Научная статья на тему 'Теоретические и методологические основы морфологического исследования структур твердой фазы биологических жидкостей слизистой оболочки верхних дыхательных путей (сообщение 1)'

Теоретические и методологические основы морфологического исследования структур твердой фазы биологических жидкостей слизистой оболочки верхних дыхательных путей (сообщение 1) Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
69
15
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЖИДКОСТЬ / ВЕРХНИЕ ДЫХАТЕЛЬНЫЕ ПУТИ / МОРФОЛОГИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ / КЛИНОВИДНАЯ ДЕГИДРАТАЦИЯ / СИСТЕМНАЯ САМООРГАНИЗАЦИЯ / СТРУКТУРИЗАЦИЯ / СТРУКТУРА / ТВЕРДАЯ ФАЗА / BIOLOGICS FLUID / UPPER AIR PASSAGES / BIOLOGICS FLUID MORPHOLOGY / SPHENOIDAL DEHYDRATION / SYSTEM SELF-ORGANIZATION / STRUCTURING / STRUCTURE / SOLID PHASE

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Захарова Г. П., Шабалин В. В., Янов Ю. К.

Рост числа хронических воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей обосновывает необходимость разработки новых технологий изучения их патогенеза, прогнозирования, ранней диагностики и лечения. Нарушение состава биологических жидкостей слизистой оболочки верхних дыхательных путей играет значительную роль в патогенезе их заболеваний. Одним из наиболее перспективных направлений исследования в медицине является «морфология биологических жидкостей человека». Это фундаментальное направление представляет принципиально новый подход к исследованию заболеваний, их диагностике и лечению.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Захарова Г. П., Шабалин В. В., Янов Ю. К.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THEORETICAL AND METHODOLOGICAL BASIS OF MORPHOLOGIC RESEARCH OF BIOLOGICS FLUID OF UPPER AIR PASSAGES MUCOSAES SOLID PHASE (MESSAGE FIRST)

The high incidence rate of chronic inflammatory upper air passages diseases asks for developing the of new pathogenesis, forecasting, early detection and treatment research technologies. Biologics fluids compositional disorder of upper air passages mucosaes plays a prominent part in the pathogenesis of this diseases. One of the most prospective development lines in medicine is «biologics fluid morphology». This fundamental line is a principally new approach in diseases research, detection and treatment.

Текст научной работы на тему «Теоретические и методологические основы морфологического исследования структур твердой фазы биологических жидкостей слизистой оболочки верхних дыхательных путей (сообщение 1)»

УДК: 616. 211-008. 8. 001. 8

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МОРФОЛОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУР ТВЕРДОЙ ФАЗЫ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ ВЕРХНИХ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ

(СООБЩЕНИЕ 1)

Г. П. Захарова, В. В. Шабалин, Ю. К. Янов THEORETICAL AND METHODOLOGICAL BASIS OF MORPHOLOGIC RESEARCH OF BIOLOGICS FLUID OF UPPER AIR PASSAGES MUCOSAES SOLID PHASE

(MESSAGE FIRST)

G. P. Zakаhrova, V. V. Shabalin, U. K. Yanov

СПб НИИ уха, горла, носа и речи Росмедтехнологий (Директор - Засл. врач РФ, проф. Ю. К. Янов)

Рост числа хронических воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей обосновывает необходимость разработки новых технологий изучения их патогенеза, прогнозирования, ранней диагностики и лечения. Нарушение состава биологических жидкостей слизистой оболочки верхних дыхательных путей играет значительную роль в патогенезе их заболеваний. Одним из наиболее перспективных направлений исследования в медицине является «морфология биологических жидкостей человека». Это фундаментальное направление представляет принципиально новый подход к исследованию заболеваний, их диагностике и лечению.

Ключевые слова: биологическая жидкость, верхние дыхательные пути, морфология биологической жидкости, клиновидная дегидратация, системная самоорганизация, структуризация, структура, твердая фаза.

Библиография: 36 источников.

The high incidence rate of chronic inflammatory upper air passages diseases asks for developing the of new pathogenesis, forecasting, early detection and treatment research technologies. Biologics fluids compositional disorder of upper air passages mucosaes plays a prominent part in the pathogenesis of this diseases. One of the most prospective development lines in medicine is «biologics fluid morphology». This fundamental line is a principally new approach in diseases research, detection and treatment.

