Прок. Удк 616039. 76 Медведев, А. С
 Скачать 2.96 Mb.
|
|
Голографический принцип. Функциональные свойства каж- дого элемента функциональной системы отражают деятельность всей системы в целом и особенно предполагаемое состояние ее конечного полезного приспособительного результата. По анало- гии с физической голографией в функциональной системе сиг- нал о потребности рассматривается в качестве опорной волны, а сигнал о ее удовлетворении – в качестве предметной волны. Интерференция (суммация) этих волн происходит на импрови- зированных экранах: мембранах клеток, молекулах ДНК, РНК и др. Имеются многочисленные примеры, свидетельствующие о том, что ритм деятельности любого органа (сердца, желудка, легких и т. д.) обусловлен деятельностью различных функцио- нальных систем. Например, избирательное запредельное торможе- ние в конечном итоге приводит к тотальному снижению уровня возбудимости всех нейроэндокринных регуляторных структур. Принцип саморегуляции. Динамическая организация функ- циональной системы инициируется отклонением гомеостатиче- ского показателя, например метаболизма, или результата дея- тельности той или иной функциональной системы от уровня, обеспечивающего нормальную жизнедеятельность и максималь- ную адаптацию организма к среде обитания. Именно это являет- ся стимулом к активации той или иной функциональной системы, в результате которой этот параметр возвращается к исходному или оптимальному уровню (саморегуляция). Например, уменьше- ние общего объема крови стимулирует многокомпонентную систе- му задержки жидкости и мобилизации депонированных запасов. В деятельности каждой функциональной системы проявляет- ся следующая закономерность: общая сумма механизмов, возвра- щающих отклоненный показатель к исходному уровню, всегда превышает сумму отклоняющих этот параметр механизмов. Ины- ми словами, в здоровом организме у каждой функциональной сис- 43 темы имеется определенный «запас прочности». Так, например, в функциональной системе, определяющей оптимальный уро- вень кровяного давления, общая сумма депрессорных механиз- мов с избытком превышает сумму «прессорных» механизмов. Интенсивность процесса реализации той или иной функциональ- ной системы определяется важностью регулируемого ею процес- са: чем он более важен для жизнедеятельности организма, тем активнее работает функциональная система. 1.5. Взаимодействие функциональных систем в организме и системогенез Принципиальный механизм реализации функциональной сис- темы включает следующие стадии: Стадия результативной рецепции. Этот начальный этап осу- ществляется сенсорными анализаторами-рецепторами (механо-, термо-, хемо-, проприо-, висцерорецепторами, зрительно-слухо- выми и т. д.), контролирующими какой-либо физиологический параметр. Любое изменение в текущем состоянии ткани, органа или системы, так же как и отклонение параметра от запрограмми- рованного (предполагаемого) результата деятельности («рецеп- торы результата»), регистрируется и в последующем передается в соответствующие нервные центры. Стадия «обратной афферентации». На этом этапе посред- ством информационных, нервных и гуморальных механизмов передачи сигналов информация передается от периферических рецепторов в центральные аналитические структуры. При этом избирательно активируются отдельные элементы нейроэндокрин- ных систем управления и регуляции различных уровней. Собствен- но, это избирательное возбуждение тех или иных управленческих структур и является механизмом формирования «центральной архитектоники» и вовлечения их в формируемую функциональ- ную систему. Стадия афферентного синтеза. Первым этапом деятельно- сти «центральной архитектоники» (ЦНС, головной мозг) функ- циональной системы любого целенаправленного поведенческого 44 акта любой степени сложности является синтез всех пришедших возбуждений обстановочной и пусковой обратной афферента- ции, обусловленный внутренней метаболической потребностью. Далее идет анализ всей совокупности полученной рецепторной информации методом сравнения с использованием генетической и приобретенной памяти о величине нормальных контрольных параметров приспособительного процесса. Стадия афферентно- го синтеза завершается этапом принятия решения, который за- ключается в ограничении степеней свободы поведения и выборе единственного решения (алгоритма действия), а также в под- боре инструментов реализации функционального ответа (состав исполнительных структур функциональной системы), направ- ленного на удовлетворение той или иной ведущей