перераспределения электрических зарядов внутренних и внешних поверхностей биологических мембран и в результате влияния электромагнитных и акустических волн, возникших при появлении электрического тока, происходит поляризация различных структур, в том числе молекул свободной и свя занной воды и других жидкокристаллических образований. Одновременно с этим происходят изменения электретного стояния соответствующих структур, инициирующие воз никновение токов смещения и электрического поля [Ку- лин Е.Т., 1980]. учитывая реальную возможность проявления в биологиче ских структурах фотоэлектрического, пироэлектрического и пьезоэлектрического эффектов, а также изменений состояния жидкокристаллических структур и электретов, реструктуриро вания доменов поляризации, образованных диполями, есть все основания утверждать следующее. При первичном взаимо действии внешних физических факторов со структурами биоло гического объекта любые виды энергии этих факторов транс формируются в электрическую энергию [Улащик B.C., 1990; Илларионов В.Е., 1992, 1998] (схема 3.1). С х е м а 3.1. Преобразование в биообъекте энергии внешнего физического фактора [Илларионов В.Е., 1998] Следовательно, результатом первичной реакции взаимо действия внешних физических факторов с организмом чело века является изменение электрического статуса клетки (груп пы клеток) участка воздействия тем или иным физическим Фактором. Этот процесс инициирует рекомбинационные (конформационные) преобразования структур, в первую оче редь макромолекул биологических субстратов и молекул воды, при неизмененной их количественной характеристике |Илларионов В.Е., 1992, 1998]. Взаимодействия электронных и конформационных степе ней свободы этих молекул определены как электронно-кон- формационные взаимодействия (ЭКВ). Концепция ЭКВ [Волькенштейн М.В., 1988] исходит из того, что изменения зарядового или электронного состояния системы приводит к изменению конформации (от лат. conformatio — форма, распо ложение), что в свою очередь индуцирует изменение элек тронного состояния. Перемещение любого лиганда (связую щего элемента, от лат. ligo — связываю), начиная с электрона, в макромолекуле вызывает изменение электронной плотности и вслед за ним конформационного состояния системы. При этом следует опять акцентировать внимание на ведущей роли изменения электрического статуса, поскольку скорость (дли тельность) процессов, связанных с электромагнитными взаи модействиями, составляет 10-21—10“10 с, а конформационных изменений — 10 8—10-5 с [Илларионов В.Е., 1998, 2003]. Таким образом, основой пускового механизма ответной ре акции биообъекта на воздействие внешнего физического фак тора любой природы является изменение электрического ста туса клетки (группы клеток) участка воздействия. Используя гипотетико-дедуктивную модель научного знания, фундамен тальные законы физики, химии и синергетики, разработана концепция основы пускового механизма ответной реакции организма на воздействие внешнего физического факто ра — концепция биоэлектрического триггера [Илларионов В.Е., 1992, 1998]. Эта концепция постулирует следующие положе ния: • электрический статус клетки (группы клеток) участка воздействия является триггерным (переключательным) устройством перевода систем организма в иное функ циональное (фазовое) состояние; • изменение электрического статуса клетки (группы кле ток) под действием внешних физических факторов явля ется определяющим моментом для всех последующих ответных реакций организма на это воздействие. Генерализация действия внешнего физического фактора в организме человека осуществляется по эндогенным каналам при помощи электрических, электромагнитных и акустиче ских полей за счет изменений электромагнитных взаимодей ствий соответствующих биологических структур [Гаряев П.П., 1994; Popp F.A. et al., 1982]. Эти изменения определенным образом влияют на самоорганизацию структур и саморегули рование систем целостного организма. В настоящее время доказана высокая чувствительность жи- рьіх организмов к сверхмалым дозам воздействия внешних физических факторов [Альдерсон А.А., 1985; Макац В.Г., 1992; Нефедов Е.И. и др., 1995; Кожокару А.Ф., 1996; Пре- сман А.С., 1997]. Это обусловлено тем, что живые системы являются неравновесными, диссипативными, самоструктури- рующимися и самоорганизующимися. Признаки самоорганиза ции в живой биосистеме предопределяют кооперативность происходящих в ней процессов. Кооперативность в свою оче редь всегда означает нелинейность ответа системы на входной сигнал [Рубин А.Б., 1987; Волькенштейн М.В., 1988]. Для обоснования верхнего допустимого предела энергетиче ских параметров воздействия физиотерапевтического фактора берутся в учет показатели активационных барьеров, в основном потенциал действия клеточной мембраны нейрона или интен сивность воздействия, необходимая для ее деполяризации (70—120 мВ). Но главным критерием, определяющим энергети ческие параметры воздействия, до сих пор является эмпириче ская оценка комплексной реакции всех систем организма. Термины «адаптация», «приспособление» и «компенсация нарушенных функций» используются для обозначения спо собности организма по обеспечению гомеостаза в условиях непрерывно меняющихся внешних воздействий. Первые два термина по существу идентичны, объединяемые понятием «приспособительные реакции», при которых структурные из менения незначительны или совсем ничтожны. Компенсатор ные реакции сопровождаются уже более резко выраженными структурными изменениями [Саркисов Д.С. и др., 1995]. Если с этих позиций рассмотреть такие ответные реакции организма на воздействия, как общий адаптационный син дром— стресс [Селье Г., I960], реакцию активации и реакцию тренировки [Гаркави Л.