Key words: biologics fluid, upper air passages, biologics fluid morphology, sphenoidal dehydration, system self-organization, structuring, structure, solid phase.

Bibliography: 36 sourses.

Неуклонный рост заболеваемости, частота обострений и недостаточная эффективность лечения хронических воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей, в том числе хронического риносинусита обосновывают необходимость разработки и использования новых методологических технологий изучения их патогенеза, диагностики и лечения.

Особенно актуальной в настоящее время является разработка неинвазивных методов ранней диагностики на доклиническом этапе заболевания, позволяющих прогнозировать возникновение, развитие, хронизацию, рецидивирование и осложнение воспалительного процесса.

Известно, что нарушение состава биологических жидкостей слизистой оболочки носа и околоносовых пазух играет значительную роль в патогенезе хронического риносинусита [4, 15, 22]. Секрет полости носа и околоносовых пазух представляет один из самых информативных показателей состояния слизистой оболочки и рассматривается как индикатор патологических процессов верхних дыхательных путей [20, 35, 36].

Тем не менее, несмотря на значение секрета слизистой оболочки верхних дыхательных путей в защите и функционировании органов дыхания, а также сохранении гомеостаза внутрен-

Российская оториноларингология №5 (42) 2009

ней среды организма, в настоящее время он представляет наименее изученный объект мукоцилиарной системы. Последнее обусловлено отсутствием простых, доступных и информативных методов его исследования. Это оставляет большую часть информации, заложенной в секрете слизистой оболочки верхних дыхательных путей закрытой, и затрудняет его использование в диагностических целях.

Биологические жидкости в организме человека

Биологические жидкости (БЖ) играют важнейшую роль в жизнедеятельности организма человека, обеспечивая его энергетическим и пластическим материалом, выполняя при этом информационную, управленческую и исполнительную функции.

Биологическая жидкость представляет собой биологическую систему и обладает всеми функциями и живого организма, включая способность сохранять и передавать информацию в виде структур и функций [6].

К биологическим жидкостям относятся сложные полидисперсные неклеточные системы организма с неустойчивыми связями входящих в них компонентов: сыворотка крови, лимфа, цереброспинальная жидкость, моча, секреты эндокринных и экзокринных желез (желудочный и панкреатический сок, желчь, слюна, пот, молоко, слеза) [30]. Секрет, внутриклеточная и межклеточная тканевая жидкость слизистой оболочки верхних дыхательных путей также относятся к биологическим жидкостям организма человека. Все они характеризуются сложным многокомпонентным, структурно неоднородным составом. Основные компоненты биологических жидкостей включают: воду, минеральные соли, белки, лиотропные жидкие кристаллы. Входящие в состав БЖ лиотропные жидкие кристаллы представляют структурно упорядоченные растворы биологических молекул, в том числе - амфифильных, которыми являются липиды [12].

Амфифильными называются молекулы, обладающие отчетливыми двулучепреломляющи-ми свойствами кристаллов, имеющие в своем составе не растворимую и растворимую в воде ионную часть. Самые незначительные изменения в жизнедеятельности организма человека проявляются в изменении структурной упорядоченности лиотропных жидких кристаллов. В физиологических, экстремальных и патологических состояниях в биологических жидкостях организма человека происходят динамические изменения молекулярного состава и характера взаимодействия компонентов. В связи с этим наиболее информативный объект для изучения динамики физиологических и патологических процессов организма представляют биологические жидкости. Определение их основных параметров, в конкретный промежуток времени, может служить основой диагностики заболеваний на самых ранних доклинических стадиях.

Для биологических жидкостей характерны различные типы устойчивых колебаний физико-химических, биохимических и морфологических параметров. При этом их молекулярный состав постоянно меняется. Устойчивое неравновесие (постулат Бауэра, 1935) является фундаментальным принципом биологической кибернетики. Это качественно новое понимание устойчивости, которое существует у биологических систем, обладающих развитой сетью внешних и внутренних обратных связей.

Динамичность молекулярного взаимодействия компонентов в жидкой фазе биологической жидкости, создает сложность анализа системы в целом и позволяет выявить лишь фрагментарную часть сведений о ее состоянии. Общепринятые биохимические, иммунологические, физические и другие аналитические методы исследования ограничиваются определением качественного и количественного состава отдельных параметров биологической жидкости.