потребности организма. Стадия предвидения требуемого результата. Следующим этапом последовательного процесса формирования и реализа- ции функциональной системы, которая предшествует исполни- тельному акту, является этап предвидения адекватного резуль- тата – акцептор результата действия (от лат. acceptor – прини- мающий). На этом этапе организации функциональной системы происходит определение (программирование) основных параме- тров предполагаемого адекватного результата каждого «системо- кванта». В последующем при реализации эффекторного дейст- вия на основе обратной афферентации проводится постоянное их сравнение с фактически достигнутыми результатами. Если ре- зультат сравнения совпадает с запрограммированным и резуль- татом, удовлетворяющим исходную потребность (соответствуют запрограммированным параметрам), то приспособительный акт заканчивается и дальнейшая деятельность функциональной сис- темы тормозится. Если возникает рассогласование, то перестраи- вается афферентный синтез и принимается решение об организа- ции деятельности функциональной системы по новому алгорит- му. В случае, когда обратная афферентация не несет полноценной информации о достигнутом результате, нервные клетки акцепто- ра результата действия возбуждаются и запускается новый этап афферентного синтеза – ориентировочно-исследовательская 45 реакция, подстраивающая механизм афферентного синтеза на принятие нового решения и выбор других инструментов его реа- лизации. Таким образом, обратная афферентация является той стержневой основой, которая определяет процессы саморегуля- ции каждой функциональной системы. Стадия формирования и проведения целенаправленного действия. На этом этапе процесса формирования и реализации функциональной системы, протекающем почти одновременно с предыдущим, происходит формирование алгоритма (последо- вательность управляющих сигналов) и реализация процесса про- ведения исполнительными структурами целенаправленного дейст- вия. Все процессы формирования и реализации множества функ- циональных систем различного уровня протекают непрерывно, с постоянным информированием центра управления о результа- тах достижения полезного приспособительного результата. При исследовании функциональной системы крайне важно учитывать ее состояние на данный момент. Исходный уровень готовности к выполнению свойственной этой системе деятель- ности называется тонусом функциональной системы, который может быть нормален, повышен или понижен. Кроме того, функ- циональную систему характеризует ее реактивность, т. е. ампли- туда возможного ответа системы на действие раздражителя, ограниченная сверху пределом функциональных возможностей, а снизу – ее исходным тонусом. Таким образом, чем выше исход- ный тонус, тем меньше будет функциональный ответ, тем ниже реактивность. Одной из существенных характеристик функциональной си- стемы является ее биологический ритм – периодичность про- явления в процессе функционирования того или иного фазового состояния (достижение функционального максимума и мини- мума). Другое важное условие обеспечения нормальной деятель- ности функциональной системы – достаточность метаболиче- ских ресурсов для ее работы. В целом организме взаимодействие и сопряженная деятель- ность различных функциональных систем также строится на осно- ве нескольких принципов. 46 Принцип иерархии функциональных систем. Взаимодейст- вие отдельных функциональных систем в целом организме и в по- пуляции организуется нейрофизиологическим механизмом «те- кущего доминирования»: в каждый данный момент времени дея- тельность организма определяет та или иная функциональная система, обеспечивающая удовлетворение потребности, главной на данный момент для выживания и максимальной адаптации к внешней среде. Механизм формирования доминанты был открыт А. А. Ухтомским. По отношению к каждой доминирующей функ- циональной системе все другие системы в соответствии с их био- логической и социальной значимостью выстраивают определен- ную очередность их реализации (иерархию), начиная с молекуляр- ного и заканчивая организменным и социально-общественным уровнем. После удовлетворения доминирующей потребности дея- тельность организма направляет следующая по значимости со- циальная или биологическая потребность, которая и формирует следующую функциональную систему. Смена доминирующей системы в процессе жизнедеятельности происходит постоянно. Причем иерархическая очередность может меняться в зависимо- сти от условий среды или даже от возраста