CC BY
81
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2020 - V. 27, № 2 - P. 125-132
УДК: 61 DOI: 10.24411/1609-2163-2020-16669
ГРАНИЦЫ СОВРЕМЕННОГО ПОНЯТИЯ ГОМЕОСТАЗА И ГОМЕОСТАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ В.В. ЕСЬКОВ*, В.Ф. ПЯТИН**, С .А. ПРОХОРОВ***, И.Р. ЕРЕГА****, Ю.С. ИГНАТЕНКО****
"ФГУ ФНЦНаучно-исследовательский институт системных исследований Российской Академии наук, пр-т Нахимовский, д. 36, г. Москва, 117218, Россия, e-mail: [email protected] "ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава России, ул. Ленинградская, д. 49, г. Самара, 443099, Россия """ФГАОУ ВО «Самарский государственный аэрокосмический университет им. акад. С.П. Королева», Московское шоссе, д. 34, г. Самара, 443086, Россия """"БУВО «Сургутский государственный университет», ул. Ленина, д. 1, г. Сургут, 628400, Россия
Аннотация. Продолжается дискуссия о новом понимании гомеостаза и гомеостатических систем. В этой связи предлагается расширить трактовку гомеостаза в интерпретации С. Bernard (1864 г.) до понимания гомеостаза W.B. Cannon. Это означает, что биохимический состав внутренней среды организма обеспечивает независимость (относительную) организма от внешней среды и обеспечение сходного гомеостатического состояния функциональных систем организма, которые в итоге и обеспечивают сам биохимический гомеостаз внутренней среды организма. Цель исследования. Демонстрация различий в доли стохастики при треморе и теппинге, что идентифицируется испытуемым как неизменное состояние. Объекты и методы исследования. Исследовалась группа из 15-ти испытуемых (девушки и юноши, средний возраст группы <Т>=2Ъ года) путем регистрации постурального тремора и выборок теппинграмм. Результаты и их обсуждение. При многократных повторениях регистрации треморограмм и теппинграмм одного и того же испытуемого, находящегося в неизменном состоянии, в матрицах парных сравнений выборок наблюдается крайне малое число статистически совпадающих пар. При этом число совпадающих выборок fo теппинграмм больше, чем число совпадений ki для треморограмм. Заключение. Исследования механизмом гомеостатического регулирования внутренней среды организма и его регуляторных функциональных систем неизбежно тогда приходит наука к понятию особого гомеостатического регулирования. Это регулирование хаотично по своей природе и это приводит к хаосу нормы (стандарта) как параметров внутренней среды организма, так и к хаосу функций, которые этот гомеостаз обеспечивают. Возникает известная проблема о том, что первично: изменение параметров внутренней среды или изменения в системах регуляции функций организма, которые эту среду поддерживают (например, функции нервной системы или работы сердца). Одновременно возникает и глобальная проблема существования реальных стандартов в физиологии и медицине. Сейчас очевидно, что в рамках стохастики такие стандарты не могут существовать из-за эффекта Еськова-Зинченко (отсутствие статистической устойчивости выборок параметров организма).
Ключевые слова: хаос, стохастика, эффект Еськова-Зинченко.
THE BORDER OF MODERN CONCEPTION OF HOMEOSTASIS AND HOMEOSTATIC SYSTEMS V.V. ESKOV*, V.F. PYATIN**, S.A. PROCHOROV***, I.R. EREGA****, Yu.S. IGNATENKO****
*Federal State Institution Scientific Research Institute for System Analysis within Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia, 117218, e-mail: [email protected] ""Samara State Medical University, Samara, Russia, 443099 """Samara State Aerospace University, Moskovskoe sh., 34, Samara, Russia, 443086 """"Surgut state University, Lenin Av., 1, Surgut, Russia, 628400
Abstract. A discussion about (new understanding) of homeostasis and homeostatic systems at all continues. In this regard, we propose to expand the definition of homeostasis in the interpretation of C. Bernard (1864) to an understanding of homeostasis by W.B. Cannon. We think that not environmental of human body but the state of functional systems must be supported by homeostatic regulation. The research purpose was to demonstrate the differences in the stochastic fraction during tremor and tapping identified by the subject as an unchanged state. Object and methods. We studied a group of 15 subjects (girls and boys, the average age of the group <T> = 23 years) by recording postural tremor and tappingrams samples. Results. With multiple repetitions of the registration of tremorograms and tappingrams of the same subject, which is in an unchanged state, in the matrices of pairwise comparisons of the samples, an extremely small number of statistically coincident pairs are observed. Moreover, the number of coinciding samples fo tappingrams is greater than the number of matches ki for tremorograms. Conclusion. We propose that human body needs biochemical stability and stability of functional systems regulation. Such regulation is chaotic with unstable of stochastic parameters of any human body parameters so we have big problem with new interpretation of physiological standard (what does it then standard). It is evident that homeostasis and functional systems of human body demonstrated untreated chaos of every parameters Xi(t) of human body. What is a first: homeostasis of functional systems the parameter supported? The second question: are the standard in physiology and medicine? Now it is evident that stochastic interpretation of standard is not possible. The Eskov-Zinchenko effect demonstrated instability of any stochastic parameter xt(t) of human body standard in physiology is not possible.
Keywords: chaos, stochastic, Eskov-Zinchenko effect.
