CC BY
37
стью. Поэтому, когда на Земле происходят глобальные катастрофы (их параметры выходят за пределы 3 сигм), то остаются отдельные клетки или даже организмы в виде растений и животных. При этом эволюция живого опять возобновляется и биосфера восстанавливается (за пределами 3 сигм).
Однако вид Homo Sapiens уникален и об этом нам надо помнить всегда и реализовывать синергетическую парадигму, которая направлена в глобальном плане на выживание человечества за счет быстрого накопления знаний. Один из аспектов этого знания - прогноз катастроф на основе регистрации периодов усиления флуктуаций в параметрах систем. Например, авторов очень тревожат землетрясения в Канаде и на Гаити, т.е. в окружении Йеллоустоунского национального парка, что усиливает уровень флуктуаций.
3. Каковы перспективы компартментно-кластерного подхода (ККП) и синергетики? Фактически, синергетические принципы лежат в основе жизни на Земле, и только сейчас человечество начинает их понимать и реализовывать. Существенно, что сама эволюция живого и прогресс человечества происходят в областях, выходящих далеко за пределы среднестатистических параметров любого процесса. Например, эволюция по Ч. Дарвину происходит за счет мутаций и возникновения отклонений в наследственности, т.е. возникает единичное и уникальное, которое может отличаться от средних параметров, характеризующих вид. И если новые свойства обеспечивают и новые качества и приспособляемость, то они закрепляются в поколениях, и это особенное становится жизнестойким (появляется новый вид).
В теории эволюции возникающее новое свойство, выходящее за пределы известных интервалов в диапазоне 3а, является двигателем приспособляемости и выживаемости видов в изменяющихся условиях среды (а они на Земле меняются часто в сравнении с длительностью существования нашей планеты). Еще более разительная картина происходит с человечеством и наукой, которая обеспечивает развитие человечества.
Именно выдающиеся неординарные личности, выходящие далеко за пределы усредненных статистических интервалов способностей и личных возможностей, существенно влияют на динамику развития человечества (как в хорошую сторону, так и в плохую). Поэтому правило 3 сигм не применимо для эволюции живого и человечества, а в более широком смысле не применимо для описания любой биосистемы (организм человека, экосистема, социум и т.д.). Что же происходит за пределами 3 сигм, если отойти от проблемы биосферы и развития человечества и рассматривать организм человека, как уникальную и эволюционирующую систему? Этот парадоксальный для специалиста в области детерминизма и стохастики вопрос можно поставить и в другой трактовке, более понятной всем. За пределами 3 сигм происходят гигантские (редкие) флуктуации и тогда можно спросить и так: а эти флуктуации имеют значение для жизни человека или любой эволюционирующей биосистемы?
Эти вопросы три автора настоящего сообщения задали себе 20 лет назад и сейчас вполне определенно получили на него ответ в разных областях биологии, медицины, социологии, психофизиологии и даже в вопросах педагогики (если выводить детей за пределы их интеллектуальных, средних возможностей). Приоткрыв эту дверь (в пространство за пределами 3 сигм), можно увидеть очень много интересного, увлекательного и даже закономерного. Например, в рамках зарегистрированного открытия № 370 было установлено явление изменения параметров реальных аттракторов движения ВСС (параметры идеальных аттракторов недостижимы).
Эти изменения происходят с возрастом, под действием факторов среды или при заболеваниях, которые возникают из-за изменения взаимоотношений в системах регуляции БДС. Причем, параметры реальных аттракторов движения ВСС в фазовом пространстве состояний (так называемых квазиаттракторов) под действием внешних факторов, внутренних перестроек (например, старения) или при заболеваниях, вызывают изменения объема v
g
квазиаттрактора, координат C его центра, увеличение расстояния Z между центрами квазиаттракторов до возникновения изменений в динамике движения ВСС и после (угнетения, подавления деятельности БДС).
Прекращение действия факторов или выздоровление могут возвращать V , Ca и Z в исходное состояние параметров квази-
аттракторов. Характер же таких изменений (например, скорость изменения V или Z ) может характеризовать тяжесть
заболевания или скорость старения [2,3].
Итак, за пределами 3 сигм находятся флуктуации, которые могут в большинстве случаев оказывать решающее влияние на дальнейшую эволюцию биосистемы (жизнь человека). При этом возникают определенные закономерности на уровне изменения параметров квазиаттракторов движения ВСС или даже быть предвестниками грядущих (приближающихся) катастроф.
При этом речь идет как об организме одного человека, так и о глобальных системах, например, биосфере Земли.