Известно, что диагностика заболевания с помощью морфологического исследования тканей организма является общепризнанным стандартом в медицине. Она в первую очередь основывается на визуальной оценке клеточных структур по определенным их морфологическим параметрам, которые представляют специфические маркеры различных патологических состояний. Это исследование является объективной качественной оценкой состояния организма. Задачи исследования структуры традиционно распространяются на клеточные и субклеточные формы организации тканей.

До недавнего времени изучение структуры биологических жидкостей (сыворотка крови, лимфа, ликвор, слеза и др.) не проводилось, так как их морфологические исследования были недоступны, в связи с отсутствием специальных методов.

В. Н. Шабалиным, С. Н. Шатохиной (1986-2001) установлено, что при переходе в твердую фазу при дегидратации БЖ структурируются и приобретают устойчивые морфологические формы в соответствии с закономерностями их системной самоорганизации. Разработанный авторами (Шабалин В. Н., Шатохина С. Н.,1986) метод клиновидной дегидратации дал методическую основу исследованиям морфологических структур биологических жидкостей.

При клиновидной дегидратации капля биожидкости высыхая, переходит в твердую фазу, которая представляет тонкую сухую пленку (фацию). Структурные элементы фации расположены в определенном порядке, который обусловлен закономерностями самоорганизации биологической жидкости при клиновидной дегидратации. Специфический структурный морфо-тип фации отражает молекулярный уровень биофизикохимических процессов в биологическойжидкости. Он представляет объективный биологический параметр индивидуальной оценки физиологического и патофизиологического состояния организма. Установлено, что специфические особенности морфологической картины биологических жидкостей при переходе их в твердую фазу позволяют уже на стадии предрасположенности обнаружить признаки развития патологического процесса [1]. К настоящему времени расшифрованы многие структуры фаций биологических жидкостей, которые характеризуют различные процессы, протекающие в организме [7]. В норме в твердой фазе биологических жидкостей фиксируется закономерный порядок определенных структур, обладающих качественными и количественными параметрами. При патологических состояниях наблюдаются значительные нарушения данного порядка вследствие потери биологической жидкостью способности формировать физиологические структуры. При этом появляются признаки, характерные для патологии. Этим определяется значимость метода клиновидной дегидратации для ранней диагностики различных патологических состояний в клинической практике.

В настоящее время морфологическое исследование биологических жидкостей нашло свое применение в таких специальностях как урология при диагностике уролитиаза с помощью определения специфических кристаллов в твердой фазе мочи [33], в офтальмологии при диагностике глаукомы с помощью изучения кристаллизации слезной жидкости [7, 23], а также в некоторых других специальностях.

В оториноларингологии морфологическое исследование биологических жидкостей до сих пор имеет ограниченное применение. Оно используется в диагностике холестеатомы среднего уха по морфологическому исследованию твердых фаз слюны [18, 25], смывов из слуховой трубы [2]. При заболеваниях верхних дыхательных путей морфологическое изучение БЖ организма человека, до настоящего времени, ограничивается исследованиями секрета и надоса-дочной жидкости гомогената слизистой оболочки носа и околоносовых пазух при хроническом риносинусите, проведенными авторами данной статьи [15, 17].

Теоретические основы морфологического исследования структур твердой фазы БЖ слизистой оболочки ВДП

Проведение морфологического исследования биологических жидкостей слизистой оболочки верхних дыхательных путей (секрета и надосадочной жидкости гомогената) стало возможным благодаря новому направлению в медицине «Морфологии биологических жидкостей человека» теоретически и методологически обоснованному В. Н. Шабалиным, С. Н. Шатохиной (1986-2001). Они разработали и передали в руки исследователей методологическую основу для морфологического изучения структур биологических жидкостей, полученных вследствие их системной и/или локальной самоорганизации - методы клиновидной и краевой дегидратации. Изучив основные общие закономерности формирования структур твердой фазы биологических жидкостей человека при системной самоорганизации путем дегидратации, В. Н. Шабалин, С. Н. Шатохина (1986-2001) дали предметное описание их морфологических особенностей у различных биологических жидкостей (сыворотка крови, ликвор, моча, слюна, слезная жидкость и др.) как в норме, так и при патологии. Кроме того, они дали теоретическую

Российская оториноларингология №5 (42) 2009

интерпретацию процесса самоорганизации биологических жидкостей человека с позиции квантовой механики и аутоволновых взаимодействий составных элементов биологических жидкостей.