Х. и др., 1972], то по своей сути они все-таки являются компенсаторными. Даже «активация» и «тренировка», кроме ультраструктурных повреждений, вызы вают существенное напряжение и усиленную работу различ ных структур и систем. Это подтверждается тем, что реакции активации и тренировки, как и стресс, связаны с гормональ ной активностью, и первая их стадия (стадия или реакция тревоги) также длится около 2 сут (схема 3.2). Применительно к используемым в настоящее время фи зиотерапевтическим методам и энергетической мощности Действующих факторов ответные реакции организма можно Уверенно назвать компенсаторными. Именно повышение гор мональной активности, т. е. повышение содержания в крови катехоламинов и кортикостероидов при всех трех типах реак ции организма на физиотерапевтическое воздействие, служит Убедительным аргументом того, что эти реакции являются ком пенсаторными и далеко не всегда полезными (см. схему 3.2). С х ем а 3.2. Действие традиционных физиотерапевтических факторов на биообъект [Илларионов В.Е., 1998] Регуляцию выработки гормонов, обеспечивающих гомео стаз, осуществляет гипофиз. Но он реагирует лишь на изме нения внутренней среды организма и «слеп» в отношении внешнего мира. Информацию о внешних воздействиях, трансформированную в соответствующие управляющие сиг налы, гипофиз получает от гипоталамуса. Энергетической мощности современных физиотерапевтических факторов вполне достаточно для повреждающего действия на уровне клеточной мембраны. Нарушение целостности клеточной мембраны обеспечивает доступ в межклеточное пространство медиаторов или модуляторов воспалительной реакции — про- стагландинов, циклических нуклеотидов, различных лизосо- мальных ферментов. Но этот процесс входит составной ча стью в эффект образования свободных форм вещества, что по существующей теоретической трактовке является обязатель ной «полезной» компонентой физико-химических основ взаи модействия физиотерапевтического фактора с организмом. А ведь при такой ситуации гипофиз получает команды на вы работку адренокортикотропного гормона уже из двух источ ников — от гипоталамуса, среагировавшего на повреждающее действие внешнего физического фактора, и от внутренней среды организма, в которой в результате этого действия по явились качественные и количественные изменения. Следова тельно, реакция гипофиза должна быть более выраженной. Повышение в крови содержания кортикостероидов в соот ветствии с механизмом обратной связи должно приводить к подавлению их продукции. Но если имеет место повышение гипоталамического порога чувствительности, а это вполне ве роятно при повторных повреждающих физиотерапевтических воздействиях, то механизм отрицательной обратной связи срабатывает с запозданием или вообще оказывается недоста точно эффективным. Из пяти принципов основ структурного обеспечения при способительных и компенсаторных реакций организма третий отражает качественную сторону этих реакций и заключается в рекомбинационных преобразованиях структур при неизменен ной их количественной характеристике. Эти преобразования высокоэффективны, при минимальных энергетических затра тах обеспечивают экстремальные скорости и бесконечное раз нообразие биологических реакций в норме и особенно в усло виях патогенных воздействий. Именно рекомбинационные (конформационные, а по М.В. Волькенштейну — электронно- конформационные) преобразования придают компенсаторно приспособительным реакциям организма стремительность и точность ответа на быстро и разнообразно меняющиеся усло вия окружающей среды. Это характерно в первую очередь для процессов, которые происходят на молекулярном уровне [Сар кисов Д.С. и др., 1995]. Анализ многочисленных эмпирических данных о реакциях биосистем на различные внешние физические воздействия (сигналы, стимулы, раздражители) позволяет сделать следую щие выводы: • минимальная, пороговая интенсивность энергии сигна ла определяется чувствительностью данной биосистемы, а максимальная сопоставима с ее энергетическим об меном; • чем выше уровень организации биосистемы, тем выше чувствительность к сигналам; • биологические системы высокого уровня организации могут реагировать на подпороговые по интенсивности сигналы, ибо обладают способностью их суммировать [Пресман А.С., 1997]. Данные экспериментальных исследований свидетельствуют следующее. При воздействии на язык постоянным электриче ским током субъективные ощущения (чувство «пощипыва ния») появляются при силе тока 40 мкА. Чувствительность человека к электромагнитным полям и электростатическому полю составляет (по плотности потока мощности) 5-Ю-4 Вт/м2. Калиевые каналы клеточной мембраны — универсальная сис тема быстрого реагирования в системе целостной клет ки — реагируют на воздействие уже при плотности потока мощности электромагнитного излучения 50 мкВт/см2. Опре делено, что электромагнитное излучение при плотности пото ка мощности 5 мкВт/см2 уже оказывает значимое влияние на функции биологических систем. Но главной особенностью этих исследований является то, что при указанных энергети ческих параметрах воздействия нет немедленной реакции со стороны верхних уровней системы регуляции жизнедеятель ности организма (гипофиз — гипоталамус — ЦНС), т. е. от сутствует повышение гормональной активности, нет дополни тельного выброса в кровь адаптационных гормонов. При таких энергетических параметрах внешнего физического фак тора реакция взаимодействия организма с этим фактором ог раничивается молекулярным и клеточным уровнями [Альдер- сон А.А., 1985; Нефедов Е.И. и др., 1995; Кожокару А.Ф., 1996; Илларионов В.Е., 1998, 2004; Smith C.W., 1984]. Привычный для нас в настоящее время объем клиниче ских исследований показателей состояния систем гомеостаза не дает практически никакой информации даже о наличии рекомбинационных (конформационных или электронно-кон- формационных) преобразований в структурах биообъекта, не говоря уже об их качественных и количественных сторонах при физиотерапевтическом воздействии [Илларионов В.Е., 1998]. Подобная ситуация, вероятно, и является основной, если не единственной причиной того, что «этот мощный ме ханизм адаптации организма к явлениям окружающей среды (т. е. рекомбинационные преобразования) странным образом полностью выпал из поля зрения исследователей, особенно патологов» [Саркисов Д.С. и др., 1995]. На основании изложенного предложена |