У авторов уже нет сомнений в том, что учащение явления ниньё (переход от четырехлетнего цикла к полугодовому за последние 30-40 лет) может быть предвестником грядущих катаклизмов на планете Земля. С такой же долей уверенности можно говорить, что нарастание частоты (количества) экстрасистол в организме человека (при холтеровском мониторировании) может быть предвестником грядущих глобальных катаклизмов в КРС и во всем организме еще вроде бы здорового человека.
Усиление флуктуаций в системах регуляции ФСО человека на Севере РФ (в Югре) обеспечивают пик смертности мужского населения в области 46-47 лет (уникальное явление для РФ, т.к. в остальных регионах этот пик приходится на 57-58 лет).
Можно бы было привести множество примеров из области биологии и медицины, но они уже довольно подробно описаны в 26 монографиях, которые представлены в списке литературы на сайте www.surgu.ru (Институты^-НИИ БМК^-Монографии и статьи) и в многочисленных статьях (более 500 публикаций).
Литература
1. Актуальные проблемы философии науки / Под ред. Э.В. Гирусов М.: Прогресс. Традиция, 2007. 344 с.
2. Еськов В.М. Синергетика в клинической кибернетике. Часть I. Теоретические аспекты системного анализа и исследований хаоса в биомедицинских системах / В.М. Еськов, А.А. Хадарцев, О.Е. Филатова. Самара: ООО «Офорт», 2006. 233 с.
3. Еськов В.М. Образовательный процесс России в аспекте синергетики и перехода в постиндустриальное общество. Самара: ООО «Офорт», 2008. 231 с.
4. Майнцер К. Сложносистемное мышление: Материя, разум, человечество. Новый синтез / Под. ред. Г.Г. Малинецкого. М. : Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2009. 464 с.
5. Хакен Г. Принцип работы головного мозга. Per Se. М. 2001. 351 с.
6. Хакен Г. Самоорганизующееся общество // Будущее России в зеркале синергетики. М.: Ком. Книга / URSS, 2006. С. 207.
FLUCTUATION AND EVOLUTION ARE THE BASIC PROPERTY OF BIOSYSTEM ACCORDING TO SYNERGETIC PARADIGM
V.V. ES’KOV, V.M. ES’KOV, O.E. FILATOVA, A.A. KHADARTSEV
Surgut State University of the Hanty-Mansiysk Autonomous Region, Yugry, 628400, Surgut, Lenin's avenue, 1
It was proved the connection between compartmental-cluster theory and synergetic approaching. The new methods of such comparing are presented. It was discuss great perspectives of such approaching for medicine and biology.
Key word: biosystems, compartmental-cluster theory.
УДК 685.73.797.2
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПАРАМЕТРОВ КВАЗИАТТРАКТОРОВ КАР-ДИО-РЕСПИРАТОРНОЙ СИТСТЕМЫ БОЛЬНЫХ, ПОСТОЯННО ПРОЖИВАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРА РФ, В СТАДИИ ОБОСТРЕНИЯ ХРОНИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПОЛА И ВОЗРАСТА
В.М. ЕСЬКОВ, В.В. ЕСЬКОВ, Ю.В. ДОБРЫНИН, Ю.Е. ГРИШАЕВА, Е.В. ДРОЖИН*
Динамика показателей кардио-респираторной системы у больных, находящихся в стадии обострения хронического заболевания описывается с использованием метода идентификации параметров аттракторов динамики поведения вектора состояния организма человека. В результате выявлены значительные разбросы показателей КРС в стадии обострения хронических заболеваний у женщин старше 50 лет, что объясняется действием на организм женщины, помимо болезни, совокупности двух факторов - гипоэстрогения и непосредственно старение.
Ключевые слова: кардио-респираторная система, хронические заболевания, обострения
Здоровье человека - одно из важнейших условий его всестороннего, гармоничного и свободного развития. Организм человека постоянно находится в тесной взаимосвязи с состоянием окружающей среды, которая оказывает непосредственное влияние на его регуляторные системы. Воздействие окружающей
среды на организм человека приводит к напряжению систем организма. Индивидуальные особенности организма и его защитные ответные реакции на воздействие экстремальных факторов отражают в первую очередь наследственно-конституциональные особенности, как всего организма, так и его различных функциональных систем. Поддержание высокого уровня и качества здоровья современного человека требует учета естественных механизмов жизнеобеспечения, свойственных организму и его системам. Обеспечение гомеостаза, как одна из целей самосохранения организма, позволяет эффективно поддерживать процессы жизнедеятельности, но потеря гомеостатических свойств какими-то системами еще не смертельна для организма. Жизнь продолжается и в экстремальных условиях, хотя это может привести к неудовлетворительным последствиям. Организм человека является сложной системой со множеством уровней организации и управления. Слаженная работа функциональных систем организма (ФСО), оптимальное управление со стороны ЦНС всеми этими ФСО обеспечивает гомеостаз, т.е. поддержание основных параметров организма в определенных жизненно необходимых пределах. В этой связи особое внимание следует уделить изменению основных параметров ФСО и их динамики в стадии обострения хронических заболеваний в зависимости от пола пациентов.