Стремление к универсальному объяснению структурно-энергетических возможностей и закономерностей развития материи и материального мира во второй половине ХХ века привело к появлению молодой междисциплинарной науки, нового направления научных исследований - синергетики (от греческого слова «синергия» - совместное, кооперативное действие) [5, 6, 8, 10, 11, 13, 21].

Синергетика представляет теорию самоорганизации, объясняющую процессы возникновения, устойчивости, распада и возрождения самых разнообразных структур живой и неживой материи. Она рассматривает самоорганизацию как базисный механизм построения пространственно-временных структур материи во всех областях бытия, в том числе медицине, психологии, социологии, биологии, физике и т. д. Междисциплинарное направление синергетики обусловлено тем, что принципы, управляющие процессами самоорганизации материи, представляются одними и теми же, безотносительно природы систем. С некоторых точек зрения синергетика определяется как «универсальная теория эволюции», дающая единую основу для описания механизмов образования любых новых структур. Однако такая трактовка применимости методов синергетики представляется несколько расширенной. Кроме того, сам термин - «синергетика» и глобализм ее принципов нередко встречают скептицизм в научных кругах.

Согласно современным научным представлениям, все живые существа представляют сложные биологические системы, которые при своем возникновении и развитии обретают формы и функции с помощью самоорганизации. Изучение самоорганизации биологических систем представляет новое направление научных исследований, одним из разделов которого является морфология биологических жидкостей человека [30].

Согласно теории самоорганизации характер структурообразования биологических систем обусловлен протекающими в них био-физико-химическими процессами. Одним из видов самоорганизации являются так называемые неравновесные фазовые переходы, в частности при переходе биологической жидкости из жидкой фазы, в твердую фазу, во время дегидратации и при замораживании. Образование диссипативных структур (структур, образующихся при фазовых переходах), как нормальных, так и характерных для различных заболеваний, является проявлением био-физико-химических процессов самоорганизации биологической системы на молекулярном уровне. Следовательно, изучение закономерностей самоорганизации биологической системы позволяет выявлять протекающие в ней физиологические и патофизиологические процессы, которые представляют патогенетические механизмы заболевания. Непосредственно наблюдать и соответственно исследовать процесс самоорганизации биологической жидкости можно при переходе ее из жидкой фазы в твердую [27, 28, 29, 30, 31].

Морфологическое исследование и анализ структур твердой фазы, сформированных при самоорганизации, позволяют получить информацию о характере и активности физико-химических процессов, имевших место в жидкой фазе биологической жидкости.

Возникновение синергетики, как теории самоорганизации подготовили труды основоположников статистического описания сложных движений - Л. Больцмана и А. Пуанкаре, разработчиков теории систем - А. А. Богданова, А. Н. Колмагорова, П. К. Анохина, А. А. Андронова, Н. С. Крылова, Б. П. Белоусова, Л. Д. Ландау, а также П. Эткинса (1987), Н. Ю. Климонтовича (1986) и многих других. Неравновесными процессами в открытых системах в ушедшем веке занимались многие ученые: Л. Берталанфи, Л. Онзагер, Л. И. Мандельштам, М. А. Леонтович, М. Эйген. Основоположниками современной теории самоорганизации можно считать И. При-гожина (1991) и создателя синергетики Г. Хакена (1991). Особенно значительный вклад внес физико-химик И. Пригожин, перенеся свои модели с физико-химических структур вещества на развитие материи, что имело большой резонанс во всех областях науки. Занимаясь неравновесной термодинамикой открытых систем, И. Пригожин получил Нобелевскую премию за: «работы по термодинамике необратимых процессов и химических колебательных систем, тео-

рию диссипативных структур». Он ввел такие понятия как «самоорганизация» и «диссипативные структуры» (устойчивое упорядоченное неравновесное состояние системы, через которую проходят потоки энергии, массы и энтропии). И. Пригожиным издано большое количество трудов по неравновесной термодинамике, ранние из которых имели преимущественно физико-химическую направленность, более поздние [21] - «Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой» и другие уже носили общефилософский характер. Цель его работы заключалась в пересмотре базовых принципов и установок современной науки, начиная от Ньютона, физико-математическом обосновании законов природы, с учетом неравновесия, возникающего в неустойчивых динамических системах, изменении фундаментальных законов физики: включением в них таких параметров как необратимость и вероятность.