индивида. Например, угроза жизни моментально гасит поведенческую пищевую реак- цию, а с возрастом постепенно угасает инстинкт продолжения рода. Из принципа иерархии функциональных систем последо- вательно вытекает следующий принцип. Принцип последовательного взаимодействия функциональ- ных систем. В нормальном организме функциональные систе- мы последовательно взаимодействуют друг с другом, образуя не- прерывную цепь функциональной деятельности, когда реализация одной системы последовательно сменяется реализацией другой системы. Последовательная цепь реализаций различных функ- циональных систем специальными центрами нервной системы программируется и включается по опережающему механизму: каждый результат деятельности реализованной функциональной системы на основе обратной связи нервной и гуморальной сигна- лизации оценивается соответствующими центрами управления, после чего и происходит смена реализации другой функциональ- 47 ной системы. Последовательная реализация функциональных сис- тем гомеостатического ряда жестко генетически предопределена и запрограммирована. Например, последовательная смена реали- зации определенных функциональных систем наблюдается в ди- намике процессов дыхания, выделения, кровообращения и т. д. Принцип системного квантования процессов жизнедея- тельности. Это еще один принцип динамической организации функциональных систем в организме. Все процессы жизнедея- тельности, оставаясь едиными и непрерывными, как бы после- довательно расчленяются (квантуются) деятельностью функцио- нальных систем на дискретные элементы, каждый из которых начинается с потребности (мотивации) и заканчивается ее удов- летворением (достижение полезного для организма запрограмми- рованного приспособительного результата). Например, в слож- ной функции организации движения последовательно квантует- ся сгибание и разгибание конечности. Принцип мультипараметрического взаимодействия функ- циональных систем. Для большинства функциональных систем характерно многосвязное взаимодействие: отклонение от опти- мального уровня того или иного параметра инициирует реализа- цию сразу нескольких функциональных систем, а это приводит к сопряженному изменению иных параметров. Этот принцип взаи- модействия характерен практически для всех функциональных систем гомеостатического уровня. Именно он объединяет все системы в единую функциональную систему гомеостаза. На- пример, при изменении рН крови согласованно могут изменить- ся показатели осмотического, онкотического и даже гидростати- ческого давления крови. Принцип многосвязного регулирования функциональных систем. Этот принцип означает, что саморегуляция (настройка па- раметров реализации) каждой функциональной системы происхо- дит с учетом интегрального организменного полезного приспо- собительного результата. Взаимодействие различных функцио- нальных систем организовано таким образом, что их совместная (синергичная) деятельность программируется на конечный резуль- тат в интересах всего организма. Например, поддержание тепло- 48 вого гомеостаза обеспечивается целым блоком разнонаправлен- ных функциональных систем (теплопродукция – теплоотдача). Все приведенные выше принципы организации динамическо- го взаимодействия функциональных систем базируются на изби- рательном созревании функциональных систем и их отдельных звеньев в процессе пре- и постнатального онтогенеза. На протя- жении всей индивидуальной жизни живых организмов функцио- нальные системы формируются самим ходом процессов жизне- деятельности, которые определяют последовательное формиро- вание, становление, взаимодействие и последующую деструкцию тех или иных функциональных систем. Процесс последователь- ного и избирательного формирования функциональных систем в организме в пре- и постнатальном онтогенезе получил название «системогенез» (П. К. Анохин, 1935). Функциональные системы формируются не одновременно. Одни функциональные систе- мы, особенно метаболического и гомеостатического уровня, ге- нетически детерминированы, другие складываются по мере фор- мирования и удовлетворения метаболических и в первую оче- редь поведенческих потребностей. Системогенез функциональных систем идет одновременно по трем направлениям (векторам), в чем проявляется общий материа- листический принцип трехмерности любого развития. Горизон- тальный вектор развития предполагает организацию функцио- нальной системы в пределах одного структурного организацион- ного уровня. Так, последовательная молекулярная трансформация привела к