Состояние здоровья населения является острейшей медикосоциальной проблемой, относящейся к приоритетам национальных систем здравоохранения. Актуальность проблемы определяется постоянным увеличением уровня заболеваемости, возрастанием риска перехода острой стадии заболевания в хроническую, увеличения общего количества дней временной нетрудоспособности. Одним из методов объективной оценки состояния здоровья человека в условиях проживания на Севере России является метод математического анализа вариабельности сердечного ритма, применяемый в данной работе. Этот метод позволяет прогнозировать тяжесть течения болезни, оценивать качество проводимого лечения. Изучение особенностей поведения ВСОЧ в условиях нормы и патологии у больных, постоянно проживающих в условиях Севера РФ позволит разработать современные методы профилактики возникновения хронических заболеваний.
Объект и метод. Исследование проводилось в летний период времени 2009 г. в г. Сургуте. Обследовано 80 человек независимо от характера заболевания, из них 39 пациентов - женщины в стадии обострения хронического заболевания, из них 14 человек в возрасте 18-40 лет (I группа), 14 человек - 41-50 (II гр) лет и 11 человек 51 год и старше (III гр); 41 пациент - мужчины в стадии обострения хронического заболевания, из них 15 человек возрастной группы 18-40 лет (I гр), 12 человек 41-50 лет (II гр) и 14 человек в возрасте 51 год и старше (III гр).
Для анализа показателей кардио-респираторной системы использовался неинвазивный прибор «ЭЛОКС», который определял у всех пациентов значения ЧСС и значения кардиоинтервалов. По анализу последних определялись интегративные показатели состояния симпатической вегетативной нервной системы и парасимпатической нервной системы, анализировался частотный спектр кардиоинтервалов путем расчета стандартных значений кардиоинтервалов (т.е. VLF mc2, LF mc2, HF mc2, Total mc2, LF norm %, HF norm %, соотношение LF/HF). Определялся также уровень оксигемоглобина в крови - SPO2. Все эти параметры вычислялись непрерывно 5 минут и усреднялись за этот интервал времени. Всего использовали 13 диагностических признаков, т.е. размерность фазового пространства была равна m=13. Все полученные данные рассчитывались на ЭВМ. Определялись все интервалы изменения Ахі и также рассчитывался общий объём параллелепипеда (General V value), ограничивающего аттрактор вектора состояния организации человека (ВСОЧ) по запатентованной авторской программе [2]. Обработка данных проводилась методами теории хаоса и синергетики, основанными на исследовании параметров квазиаттракторов динамики поведения вектора состояния организма человека [1,2].
Результаты и их обсуждение. Исследования параметров ВСОЧ (конкретно параметров кардио-респираторной системы (КРС)) проводились с помощью метода анализа динамики поведения вектора состояния организма человека в m-мерном пространстве состояний с использованием оригинального программного продукта Identity 4. Полученные результаты (табл.1) показывают, что объем параллелепипеда в возрастных группах I и II примерно одинаков, а в группе III почти в 7 раз превышает этот показатель. Это может говорить о том, что организм человека,
проживающего в условиях севера, более способен к адаптации и поддержанию гомеостаза в период
I группа (18-40 лет)
Женщины General asymmetry value rX = 1 041.34 General V value vX = 1.06
Мужчины General asymmetry value rX = 1 191.17 General V value vX = 2.83
II группа (41-50 лет)
Женщины General asymmetry value rX = 4 386.94 General V value vX = 7.32
Мужчины General asymmetry value rX = 4871.15 General V value vX = 6.92
III группа (51 год и старше)
Женщины General asymmetry value rX = 9 700.58 General V value vX = 9.13
Мужчины General asymmetry value rX = 7 130.96 General V value vX = 7.51
Рис. 1. Положение квазиаттракторов вектора состояния организма женщин и мужчин разных возрастных групп, находящихся в стадии обострения хронического заболевания в 3-х мерном фазовом пространстве (SIM, PAR, IN B)
обострения хронического заболевания в возрасте до 50 лет.