Во второй половине ХХ века, немецкий физик Герман Хакен на основе анализа модели статистических характеристик излучения вблизи порога лазерного генерирования, выдвинул междисциплинарную концепцию самоорганизации и назвал ее «синергетикой». Термин был призван акцентировать внимание на согласованности взаимодействия частей при образовании структуры как единого целого, и очень быстро, сделался обозначением междисциплинарного направления научных исследований процессов самоорганизации в системах самой разной природы. Термин был распространен и на теорию Ильи Пригожина, что объединило их обоих как основоположников теории самоорганизации - синергетики.

Существенную роль в становлении теории самоорганизации сыграли работы В. И. Вернадского о ноосфере. А также целая плеяда европейских ученых, стремившихся связать в единое целое и соединить с идеей эволюции разные области действительности: биолог-теоретик, философ Людвиг Берталанфи (1901-1972), один из создателей «общей теории систем». Ему принадлежит идея построения теории, которая описывала бы общие принципы устройства и поведения систем вообще, независимо от природы элементов, которые их составляют. Он работал в том же направлении, что и И. Пригожин т. е. стремился решить общие философские задачи естественнонаучными средствами. Один из основателей кибернетики, американский математик Норберт Винер (1894-1964) сформулировал общий замысел и основные положения этой новой науки (1948) и дал ей само название. Он провел аналогию между процессами управления и связи в машинах и живых организмах, обобщив их в качестве процессов передачи, хранения и переработки информации. Информацию, вещество и энергию он отнес к основным определяющим параметрам возникновения и развития жизни. Создав кибернетику как науку общей теории организации, Винер противопоставил ее нестабильности и неустойчивости материального мира. Обобщив результаты собственных наблюдений, и взгляды многих эволюционистов начала XIX века, английский естествоиспытатель, геолог, ботаник и зоолог, создатель эволюционного учения Чарлз Роберт Дарвин (1809-1882), дал формулировку основных факторов эволюции органического мира. Французский философ Огюст Конт (1798-1857), занимался теоретическим обоснованием идеи развития. Задачу самой философии он видел в описании развития мысли - прежде всего, научной. Английский философ и социолог, Герберт Спенсер (1820-1903). Имел целью создание универсального закона эволюции: роста степени дифференциации материи и ее структурной организованности как модели прогресса.

Однако, несмотря на развитие молодой науки синергетики и высокие достижения теоретической физики в ХХ веке, до настоящего времени проблема самоорганизации вещества в живой и неживой природе продолжает оставаться открытой. Широко дискутируется вопрос «развития» неживой материи. Предполагается, что неорганическая среда самоорганизуется при изменении плотности вещества, определяющими факторами которого являются энергия и превращение энергии. К сожалению, на сегодняшний день отсутствуют общепринятые представления о механизме самоорганизации материи в целом, а биологических систем и биологических жидкостей,в частности, детальные параметры этого процесса недостаточно изучены. Это обусловлено обилием, разнообразием и несогласованностью физических концепций на материю и ее развитие. Очень подробно сущность современных физических концепций и взглядов на самоорганизацию материи, их общность и различие [8] освещены Н. А. Денисовой в своих

Российская оториноларингология №5 (42) 2009

статьях: «Механизмы кристаллизации», 1996, «Фундаментальные ошибки фундаментальной науки. Точка зрения», 1998, «В чем заблуждаются физики?», 2000.

Тем не менее, основные принципы теории самоорганизации представляются практически общепризнанными. Их можно перенести и на самоорганизацию живой материи или т. н. биологических систем, включая и биологические жидкости. Основными условиями, необходимыми для самоорганизации, в том числе и биологической системы служат:

- движение - система должна находиться в движении;

- открытость - система должна обмениваеться энергией с оружающей средой;

- кооперативность происходящих в системе процессов - система должна содержать элементы согласованные в своих действиях;

- неравновесность - энергетическое поле системы должно быть дифференцированно по (градиентной) плотности заряда.

Установленными считаются следующие факты:

- любые физико-химические связи являются элементами общего энергетического поля и обеспечивают процесс самоорганизации материального мира;

- самоорганизация определяется внутренними свойствами системы, спонтанно возникающими в результате взаимодействия большого числа подсистем, и проявляется в виде их координированного кооперативного эффекта.