Введение. За последние годы появился целый ряд работ, которые направлены на уточнение и расширение понятия гомеостаза и гомеостатических
систем не только в физиологии и медицине, но и в других науках (даже находящихся далеко от биологических объектов и систем) [1,3]. При этом основное
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2020 - V. 27, № 2 - P. 125-132
внимание уделяется не объекту (внутренней среды), а принципам функционирования регуляторных систем, которые обеспечивают регуляцию гомеостаза [2]. Одновременно появляются и публикации в поддержку первоначального определения гомеостаза, которое было сформулировано более 150 лет назад как относительная устойчивость параметров внутренней среды организма. Именно на это обращал внимание Ю.В. Наточин в своей публикации [5].
Напомним, что в 1864 г. С. Bernard впервые определил понятие гомеостаза как «постоянство внутренней среды, гармоничный набор процессов являются условием свободной жизни организма». Это определение С. Bernard дал в работе «Введение в экспериментальную медицину» и до настоящего времени многие физиологи настаивают именно на «стойкости внутренней среды», забывая при этом о второй части определения «...гармоничный набор процессов...» и «условие свободной жизни организма». Фактически, в этом определении фигурирует два независимых (или зависимых) понятия: параметры «внутренней среды», которые должны быть стойкими и динамика (кинематика) некоторых «процессов», которые обеспечивают эту «стойкость». В итоге эти два явления обеспечивают «свободную жизнь организма». Очевидно, что отрывать гомео-стаз от процессов регуляции его конечной цели гомеостаза - это совершенно не имеет смысла.
Следуя эти формулировкам С. Bernard мы должны заниматься в изучении гомеостаза и механизмами, обеспечивающими такую стойкость, и свободную жизнь, т.е. регуляторными процессами или функциями организма, а не только одними параметрами внутренней среды. Однако, многие физиологи призывают ограничиваться только параметрами внутренней среды, забывая при этом о процессах и конечной цели гомеостаза. В великолепном обзоре Ю.В. Наточина по проблеме гомеостаза [13] в итоге автор приходит к следующему определению гомеостаза («строгое и точное определение» по мнению автора): «Гомеостаз - это относительное постоянство внутренней среды организма и других биосистем в процессе функционирования». Полностью ли исчерпывает это понятие гомеостаза и можно ли из него определить понятие «гомеопатической системы»? Более того, когда мы говорим о системе, то это понятие должно включать в себя не только объект (внутреннюю среду), но и различные регуляторные системы, обеспечивающие «процесс функционирования» и «относительное постоянство». Последнее особенно дискуссионно в физиологии и медицине на ряду с понятием «стандарты гомеостаза».
Цель исследования - демонстрация различий в доли стохастики при треморе и теппинге, что идентифицируется испытуемым как неизменное состояние.
Объекты и методы исследования. Группа из 15-ти человек (юноши и девушки, средний возраст
<Т>=2Ъ года) обследовались в режиме 15-ти повторных регистрации треморограмм (ТМГ) и теппин-грамм (ТПГ) (для каждого испытуемого) по методике, которая описана ранее. Регистрировались ТМГ по 5 секунд, которые квантовались с периодом г=10 мсек. так, что в каждой выборке ТМГ (и ТПГ) мы регистрировали по 500 точек (координат пальца за эти 5 секунд). В итоге для каждого испытуемого было получено по 15 выборок ТМГ и ТПГ, для которых строили матрицы парных сравнений выборок ТМГ и ТПГ. В этих матрицах находились числа к пар, для которых имеется одна (общая) генеральная совокупность (критерий Вилкоксона при этом р>0,05).
Результаты и их обсуждение. Некоторые несоответствия и ограничения классического определения гомеостаза. Еще раз отметим, Ю.В. Наточин борется за чистоту понятия гомеостаза, уделяя основное внимание статичности внутренней среды организма и отсылая нас к С. Bernard. Однако, следует быть объективным и напомнить трактовку второго классика теории гомеостаза W.B. Cannon: «...у живых существ, включая, возможно мозг, нервы, сердце, легкие, почки, селезенку, действующие совместно (взаимодействующие),...» и предположил особое определение этих состояний, гомеостазис. Это слово не предполагает что-либо, постоянное или какое-то застойное явление. Оно означает условие, которое может измениться, но которое относительно постоянно». В этом определении W.B. Cannon расширяет понятие гомео-стазиса, выводит его за пределы внутренней среды и включает в гомеостаз и системы (органы, системы органов), которые обеспечивают регуляцию и «свободную жизнь организма». Именно такая «свободная жизнь» является итогом гомеопатического регулирования всех частей организма (как целого).
В этом определении W.B. Cannon особым образом объединяет органы (системы органов), которые участвуют в обеспечении гомеостазиса. При этом последнее понятие не трактуется как нечто неизменное, функционирование «мозга, нервов, сердца...» направлено на поддержание гомеостаза и является элементом общей системы гомеопатического регулирования. Остается не определенным и дискуссионным, на что распространял это «относительное постоянство» W.B. Cannon: на параметры внутренней среды (биохимический состав крови, постоянство температуры тела и т.д.) или в том числе и на постоянство в работе различных функциональных систем, которые обеспечивают это относительное постоянство. Без устойчивой работы функций организма и его органов (сердце, легкие, почки...) невозможно обеспечение нормального гомеостаза и самое главное «свободной жизни организма». Последние три слова - это понятия гомеостаза (при заболевании организма нет «свободы»). Это конечная цель и самого гомеостаза и работы функциональных систем организма (ФСО) человека. Но при этом отсутствуют количественные определения этой цели, нет понятия стандарта [10].