Известно, что в пожилом возрасте гипоталамус хуже воспринимает регулирующие сигналы, становится к ним менее чувствительным, что неизбежно приводит к нарушению закона постоянства внутренней среды. По мере старения в адаптационном гомеостате постоянно происходит то, что остро возникает в период стресса в условиях, когда организация защиты от повреждающего агента (стрессора) требует повышения работоспособности организма. И когда возникает реальная стрессорная ситуация, то разрегулированная адаптационная система дольше, чем это необходимо, не приходит в равновесие и ее ответ на стресс в целом становится избыточным. В этом случае защитные изменения возникают без особой потребности, в силу действия внутренних закономерностей. Сам процесс старения заставляет человека жить хоть и вне стрессорной ситуации, но как бы в постоянном хроническом стрессе, что приводит к дисбалансу, в том числе и систем регуляции КРС.
По результатам полового и возрастного ранжирования (табл.2) четко прослеживается увеличение объема m-мерного параллелепипеда одновременно с увеличением возраста обследуемых пациентов независимо от пола. При сравнении General V value vX у мужчин и женщин в группах II и III определяется незначительное, но все же видимое превышение этого показателя в женской группе.
Это объясняется тесной функциональной связью эндокринной системы с нервной, а их взаимодействие определяет исход адаптации. Нарушение вегетативного и гормонального баланса в условиях влияния эмоциональных факторов ведет к дизадаптации и развитию различных заболеваний. Перенапряжение центральной нервной системы при длительном воздействии факторов вызывает повышенную активность симпатоадреналовой системы.
Таблица 1
Результаты обработки данных в 13 фазовом пространстве данных квазиаттракторов (General V value) по параметрам кардио-респираторной системы трех групп пациентов разных возрастов в фазе обострения хронических заболеваний
Группа General asymmetry value rX General V value vX
18-40 лет (I) 10579.66 1.12
41-50 лет (II) 10673.67 1.30
51 год и > (III) 11793.91 7.66
Таблица 2
Результаты обработки данных в 13-мерном фазовом пространстве данных квазиаттрактора (General V value) по параметрам кардио-респираторной системы трех групп пациентов разных возрастов, разделенных по половому признаку, в фазе обострения хронических заболеваний
18-40 (I) 41-50 (II) 51 и > (III)
Жен Муж Жен Муж Жен Муж
General asymmetry value rX 1041.34 1191.17 4386.94 4871.15 9700.58 7130.96
General V value vX 1.06 2.83 7.32 6.92 9.13 7.51
С возрастом у женщин наблюдается развитие гипоэстроге-нии, определяется переход на гуморально-метаболический тип регуляции, что неблагоприятно сказывается на состоянии гомеостаза и адаптационных механизмов. Поэтому в данном случае увеличение объема параллелепипеда обусловлено двумя причинами - это старение организма и изменение гормонального статуса [3,4]. Одновременно видим преобладание показателя асимметрии (гХ) в более пожилом возрасте. Это является закономерным отражением динамики снижения адаптационных механизмов по мере старения организма. Таким образом, результаты, полученные с использованием нового метода, позволяют утверждать, что в возрасте старше 50 лет ВСОЧ имеет более хаотическую динамику с большими величинами и амплитудами колебания, в сравнении с более молодым возрастом пациентов.
На рис. 1 изображена динамика движения в фазовом пространстве ВСОЧ в разные возрастные периоды в стадии обострения хронического заболевания. Представленные данные в фазовом пространстве демонстрируют, что наибольший разброс движения вектора состояния организма происходит в возрасте старше 50 лет в обеих группах. Это свидетельствует о высокой рассогласованности компонентов кардио-респираторной системы, т.е. усилении асинергизма, обусловленного старением организма, что само по себе является стрессом.
Развитие стресса далеко не безразлично для организма. Длительное перенапряжение в конечном итоге приводит к десинхронизации функциональных связей и истощению резервов адаптации. В результате развиваются нарушения гомеостаза: понижение и истощение информационных и энергетических ресурсов, снижение неспецифической резистентности и нарушение иммунитета, нарушение водно-электролитного баланса, повышение свертываемости крови и др. Патологические сдвиги гомеостаза во многом определяются тяжестью и длительностью стресса, а их последствия проявляются как минимум через 6-7 дней, но могут и через много лет [1,3,4].
Как известно, значительная роль в регуляции гомеостаза принадлежит нервной и эндокринной системам. Быстрота реакций для экстренной перестройки организма обеспечивается нервной системой. Следует отметить центральную роль гипоталамуса в эндокринной регуляции. При этом регулирование метаболических функций эндокринной системой может осуществляться путем каскадного, поэтапного усиления, что позволяет достичь большего конечного эффекта с помощью ничтожных количеств гормона. Данным фактом можно объяснить больший разброс вектора состояния организма в женской группе.