Интересен вопрос: «В каких взаимоотношениях находятся между собой генетическая программа и самоорганизация биологических систем? Что из них является главенствующим и определяющим?» Какие - либо конкретные данные о проведении исследований в этом направлении у нас отсутствуют. По мнению В. Н. Шабалина, С. Н. Шатохиной, 2001 «действия генетической программы в структурирование биологических систем ограничиваются построением специфических форм первичной структуры молекулы белка и приданием ей принципиальных возможностей вторичной и третичной конформации. Конкретные специфические формы вторичных и третичных структур белковой молекулы строятся в соответствии с «контекстом» среды, окружающей эту молекулу. Структуры надмолекулярного уровня биологических жидкостей также определяются параметрами среды, т. е. кооперативными эффектами всех компонентов биожидкости».

В настоящее время большинство научных теорий, в том числе теорий возникновения жизни на Земле признает, что в основе любых процессов организации материи лежит взаимодействие электромагнитных колебаний. Признаны две формы существования материи: вещество и поле. Основная характеристика поля - энергия. Структурная единица поля - электромагнитная волна. Поле определяет базовый уровень структуры вещества и форм его движения. Движение - основное свойство вещества, способ его существования, его функция. По современным представлениям различия между полем и веществом носят чисто количественный характер и определяются плотностью материи. То есть, градиент плотности субстрата физического поля формирует массу покоя - вещество, которое представляет собой своеобразный, системно упорядоченный конденсат элементарных частиц.

С точки зрения законов квантовой механики, все атомы и молекулы материального мира объединены общим силовым полем. Поскольку материальный мир не может существовать вне структуры, не могут находиться вне структуры и силовые поля. Основной формой структурирования силовых полей являются волны различной плотности силового заряда - градиентные волны.

В настоящее время признано, что поле - универсальный базовый способ организации материи. Материя, пребывая как бы в двух состояниях вещества и поля, проявляет себя как единая материально-энергетическая градиентно-структурированная система. Таким образом, фазовые переходы живой и неживой материи из динамичного неупорядоченного состояния поля, газа и жидкости в высокоупорядоченное состояние твердого тела современными научными взглядами вполне подготовлена и обоснована.

Теория самоорганизации оперирует следующими основными понятиями и терминами: система, структура, структуризация, самоорганизация.

Система - это сообщество кооперативно действующих элементов, которое реагирует как единое целое на изменение внешних или внутренних условий его существования в целях сохранения своих основных свойств.

Система называется самоорганизующейся, если она без специфического воздействия извне обретает какую-либо пространственно-временную структуру. Под специфическим внешним воздействием понимают такое, которое навязывает системе структуру. В случае самоорганизации система испытывает извне только неспецифическое воздействие [24].

Структура - основное понятие самоорганизации. Она образуется в результате многовариантного поведения элементарных структур или многофакторных сред, которые не деградируют к стандартному для замкнутых систем усреднению термодинамического типа, а развиваются вследствие их открытости, притока энергии извне, нелинейности внутренних процессов. Ее образование характеризуется появлением особых режимов с наличием нескольких переходов от неустойчивого к устойчивому состоянию. В таких развивающихся системах не выполняются ни фундаментальные основные законы физики, ни второй закон термодинамики, ни теорема И. Пригожина о минимуме скорости производства энтропии, что может приводить к образованию новых структур и систем, в том числе более сложных, чем исходные. При этом вновь образованные системы приобретают совершенно новые структурно-функциональные свойства.

Такое преобразование структуры в сложной и открытой системе рассматривается синергетикой как всеобщий механизм направления эволюции: от простого к сложному и более совершенному.

Структуризация-деструктуризация материи представляет собой одну из основных форм ее движения. Живая материя всегда находится в состоянии физико-химического неравновесия. При этом параметры неравновесного состояния постоянно меняются в рамках критических пределов. Такое динамическое и в то же время устойчивое неравновесие лежит в основе существования живого организма, сложной открытой системы, в том числе биологической системы. Для таких систем характерна самоорганизация. Самоорганизация характеризуется возникновением особых форм упорядоченности вдали от положения равновесия при соответствующих внешних и внутренних условиях и разрушением структур вблизи положения равновесия при произвольных условиях [21]. Самоорганизация - свойство биологических систем приобретать новые формы и структурно-функциональные характеристики, реализующиеся в условиях перехода из жидкой фазы в твердую (высыхание, замораживание) в соответствии с объективными закономерностями физико-химических процессов и индивидуальными свойствами систем. Как в онтогенезе (индивидуальное развитие организма от рождения до смерти), в филогенезе (историческое развитие организма) и в эволюции живой материи в целом вначале формируются простые структуры, на основе которых далее строятся все более и более сложные.