организации такой функциональной системы, как клет- ка. Дальнейшая системная организация разнородных клеток при- вела к формированию более широкой, но в то же время уже вер- тикально интегрированной функциональной системы, такой как ткань. Здесь следует отметить, что речь идет не о морфологиче- ском определении ткани как совокупности однородных клеток, а о функциональной системе, которая известна как структурно- функциональный элемент органа, включающий в себя межкле- точное пространство, рецептор, сосуд, паренхиматозные, стро- мальные (соединительнотканный «скелет» ткани), гуморальные, иммунные и другие клетки. При последующем развитии про- 49 цесса структурной и функциональной организации по двум век- торам (горизонтальному и вертикальному) формируются функ- циональные системы более широкого свойства и более высокого иерархического уровня: орган – совокупность тканей с различ- ными функциями и физиологическая система – совокупность органов с различными функциями. Дальнейшая структурная и функциональная организация приводит к формированию орга- низменных (совокупность физиологических систем) функциональ- ных систем. Третьим вектором развития функциональной системы являет- ся вектор времени. Функциональные системы, обеспечивающие основные физиологические потребности, постепенно вызревали в процессе филогенеза живых организмов, что, собственно, и со- ставляет суть процесса эволюции. К моменту рождения эти сис- темы (гомеостатические) в основном уже сформированы. Процесс дальнейшей структурной и функциональной организации орга- низма во многом генетически запрограммирован и активирует- ся в начале онтогенеза. По сути, онтогенез и есть формирование в процессе жизни отдельного индивидуума набора функциональ- ных систем. Ряд функциональных систем (ходьба, речь, эмоции) проходит свое становление в период раннего детства. Функцио- нальные системы психического и особенно поведенческого уров- ня, как правило, складываются по мере развития организма и фор- мирования у него субъективных потребностей. В значительной степени они формируются в процессе индивидуального обучения и накопления жизненного опыта (например, социальные и про- фессиональные функции). Совокупность сложных, многоступенчатых и многокомпонент- ных функциональных систем жизнеобеспечения и жизнедея- тельности может состоять из разных подсистем. Число функцио- нальных систем организма, обеспечивающих различные аспек- ты жизни организма, чрезвычайно велико. Но, исходя из целей функционального реабилитологического подхода и способа даль- нейшего практического использования, представляется целесо- образным предложить следующую классификацию функциональ- ных систем организма: метаболические (обмен белков, жиров, углеводов, витами- нов и микроэлементов, воды и т. д.); гомеостатические (поддержание основных биологических констант: Р осм , Р н , АД и т. д.); регуляции жизнедеятельности (дыхание, питание, очище- ние, репродукция, организация внутренней среды, движения и сенсорно-коммуникативных связей); социально-профессиональные (производственная, обществен- ная деятельность человека). Таким образом, в целостном организме в каждый данный мо- мент времени наблюдается слаженное взаимодействие (интегра- цию по горизонтали и по вертикали) различных функциональ- ных систем на основе их иерархического, многоуровневого, одно- временного и последовательного взаимодействия, что в конечном счете и определяет максимально приспособленную жизнедея- тельность к изменяющимся условиям окружающей среды. На- рушение этой интеграции ведет к нарушению жизненных функ- ций, заболеванию и гибели организма. 51 Глава 2. Базовые физиологические понятия в медицинской реабилитологии 2.1. Понятия «здоровье», «норма», «реактивность» и «гомеостаз» Приступая к раскрытию теоретических основ реабилитологии как самостоятельной медико-биологической дисциплины, следует вначале исследовать с помощью методологического функциональ- ного подхода, описанного в предыдущей главе, ряд фундамен- тальных общих биологических понятий. Методология медицин- ской реабилитологии требует несколько иного их толкования. Без четкого определения и понимания сущности фундаментальных общебиологических феноменов овладение понятийным и терми- нологическим аппаратом реабилитологии крайне затруднительно. Здоровье и болезнь представляют собой две основные формы жизни. Состояния здоровья и болезни могут чередоваться между собой на протяжении жизни индивида. На сегодняшний день имеется несколько определений понятия |