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2020 - V. 27, № 2 - P. 125-132
Отметим, что гомеостазы внутренней среды тоже бывают разными. Обычно главное внимание уделяется биохимическому составу (крови, межклеточной жидкости и т.д.). Однако, уместно сейчас рассмотреть, например, и температурный гомеостаз. Известно, что при общем охлаждении тела довольно часто наблюдается эффект дрожания, который направлен на частичную компенсацию возникающего переохлаждения всего организма. Очевидно, что этим процессом может управлять центральная нервная система (ЦНС), нервно-мышечная система (НМС) и сознание человека в целом (человек может себя заставить не двигаться или наоборот). Этот общий тремор можно уменьшить или даже остановить, что будет влиять и на температурный гомеостаз (повышение активности тремора и общих движений (сознательных) снизит переохлаждение, а покой - усилит). Очевидно, что ЦНС и НМС могут существенно влиять на параметры температуры тела, на переохлаждение, тем самым регулируется и температурный гомеостаз организма.
Закономерно говорить о роли ЦНС, которая регулирует интенсивность движений, в общей схеме терморегуляции. Интенсивная физическая деятельность (сознательная) может снижать охлаждение тела человека (повышение при регистрации температуры тела (хотя бы на поверхности)). В этом процессе задействована НМС и тогда уместно говорить об участии НМС в гомеостазе. Очевидно, и то, что мозг, ЦНС могут существенно влиять и на гормональный статус организма, вызывая улучшение параметров гомеостаза (или их ухудшение). В этом случае мы не можем исключить ЦНС и НМС из системы регуляции температуры тела, делая жизнь более комфортной (свободной) или, наоборот, за счет обездвиживания ухудшая параметры всего организма (и его гомеостаза).
При этом имеется и обратная связь: биохимический гомеостаз сильно влияет на ЦНС, на НМС, на работу сердечно-сосудистой системы (ССС). Известны эффекты гипокальциемии (и недостатка калия и натрия в организме) на работу сердца, мозга и т.д. Обратный эффект очевиден - остановка работы сердца, например, сразу приведет к резкому изменению гомеостаза, параметров крови и изменит гормональный статус. Широко известны эффекты краш-синдрома, когда локальное нарушение кровотоков приводит к глобальному изменению гомеостаза крови и межклеточной жидкости (что в итоге может привести к смерти всего организма).
Очевидно, что эти процессы (и система) тесно взаимосвязаны и любая локализация понятия гомеостаза сразу нас уводит от определения гомеостаза по W.B. Cannon. Этот ученый не разделял понятие гомеостаза от работы «...мозга, нервов, сердца, легких...» и т.д. Он включал работу органов и мозга (нейросетей мозга - НМС) в гомеостазис и гомеопатическое регулирование. При этом он это регулирование не отделил от процессов работы этих органов.
В дальнейшем П.К. Анохин подключил к системам обеспечения гомеостаза и свои функциональные системы организма (ФСО), которые (по определению Петра Кузьмича) обеспечивают «полезный эффект» для организма. Этот эффект в итоге обеспечивает «свободу» организма, о которой говорил С. Bernard 150 лет назад.
Отметим, что W.B. Cannon рассматривал гомеостазис и как состояние (не обязательно стационарное) и как процесс. Под последним мы сейчас понимаем различные процессы регуляции гомеостазиса. Сводить гомеостазис только к формулировке о некоторой (это тоже сейчас нами будет дискутироваться) стационарности внеклеточной жидкостей (сыворотка (плазма) крови, лимфа, ликвор, перилимфа, гемолимфа и т.д.) - это будет означать, что мы останемся на уровне 1864 г., т.е. понимания С. Bernard. Одновременно это означает, что мы отвергаем и концепцию W.B. Cannon, его расширенную трактовку гомеостаза. В целом, главное в понятии гомеостаза - это именно «...условие свободной жизни организма», т.е. цель гомеостаза организма.
Понятие стандарта гомеостаза и ФСО. Участие гормонов, ЦНС, органов в гомеостазе никто не оспаривает, но в трактовке С. Bernard это нечто вторичное (сопутствующее), важен итог работы всего организма - устойчивость внутренней среды организма. Подчеркнем, что Ю.В. Наточин поднимает крайне важную проблему гомеостаза: «...что служит стандартом и почему природа выбрала те значения, на которые настроена система». Очевидно, что сейчас уместно нам поставить вопрос о реальности таких стандартов (нормы). Каковы должны быть эти стандарты, как их количественно описывать?
Подчеркнем, что Ю.В. Наточин не отрицает важную роль различных регуляторных систем в обеспечении гомеостаза. На первом месте в его классификации таких регуляторных систем как раз и стоит нервная система. Затем следуют эндокринная, выделяется роль аутокоидов, инкретинов, системы АРИД, и наконец, концентрации в жидкостях внутренней среды неорганических веществ (последние влияют, в том числе, и на нервную систему). Подчеркнем, что все эти системы обеспечивают и нормальную работу ФСО и ЦНС. Это все взаимосвязанные элементы, которые и являются организмом человека [3,11,15].
При этом выделяется роль биоэнергетики, скорости химических реакций, объем клеток и электро-генез. Последние опять-таки зависят от баланса электролитов в организме человека, что в том числе определяют работу нейронов и всей ЦНС. Все эти системы регуляции направлены на достижения полезного эффекта для организма, о котором говорил П.К. Анохин в своей теории функциональных систем организма (ФСО) человека. Можно твердо сейчас говорить, что без работы ФСО невозможен гомеостаз, и наоборот, без поддержания гомеостаза невозможно говорить о работе ФСО. Очевидно, что
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2020 - V. 27, № 2 - P. 125-132
тогда уместно поставить вопрос и о гомеопатической работе ФСО, которые обеспечивают устойчивость гомеостаза и нормальную (свободную) жизнь всего организма человека. Подчеркнем, что ФСО входят в системы, которые обеспечивают гомеостаз и от него зависят.