Исходя из изложенного, по современным представлениям возникновение отклонений от физико-химического равновесия в среде относится к неспецифическим факторам появления новых структур.

Условием, определяющим специфику строения новых структур, является комплементарное отношение между структурообразующими элементами, которое обусловливает согласованность их поведения. То есть в определенном пространственно-временном отрезке хаотической неравновесной среды собирается группа элементов, которые действуют согласованно и тем самым выделяют себя из среды путем образования соответствующей структуры. Следовательно, структуризация - это способ индивидуализации в среде комплементарной группы химических элементов. Комплементарное отношение - такой вариант согласованного структурно-функционального взаимодействия элементов сложной системы, которое позволяет действовать им в направлении к единой цели, как единому целому, с общим эффектом взаимного усиления.

Всякая структура биологического объекта носит пространственно-временной характер, т. к. она находится в постоянном движении, определяемом величинами пространства и време-

ни. Возникновение упорядоченного во времени и пространстве коллективного поведения системы означает наличие у нее особых регуляторных возможностей.

Пространственно-временная структура является всеобщим и фундаментальным свойством материи. Нет ни одной отрасли знания, где в той или иной форме не использовалось бы представление о структуре.

Из формулировок и принципов теории самоорганизации логически вытекает, что термины «самоорганизация» и «структуризация» биологических систем могут рассматриваться как синонимы.

Следовательно, использование нового методологического подхода: морфологического исследования структур твердой фазы биологических жидкостей, полученных в результате самоорганизации при их дегидратации, позволяет получать принципиально новые научные данные о патогенезе различных заболеваний, а также проводить их раннюю диагностику на доклиническом этапе. В оториноларингологии при патологии верхних дыхательных путей наиболее перспективный объект этого направления исследования представляют биологические жидкости слизистой оболочки.

Таким образом, вероятность и возможность возникновения заболеваний верхних дыхательных путей концептуально обусловлена протекающими в биологических жидкостях и тканях организма в процессе его адаптивной самоорганизации био-физико-химическими процессами, определяющими их физиологический или патофизиологический характер. Структурный рисунок твердой фазы, сформированный при системной самоорганизации, позволяет зафиксировать характер и активность физико-химических процессов, имевших место в жидкой фазе биологической жидкости. Развитие и использование методологического направления морфологического исследования биологических жидкостей в оториноларингологии представляет принципиально новую концепцию оценки состояния организма в норме и при патологии, а также возможностей его коррекции.

(Продолжение следует)

ЛИТЕРАТУРА

1. Автоматизация кристаллографических исследований биологических жидкостей человека/ А. В. Самородов [и др. ] // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. - 2003. - №11. - С. 59-64.

2. Азнаурян А. М. Разработка неинвазивных методов диагностики при хроническом гнойном среднем отите с холестеатомой. //Рос. оторинолар. - 2007. - №1. - С. 11-15.

3. Анаев Э. Х., Шатохина С. Н., Чучалин А. Г. Морфология конденсата выдыхаемого воздуха у здоровых и больных с различными заболеваниями органов дыхания. Функциональная морфология биологических жидкостей: мат. III Всерос. научн-практ. конф. М., 2004. - С. 9-10.

4. Белки крови при хроническом риносинусите/ С. В. Рязанцев и др. Мат. Х съезд оториноларингологов Украины.

- Судак.: 2005. - С. 82.

5. Белоусов Б. П. Периодически действующая реакция и ее механизмы. Радиационная медицина: сб. рефератов.

- М.: Медгиз, 1959. - С. 45-148.

6. Бернал Х. Возникновение жизни. Мир, 1969, 391с.

7. Деев Л. А., Шабалин В. Н., Шатохина С. Н. Структурные особенности твердой фазы внутриглазной жидкости у лиц пожилого возраста с различными стадиями глаукомы. Актуальные проблемы геронтологии. - М.,1999.

- С. 181-183.

8. Денисова Н. А. Фундаментальные ошибки фундаментальной науки. Точка зрения, 1998, Бишкек. Изд-во Илим. 80 с.

9. Клаузиус Р Механическая теория тепла. В кн. Второе начало термодинамики. сб. работ, М-Л., 1934.

10. Климонтович Н. Ю. Без формул о синергетике, Минск, 1986,223 с.

11. Колесников Ю. А. К тайнам мироздания. Магадан:, 1997. - 244 с.