Оценка адаптационных возможностей организма все в большей мере рассматривается как один из важных критериев здоровья. Адаптация организма к среде осуществляется в зависимости от физических, психических и социальных ресурсов. Динамическое равновесие организма со средой обозначается как баланс здоровья. С другой стороны, здоровье можно рассматривать как состояние организма, способствующее достижению его целей, т.е. способности адаптироваться к условиям окружающей
среды. Но современное понимание болезни включает в себя и представление о защитных механизмах, прежде всего о механизмах адаптации и компенсации, которые активируются при действии внешних повреждающих факторов. Чем выше адаптационные возможности организма, тем меньше риск болезни, поскольку более надежна защита от болезни.
Для клинициста и практического врача представление о болезни как результате дезадаптации организма под воздействием неадекватных факторов окружающей среды вполне естественно. Поэтому оценка адаптационных возможностей организма могла бы стать ценным дополнительным диагностическим приемом, а после накопления опыта могла бы явиться источником для разработки прогностических критериев. Особенно это актуально для жителей Севера РФ, где сейчас регистрируются более значительные флуктуации ВСОЧ в фазовом пространстве состояний.
Литература
1. Еськов В.М., Филатова О.Е. Экологические факторы Ханты-Мансийского автономного округа. Ч I. Общие вопросы действия экологических факторов на природные и урбанизированные экосистемы. Самара, ООО «Офорт»; Сургутский государственный университет. 2004. 168 с.
2. Еськов В.М. Программа идентификации параметров аттракторов поведения вектора состояния биосистем в т-мерном фазовом пространстве / В.М. Еськов, М.Я. Брагинский, С.Н. Русак и др. // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006613212, 2006. РОСПАТЕНТ.
3. Еськов В. М. Синергетика в клинической кибернетике: монография. Ч. II. Особенности саногенеза и патогенеза в Ханты-Мансийском автономном округе - Югры. / В.М. Еськов, А.А. Хадарцев, О.Е. Филатова; Под ред. академика РАН и РАМН А.И. Григорьева. Самара: ООО «Офорт», 2007. 292 с.
4. Системный анализ, управление и обработка информации в биологии и медицине. Ч. VI. Системный анализ и управление гомеостазом организма в норме и при патологии в аспекте компартментно-кластерного подхода / Под ред. А.А. Хадарцева и В.М. Еськова. Самара: Офорт (гриф. РАН), 2005. 157 с.
THE SYSTEM ANALYSIS OF QUASI-ATTRACTORS’ PARAMETERS OF STAGE VECTOR OF THE PATIENTS ON RUSSIA NORTH AT PERIODS OF RECRUDESCENCE OF CHRONIC DISEASES
V.M. ES’KOV, V.V. ES’KOV, Y.V. DOBRYNIN, Y.E. GRISHAEVA,
E.V. DROZHIN
Surgut State University of the Hanty-Mansiysk Autonomous Region, Yugry, 628400, Surgut, Lenin's avenue, 1, bodies.: (3462 76-30-79)
Dynamic of parameters of the cardio-respiratory system in patients, which are in periods of recrudescence of chronic diseases, is reported with using of the method of identification of parameters of attractors of the vector quantity of status of human’s organism. As a result, more variation of the attractor’s strategy was established in women aged 50 years and older. It’s explained by two factors: ageing and hypo-estrogens.
Key words: cardio-respiratory system, chronic diseases, intensifications
УДК 616.631.11
ЭФФЕКТИВНОСТЬ САХАРОСНИЖАЮЩЕЙ ТЕРАПИИ У БОЛЬНЫХ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 2-ГО ТИПА В ПОСТИНФАРКТНОМ ПЕРИОДЕ В АСПЕКТЕ ТЕОРИИ ХАОСА И СИНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ПАРАДИГМЫ
В.М. ЕСЬКОВ, И.Ю. ДОБРЫНИНА, Е.А. ДРОЗДОВИЧ, И.В. КОРЧИНА,
С.Ю. КУРЗИНА*
Алгоритм диагностики динамики параметров квазиаттракторов вектора состояний организма больных сахарным диабетом 2 типа в постинфарктном периоде рекомендуется к использованию для описания динамики патологического процесса в рамках теории хаоса и синергетической парадигмы в зависимости от различной стратегии сахароснижающей терапии. Он обеспечивает идентификацию наиболее важных динамических признаков и выбор оптимальной тактики лечения.
Ключевые слова: сахарный диабет, инфаркт миокарда
ГОУ ВПО «Сургутский государственный университет Ханты-Мансийского автономного округа Югры», 628400, г. Сургут, пр. Ленина