Возникает вопрос: можно ли провести грань между ФСО и гомеостазом организма и уместно ли строго разделять работу ФСО и гомеостаза организма? Можно ли (в итоге) говорить о гомеостатической регуляции ФСО (включая НМС и ССС)? Подчеркнем, что ФСО направлены на нормогенез, на нормальное поддержание гомеостаза (в этом и заключается положительный эффект работы ФСО). Одновременно возникает главный (и принципиальный) вопрос: можно ли говорить о гомеостатическом регулировании работы самих ФСО? Можно ли использовать термин гомеостаз ФСО, имея в виду, что ФСО участвуют в организации гомеостаза, они обеспечивают «условия свободной жизни организма» и являются регуляторами параметров внутренней среды организма?
На наш взгляд эти вопросы носят теоретический характер. Они из области вопросов: работа сердца обеспечивает гомеостаз? Общеизвестно, что при патологиях сердечной деятельности довольно часто наблюдается патогенный гомеостаз, выражающийся в нарушении водно-солевого баланса, нарушениях глюкостате и других показателях гомеостаза. Очевидно, что статичная (гомеостатичная) работа сердечно-сосудистой системы (ССС) приводит к нормальному гомеостазу всех основных шести го-меостатических систем, о которых мы говорили выше. В саногенезе ССС обеспечивает нормогенез гомеостаза в его классическом (по С. Bernard) понимании. Однако при этом остается за кадром ответ на вопрос о количественном изменении нормы (стандарта) в работе ФСО, и динамике поведения параметров внутренней среды организма. Является ли любой стандарт гомеостаза и ФСО некоторой постоянной (хотя бы с позиций стохастики) величиной?
В итоге, уместно поставить вопрос о гомеостатическом регулировании ССС, а далее и НМС, других ФСО человека. Без их нормальной работы мы не можем обеспечить нормальный гомеостаз относительно устойчивое состояние внутренней среды организма. Можно ли относить ФСО к системам обеспечения гомеостаза и где разница между работой ФСО и гомеостазом организма? Отметим, что почти все ученые, изучающие гомеостаз, нервную систему относят к важнейшим регуляторным системам и от ее работы существенно зависит состояние гомеостаза. Мы уже говорили о влиянии НМС на терморегуляцию (при холодовом стрессе), но никто не оспаривает важную роль ССС в регуляции гомеостаза. Обе эти ФСО (НМС и ССС) вместе с нервной системой обеспечивают не только гомеостаз, но и свободное существование организма в сложной среде организма [5-11,14].
Можно ли в целом говорить об гомеостатическом регулировании НМС или ССС, которые обеспечивают гомеостаз организма человека? В настоящем сообщении мы поднимаем фундаментальные проблемы гомеостаза, в частности, проблему количественной оценки эффективности его регулирования. Среди этих проблем главная: как понимать и как оценивать (описывать, моделировать) относительную устойчивость и «принципы функционирования гомеостаза»? Этот вопрос мы расшифровываем в двух пунктах: можно говорить о гомеостазе, как об объектах (его, гомеостаза) или можно говорить о самом процессе гомеостатического регулирования и о конечной цели этого регулирования. Причем это регулирование включает главные ФСО (НМС и ССС) и работу нейросетей мозга, без которых гомеостаз невозможен. Очевидно, что разрывать объект и его принципы функционирования и свойства - бессмысленное занятие, но именно это мы имеем у С. Bernard, представления которого существенно отличны от представлений W.B. Сапппоп. С. Bernard выделял объект - внутреннюю среду и уважаемый Ю.В. Наточин предлагает на этом остановиться, но в определении С. Bernard имеется и характеристика (свойство) гомеостаза. Речь идет о постоянстве или «стойкости» [10], что обеспечивает «условие свободной жизни организма». Термины «относительное постоянство» и сами условия «свободной жизни» количественно пока не расшифрованы в физиологии. Нет моделей этой «стойкости» и количественно не описаны процессы такого регулирования.
Поэтому, когда Ю.В. Наточин [5] выступает с критикой тех ученых, которые пытаются перенести свойства (характеристики) гомеостаза на другие динамические системы, то автор (Ю.В. Наточин) резко выступает с критикой таких попыток. Он говорит о недоступности таких аналогий именно из-за различий в областях исследований. Этой критике Ю.В. Наточин посвятил целый раздел («термин гомеостаз и его использование»). В частности, нам сделано напоминание, что в 50-60-х годах (кстати, вместе с П.К. Анохиным) Н. Винер в кибернетике пытался использовать понятие гомеостатического регулирования (регулирование по отклонению и возмущению). Однако, это напоминание касается процессов и конечной цели этих процессов (а не объекта). Речь идет именно о динамике процесса и механизмов регуляции (они универсальны во всей природе). Наличие таких видов регулирования в живых системах не отрицал и П.К. Анохин в теории ФСО. Этой же концепции придерживался и П.К. Анохин, когда он объяснял полезный эффект организма от действия (функционирования) ФСО. Известно оба этих выдающихся (Анохин и Винер) ученых 20-го века в СССР встречались (для решения этой проблемы) в Москве в 60-х годах. Они обсуждали именно общую концепцию систем регуляции в живой и неживой природе, обсуждали, что может быть общего между техногенными системами и особенностями
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2020 - V. 27, № 2 - P. 125-132
регуляции ФСО (живых систем в целом). При этом речь идет об общих механизмах поведения этих систем, а не об объектах.