12. Колотилов Н. Н., Бакай Э. А. Жидкокристаллическая структура биологических объектов. Мол. биология. -1980, Вып. 27. С. 87-96.

13. Лоскутов А. Ю., Михайлов А. С. Введение в синергетику. М. Наука, 1990, 85 с.

14. Методы получения и исследования экзокринных секретов для изучения некоторых параметров местного иммунитета / Н. М. Хмельницкая[ и др. ]// Клиническая лаб. диагн. - 1997. - №12. - С. 43-44.

15. Морфологические особенности носового секрета у больных хроническим гнойным риносинуситом / Г. П. Захарова [и др. ] // Рос. оторинолар. - 2006. - №5 (24). - С. 3-6.

16. Морфологический анализ биожидкостей при исследовании терапевтического действия низкоинтенсивных магнитных полей / М. Э. Бузоверя [и др. ] // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. - 2002. - №2.

- С. 49-52.

17. Морфологическое исследование биологической жидкости носовых полипов у больных хроническим полипозным риносинуситом / Г. П. Захарова и др. // Рос. оторинолар. - 2006. - №6 (25). - С. 3-6.

18. Морфотипы слюны в диагностике холестеатомы среднего уха/Самбулов В. И. [ и др. ]// Клин. лаб. диагностика. 2002. - №10. - С. 39.

19. Опарин А. И. Жизнь, ее природа, происхождение и развитие. М., Наука, 1968, 173 с.

20. Плужников М. С., Лавренова Г. В. Воспалительные и аллергические заболевания носа и околоносовых пазух.

- Киев: Здоровья, 1990. - 144 с.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

21. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. Пер. с англ., М.: Прогресс, 1986, 429 с.

22. Соотношение антимикробных белков секретов слизистых оболочек при хроническом риносинусите / С. В. Рязанцев [и др. ] Мат. Х съезд оториноларингологов Украины. Судак.: 2005. - С. 144.

23. Тюриков Ю. А., Покоева Т. В. Кристаллографический метод исследования слезной жидкости в диагностике новообразований. // Офтальмологический журн. - 1992. - №4. - С. 223-226.

24. Хакен Г. Информация и самоорганизация. М.: Мир, 1991. - 240 с.

25. Холестеатома среднего уха: диагностическое исследование слюны/Шатохина С. Н. [и др. ] //Врач. - 2002. -№4. - С. 28-29.

26. Shabalin V. N., Shatokhina S. N., Zarovlev S. A. Character of blood crystallization as an integral index of organism homeostasis // Phys. Chem. Biol. Med., - 1995. - T. 2. - №1. - P 6-9.

27. Шабалин В. Н., Шатохина С. Н. Аутогенные ритмы и самоорганизация биожидкостей // Бюл. эксп.,иологии и медицины, 1996. - №10. - С. 364-371.

28. Шабалин В. Н., Шатохина С. Н. Системная самоорганизация биологических жидкостей и старение. Сб. тр. 1 Рос. съезда геронтологов и гериатров; Самара, - 1999. - С. 502-505.

29. Шабалин В. Н., Шатохина С. Н. Принципы аутоволновой самоорганизации биологических жидкостей // Вестн. Рос. акад. мед. наук. - 2000. - №3 - С. 45-49.

30. Шабалин В. Н., Шатохина С. Н. Морфология биологических жидкостей человека. - М.: Хризистом. - 2001. -304 с.

31. Шабалин В. Н., Шатохина С. Н. Фундаментальные основы биологических ритмов // Вестн. Рос. акад. мед. наук. №8. - 2004. - С. 4-7.

32. Шабалин В. Н., Шатохина С. Н., Шабалин В. В. Фундаментальные основы самоорганизации биологических жидкостей. Функциональная морфология биологических жидкостей: матер. 3 Всерос. научн. - практ. конф. -М., 2004. - С. 5-7.

33. Шатохина С. Н., Шабалин В. Н. Феномен патологической кристаллизации солей мочи при уролитиазе // Урология и нефрология. - 1998. - №2. - С. 16-19.

34. Эткинс П. Порядок и беспорядок в природе. М. «Мир», 1987, 224 с.

35. Drettner B. The paranasal sinuses. The nose: Upper airway physiology and atmospheric environment. - Amsterdam, 1982. - P 145-162.

36. Mygind N., Winter B. Immunological barriers in the nose and paranasal sinuses // Acta Otolaryng. (Stockh.). -1987. - Vol. 103. - P. 363-368.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.