Напомним, что полезный эффект для человека (или социума) совершают и кибернетические системы, работающие по принципам регуляции по отношению к возмущению. Это широко распространенные системы в технике, физике, химии, а не только в живой природе. Любая деятельность нормального социума также направлена на поддержание (нормального) его функционирования. В этом проявляется сходство именно явлений (или процессов регуляции и функционирования биосистем). Если машина в этом аспекте подобна человеку (а человек подобен машине), то почему нельзя обсуждать эти процессы совместно? Ведь речь может идти о моделях, а они имеют всегда универсальный характер (это задача математики). Отметим, что и Ю.В. Наточин представил в своем сообщении некоторое противоречие (в своих высказываниях). Напомним его [5] цитату: «В классическом естествознании всегда было принято строгое отношение к использованию терминов, что предполагает применение его лишь в отношении круга явлений, которые он описывает, в противном случае будет не только размывание, но и возможно искажение смысла». Но ведь речь идет о явлении (и процессе), а не только об объекте. В любом явлении имеются качественные и количественные характеристики (процесса, его динамика). Гомеостаз - это не статика, а кинематика процесса регуляции [3,6,15].
Мы с этим, безусловно, согласимся, но отметим, что по определению Ю.В. Наточина гомеостаз - это явление, которое включает и объект (внутренняя среда организмов и других биосистем... и процесс (некое явление его динамику) в виде «относительного постоянства...» и «процесса функционирования» [5]. При этом количественные законы этого функционирования не определены в физиологии и медицине и до настоящего времени. Это постоянство предполагает, что есть возмущения (внешние или внутренние, при дезадаптации, стрессе, заболеваниях и т.д.), которые гомеостаз преодолевает, удерживает «постоянство». Однако, как происходит это удержание и преодоление пока точно не описано в медицине [13-15]. Подчеркивается, что это постоянство относительное (но относительно чего оно постоянно?), нет точного описания законов этой динамики. Иными словами, в термине «гомеостаз» имеется две составляющие: объект (внутренняя среда) и некий особый процесс (явление), которые имеют особые принципы процессов функционирования. Очевидно, что любой процесс (его динамика) должен количественно описывается, иметь модели [9-12,15]. При этом законы этих процессов функционирования (общие) пока никем и нигде не обговариваются. Используется некий термин «относительности постоянства». Каков смысл этой «относительности»? В детерминизме это может быть просто константа (х1=сот£), как некий стандарт, а в стохастике
мы требуем постоянства статистических функций распределения f(x), статистической устойчивости выборокXï(t) - параметров организма [2,6,11].
Очевидно, что технические системы и динамика поведения ФСО (НМС и ССС) не являются (строго говоря) объектом гомеостаза, но вот сам процесс их поведения - это вполне дискутируемая тема. Тем более, что ФСО и нервная система существенно влияют на параметры гомеостаза организма человека. Они участвуют в процессе гомеопатического регулирования. Процесс регуляции ФСО и ряда технических (природных) систем по их определенным параметрам (принципам и процессам функционирования) вполне подходит под вторую половину определения гомеостаза. Гомеопатическое регулирование внутренней среды (по параметрам их кинематики) вполне адекватно регуляции ФСО (НМС и ССС) и даже система в виде нейросетей мозга (НСМ). Во всех этих случаях мы имеем хаос параметров Xi(t) для этих систем. Иными словами, мы можем говорить о гомеопатическом регулировании ФСО, НСМ, некоторых природных систем, имея ввиду, что кинематика поведения их параметров Xi будет подобна кинематике поведения параметров гомеостаза. Еще раз подчеркнем, что объекты при таком движении параметров гомеостаза и ФСО (с НСМ в фазовом пространстве состояний (ФПС) будут различны, но процессы функционирования и понятие «относительной устойчивости» будет объединять эти разные системы (разные по объектам). В этом мы полностью с Ю.В. Наточиным [5]. Объединение ФСО с го-меостазом и регуляцией технических систем возможно на основе общих принципов их регуляции, кинематике поведения Xi(t) в ФПС [6,12].
В этом смысле (в смысле процесса функционирования, т.е. явления, а не самого объекта) мы говорим сейчас о гомеопатическом регулировании других динамических объектов, в первую очередь речь идет о ФСО и нейросетях мозга (не «внутренней среды организма»). При этом мы сейчас говорим о поведении (процессе, явлении) систем регуляции НМС, ССС и НСМ организма человека. Имеется ли что-то общее в динамике поведения параметров гомеостаза (как некоторого пространства внутренней среды организма) и в динамике поведения ФСО, НСМ? Если мы это выявим, то по второй половине определения гомеостаза (как «процесса функционирования») мы можем говорить о подобии (сходстве) процессов (явлений) гомеопатического регулирования внутренней среды и регулирования ФСО, НСМ, других природных объектов. Можно усилить этот тезис тем, что гомеостаз существенно зависит от регуляции физиологических функций (ФСО) и одновременно сам он (гомеостаз влияет на работу и ФСО, и НМС). Разрывать гомеостаз и ФСО, их общие принципы поведения (кинематики) не целесообразно. С математической точки зрения это разные процессы, но у них общие модели (и это и есть математика).
Подчеркнем еще раз, речь иди не об объекте
ВЕСТНИК НОВЫХ МЕДИЦИНСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ - 2020 - Т. 27, № 2 - С. 125-152 JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2020 - V. 27, № 2 - P. 125-132
(системе), а о процессе (явлении) гомеопатического регулирования различных функциональных систем (и НСМ) организма, которые связаны и напрямую влияют на гомеостаз. Очевидно, что если эти биосистемы (ФСО и НСМ) будут демонстрировать особую хаотическую динамику (кинематику) их поведения, то это будет влиять и на динамику поведения параметров самого гомеостаза (это будет влиять и на параметры внутренней среды организма). Через связи и взаимосвязи, особую самоорганизацию ФСО и НСМ мы можем понять и специфику организации (работы) гомеостаза, как системы и процесса регуляции этой системы. При этом не следует забывать и про общие цели (в динамике поведения гомеостаза и ФСО).
Все это сейчас в новой теории хаоса-самоорганизации (ТХС) и в новой теории гомеопатического регулирования объединяется общим понятием «гомеопатическое регулирование» и ФСО, и самого гомеостаза. В этом смысле особого «процесса функционирования» (как общем процессе - явлении) мы говорим и о том особом состоянии (о гомеопатической динамике) параметров Xi и гомеостаза, и параметров ФСО (НМС и ССС), НСМ. Мы постулируем, что нервная система (НСМ) имеет хаотическую динамику своего поведения и этот хаос НСМ (а также ССС, НМС) может оказывать особое действие и на системы регуляции гомеостаза, на параметры гомеостаза. Более того, мы сейчас доказываем, что хаос в нервной системе первичен. Хаос НСМ определил хаос НМС и ССС, что в свою очередь влияет и на хаос параметров гомеостаза [6-9]. В ТХС доказываются больше принципы функционирования ФСО, НСМ и гомеостаза. Для этих систем сейчас строятся общие модели.
Особенности гомеостатического регулирования самого гомеостаза и ФСО. Итак, в рамках нового понимания гомеостатического регулирования и принципов функционирования живых систем (о которых говорил W.B. Cannon), мы исходим из постулата, что параметры НМС и ССС имеют хаотический характер. Причем, этот хаос не является динамическим хаосом Лоренца, это особый статистический хаос в виде эффекта Еськова-Зинченко (ЭЕЗ) [2-4,6-9,15]. Это строго доказывается сейчас в новой ТХС, где строго доказывают хаос этих процессов регуляции и этот хаос дальше влияет и на гомеостаз (параметры «внутренней среды организма»). Иными словами, мы сейчас доказываем, что хаос НСМ и ФСО первичен, а хаос параметров гомеостаза вторичен. При этом мы не отрицаем, что и хаос гомеостаза влияет на ФСО и нервную систему (как на остальные пять систем регуляции гомеостаза), т.е. это набор взаимозависимых процессов, которые в итоге (по представлениям П.К. Анохина) создают положительный эффект для организма. Этот положительный эффект и обеспечивает оптимальное (независимое от внешней среды) функционирование организма. Суть этого положительного эффекта - удержание параметров Xi(t) ор-
ганизма человека в пределах некоторого псевдоаттрактора - ограниченной области ФПС [11-15].
Подчеркнем, что хаос параметров НМС мы впервые доказали 15-20 лет назад на основе анализа гипотезы Н.А. Бернштейна о «повторении без повторений» в биомеханике. Выдающийся физиолог пытался 73 лп назад доказать, что участие пяти основных ре-гуляторных систем (А, В, С, D, Е) в построении любого движения может происходить хаотично, без повторений (иди «игра» роли и значения каждой из этих систем в организации движений). Однако, за эти 70 лп никто даже не пытался изучить эту гипотезу [2].
Мы ее проверили на примере треморограмм (ТМГ), т.е. для непроизвольных движений, и на примере теппинграмм (ТПГ), т.е. произвольных движений. Было доказано, что невозможно два раза подряд получить выборки ТМГ и ТПГ одного и того же испытуемого, находящегося в его неизменном го-меостазе [13-15]. Подчеркнем, что термин «гомеостаз» мы сейчас используем и в его прямом смысле (неизменность внутренней среды), и в смысле особого гомеостатического регулирования самих параметров НМС, о чем говорил W.B. Cannon [10].
Действительно, если мы 15 раз у одного испытуемого зарегистрируем 15 выборок ТМГ (по 500 точек в каждой выборке) и затем построим матрицу парных сравнений этих выборок (по критерию Вил-коксона), то мы получим всегда приблизительно одинаковый результат. В таких матрицах (табл. 1, как типовой пример) находится число к (у нас к/=Ъ в табл. 1) - это число пар выборок ТМГ, которые можно отнести к одной генеральной совокупности (т.е. эти две выборки ТМГ статистически совпадают и их критерий Вилкоксона р>0,05). Для ТМГ это число к всегда крайне мало (К5%), что доказывает отсутствие любых возможностей применения статистики в описании непроизвольных движений.
Таблица 1
Матрица парного сравнения выборок треморограмм (ТМГ) одного и того же человека (без нагрузки, число повторов п=15), использовался критерий Вилкоксона (значимость р<0,05, число совпадений ki=3)
1 2 3 4 s 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
1 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
2 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
3 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
4 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
5 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
6 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
7 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
8 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
9 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
10 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,51 0,00 0,00 0,01 0,70
11 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,51 0,00 0,00 0,00 1,00
12 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
13 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
14 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00
15 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,70 1,00 0,00 0,00 0,00
Для ТПГ это число почти в 3 раза и это уже произвольное движение (теппинг) отличается от
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2020 - V. 27, № 2 - P. 125-132
непроизвольного движения - тремора. Для теппинга характерно некоторое повышение доли стохастики до 10-12% от общего числа сравниваемых пар 105 в табл. 1 и 2. Очевидно, что почти все выборки неоднородны (они статистически не совпадают, для них р<0,05) и это означает окончание применения стохастики в физиологии НМС. Преобладание хаоса в организации и ТМГ, и ТПГ - это общая характеристика гомеопатического регулирования в физиологии НМС. Статистический хаос выборок x¡(t) является общим свойством регуляции (процесса) гомеостаза, ФСО, НСМ и многих других процесс в организме человека [2,6]. Везде наблюдается ЭЕЗ [2-4,6-9,12].
Таблица 2
Матрица парного сравнения выборок теппинграмм (ТПГ) одного и того же человека (без нагрузки, число повторов и=15), использовался критерий Вилкоксона (значимость р<0,05, число совпадений fe=10)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
1 0,00 0,59 0,02 0,00 0,00 0,45 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
2 0,00 0,02 0,00 0,00 0,00 0,91 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
3 0,59 0,02 0,00 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
4 0,02 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
5 0,00 0,00 0,00 0,00 0,60 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
6 0,00 0,00 0,00 0,00 0,60 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
7 0,45 0,91 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
8 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,72 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
9 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,02 0,00 0,34 0,02 0,99 0,00
10 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,72 0,02 0,56 0,00 0,00 0,08 0,00
11 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,56 0,01 0,00 0,12 0,00
12 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,34 0,00 0,01 0,00 0,20 0,00
13 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,02 0,00 0,00 0,00 0,01 0,00
14 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,99 0,08 0,12 0,20 0,01 0,00
15 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
Аналогичные результаты мы получили при измерении уровня глюкозы в крови у больных сахарным диабетом и здоровых индивидуумов. Это характерно как для одного и того же испытуемого, так и для группы разных испытуемых.
Заключение. Явление (процесс) потери статистической устойчивости для одного испытуемого (в режиме п кратных повторений опытов) или целой группы испытуемых в режиме 15-ти повторных регистрации мы обозначили как неопределенность 2-го типа (почти все выборки Xi статистически не совпадают) или эффектом Еськова-Зинченко (ЭЕЗ) [24,7,15]. Все это характеризует все гомеопатические системы, которые объединяются не по объекту, а по принципам функционирования и по конечной цели (удержания параметров ФСО, НСМ и т.д. в пределах некоторого псевдоаттрактора) [6,12,14].
В рамках изучения гипотезы H.A. Бернштейна доказана статистическая неустойчивость выборок ТМГ не только для одного испытуемого (в режиме многих повторных испытаний), но и для группы разных испытуемых. Доля стохастики не превышает 10% для ТМГ и это завершает дальнейшее применение стохастики в биомеханике. Возникает острая необходимость в разработке новых методов и новых теорий для описания движений человека. Эти теории выходят за пределы детерминизма и стохасти-
Литература / References
1. Гомеостаз и регуляция физиологических систем организма / Отв. ред. В.П. Нефедов. Новосибирск: Наука, 1992. 253 с. / Gomeostaz i regulyatsiya fiziologicheskikh sistem organizma / Otv. red. VP Nefedov [Homeostasis and regulation of the physiological systems of the body/Ed. VP Nefedov]. Novosibirsk: Nauka; 1992. Russian.
2. Еськов B.M., Хадарцев A.A., Попов Ю.М., Филатов М.А. Детерминистски-стохастический подход и третья парадигма естествознания в биомедицине // Сложность. Разум. Постнеклассика. 2020. № 1. С. 46-57. DOI: 10.12737/2306-174X-2020-45-59/Es'kovVM, Khadartsev АА, Popov YuM, Filatov MA. Deterministski-stokhasticheskii podkhod i tret'ya paradigma estestvoznaniya v biomeditsine [The deterministic-stochastic approach and the third paradigm of natural science in biomedicine]. Slozhnost'. Razum. Postneklassika. 2020;1:46-57. DOI: 10.12737/2306-174X-2020-45-59. Russian.
3. Зилов В.Г., Киричук В.Ф., Фудин Н.А. Экспериментальное обоснование иерархической организации хаоса в нервно-мышечной физиологии // Вестник новых медицинских технологий. 2019. Т. 26, № 1. С. 133-136. DOI: 10.24411/16092163-2019-16375 / Zilov VG, Kirichuk VF, Fudin NA. Eksperimental'noe obosnovanie ierarkhicheskoi organizatsii khaosa v nervno-myshechnoi fiziologii [Experimental substantiation of the hierarchical organization of chaos in neuromuscular physiology]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologii. 2019;26(l):133-6. DOI: 10.24411/1609-2163-2019-16375. Russian.
4. Зинченко Ю.П., Еськов B.M., Григорьева С.В., Майст-ренко В.И. Нейрокомпьютерные модели эвристической деятельности мозга человека // Вестник Московского университета. Серия 14: Психология. 2018. № 3. С. 109-127. DOI: 10.11621/vsp.2018.03.109 / Zinchenko YuP, Es'kov VM, Grigor'eva SV, Maistrenko VI. Neirokomp'yuternye modeli evristicheskoi deyatel'nosti mozga cheloveka [Neurocomputer models of heuristic activity of the human brain]. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 14: Psikhologiya. 2018;3:109-27. DOI: 10.1162 l/vsp.2018.03.109. Russian.
5. Наточин Ю.В. Гомеостаз // Успехи физиологических наук. 2017. Т. 48, № 4. С. 3-15 / Natochin YuV. Gomeostaz [Homeostasis]. Uspekhi fiziologicheskikh nauk. 2017;48(4):3-15. Rus-
6. Прохоров C.A., Гумарова O.A., Монастырецкая O.A., Хвостов Д.Ю., Афаневич И.А. Нестабильные системы: проблема однородности групп // Сложность. Разум. Постнеклассика. 2019. № 1. С. 62-72 / Prokhorov SA, Gumarova OA, Monastyretskaya OA, KhvostovDYu, Afanevich IA. Nestabil'nye sistemy: problema odnorodnosti grupp [Unstable systems: the problem of group homogeneity]. Slozhnost'. Razum. Postneklassika. 2019;1:62-72. Russian.
7. Пятин В.Ф., Еськов В.В., Филатова О.Е., Башкатова Ю.В. Новые представления о гомеостазе и эволюции гомеостаза // Архив клинической и экспериментальной медицины. 2019. Т. 28, № 1. С. 21-27 / Pyatin VF, Es'kov W, Filatova OE, Bashkatova YuV. Novye predstavleniya о gomeostaze i evolyutsii gomeostaza [New ideas about homeostasis and the evolution of homeostasis]. Arkhiv klinicheskoi i eksperimental'noi meditsiny. 2019;28(l):21-7. Russian.
8. Хадарцев A.A., Зинченко Ю.П., Галкин B.A., Шакирова Л.С. Эргодичность систем третьего типа // Сложность. Разум. Постнеклассика. 2020. № 1. С. 67-75. DOI: 10.12737/2306-174Х-2020-69-76 / Khadartsev АА, Zinchenko YuP, Galkin VA, Shakirova LS. Ergodichnost' sistem tret'ego tipa [Ergodicity of systems of the third type]. Slozhnost'. Razum. Postneklassika. 2020;1:67-75. DOI: 10.12737/2306-174X-2020-69-76. Russian.
9. Шакирова Л.С., Муравьева А.Н., Салимова Ю.В., Веденеев В.В. Вариабельность сердечного ритма больных в разные сезоны года // Сложность. Разум. Постнеклассика. 2020. № 1. С. 26-37. DOI: 10.12737/2306-174Х-2020-23-36 / Shakirova LS, Murav'eva AN, Salimova YuV, Vedeneev W. Variabel'nost' serdechnogo ritma bol'nykh v raznye sezony goda [The heart rate variability of patients in different seasons of the year]. Slozhnost'. Razum. Postneklassika. 2020;1:26-37. DOI: 10.12737/2306-174X-2020-23-36. Russian.
10. Cannon W.B. The Wisdom of the Body. 2nd end / New York: WW Norton Company, 1932. 294 p. / Cannon WB. The Wisdom of the Body.2nd end. New York: WW Norton Company; 1932.
11. Eskov V.M., Eskov V.V., Filatova O.E., Khadartsev A.A., Sinenko D.V. Neurocomputational identification of order parameters in
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2020 - V. 27, № 2 - P. 125-132
gerontology // Advances in gerontology. 2016. Vol. 6, № 1. P. 24-28 / Eskov VM, Eskov W, Filatova OE, Khadartsev AA, Sinenko DV. Neurocomputational identification of order parameters in gerontology. Advances in gerontology. 2016;6(l):24-8.
12. Eskov V.M., Filatova O.E., Eskov V.V., Gavrilenko T.V. The Evolution of the idea of homeostasis: Determinism, stochastics, and chaos-self-organization // Biophysics. 2017. Vol. 62, № 5. P. 809-820 / Eskov VM, Filatova OE, Eskov VV, Gavrilenko TV. The Evolution of the idea of homeostasis: Determinism, stochastics, and chaos-self-organization. Biophysics. 2017;62(5):809-20.
13. Filatova O.E., Bashkatova Y.V., Filatova D.Y., Ilyashenko L.K. Human organism in the conditions of homeostatic dynamics of meteoroligical parameters of the Russian North // Human ecology. 2019. Vol. 9. P. 24-30 / Filatova OE, Bashkatova YV, Filatova DY, Ilyashenko LK. Human organism in the conditions of homeostatic dynamics of meteoroligical parameters of the Russian North. Human ecol-
ogy. 2019;9:24-30.
14. Zilov V.G., Khadartsev A.A., Ilyashenko L.K., Eskov V.V., Minenko I.A. Experimental analysis of the chaotic dynamics of muscle biopotentials under various static loads // Bulletin of experimental biology and medicine. 2018. 165, № 4. P. 415-418 / Zilov VG, Khadartsev AA, Ilyashenko LK, Eskov W, Minenko IA. Experimental analysis of the chaotic dynamics of muscle biopotentials under various static loads. Bulletin of experimental biology and medicine. 2018;165(4):415-8.
15. Zilov V.G., Khadartsev A.A., Eskov V.M., Ilyashenko L.K. New effect in physiology of human nervous muscle system // Bulletin of experimental biology and medicine. 2019. Vol. 167, № 4. P. 419-423 / Zilov VG, Khadartsev AA, Eskov VM, Ilyashenko LK. New effect in physiology of human nervous muscle system. Bulletin of experimental biology and medicine. 2019;167(4):419-23.
Библиографическая ссылка:
Еськов B.B., Пятин В.Ф., Прохоров С.А., Ерега И.Р., Игнатенко Ю.С. Границы современного понятия гомеостаза и гомеостати-ческих систем // Вестник новых медицинских технологий. 2020. №2. С. 125-132. DOI: 10.24411/1609-2163-2020-16669.
Bibliographic reference:
Eskov W, Pyatin VF, Prochorov SA, Erega IR, Ignatenko YuS. Granitsy sovremennogo ponyatiya gomeostaza i gomeostaticheskikh sistem [The border of modern conception of homeostasis and homeostatic systems]. Journal of New Medical Technologies. 2020;2:125-132. DOI: 10.24411/1609-2163-2020-16669. Russian.
