На главную ДЛЯ НОВИЧКОВДЛЯ НОВИЧКОВ СОБЫТИЯ КАРТА САЙТА ПРЕСС-СЛУЖБА
ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТОВДЛЯ СПЕЦИАЛИСТОВ ДАТЫ ПОЛЕЗНЫЕ ССЫЛКИ О ПРОЕКТЕ
ДЛЯ ИНВЕСТОРОВДЛЯ ИНВЕСТОРОВ КОМПАНИИ ГОСТЕВАЯ НАГРАДЫ
SWITCH TO ENGLISH СТАТЬИСТАТЬИ БАЗА ДАННЫХ ФОРУМ КОНТАКТЫ
поиск по сайту  
подписка  


Биотерроризм

Биокомпьютеры

С-пептид. Часть III.

С-пептид. Часть II

С-пептид. Часть I.

Инсулин. Часть II.

Инсулин. Часть I.

Атипичная пневмония. Часть II.

Атипичная пневмония. Часть I.

Геносистематика - что это такое Часть 2.

ДНК или РНК: кто более матери-Природе ценен?

Будущее коммерческого внедрения генетически модифицированных организмов в странах европейского союза

Простая модель реакции организма на внешние воздействия

Некоторые современные подходы к терапии болезни Альцгеймера

Болезнь Альцгеймера. Молекулярно-биологический аспект. Часть II

Болезнь Альцгеймера. Молекулярно-биологический аспект. Часть I

Болезнь Альцгеймера. От описания симптомов - к молекулярным механизмам.

Главный комплекс тканевой совместимости человека (HLA). Часть 5

Главный комплекс тканевой совместимости человека (HLA). Часть 3

Главный комплекс тканевой совместимости человека (HLA). Часть 2

Главный комплекс тканевой совместимости человека (HLA). Часть 1

«Страшная» еда

Эглин

Почему философия не удовлетворяет биолога?

Инвестиционная привлекательность Российского рынка биоинформатики и биотехнологий

Геносистематика - что это такое.

Эндотоксины Bacillus thuringiensis

Диабет. (часть II)

Вешенка и человек

Диабет. (часть I)

Почему ограничены размеры бактериальной колонии?

Функциональная роль остеопонтина в развитии и реконструкции костной ткани.

Структура и некоторые свойства белка остеопонтина.

Проблемы инвестирования в биотехнологические разработки для сельского хозяйства.

Роль метилирования ДНК в канцерогенезе.

Жизнь и смерть овечки Долли

Дню борьбы с проказой посвящается...

Бактерии, приносящие миллиард.

Дню борьбы со СПИДом - достойные проводы!

Современная лаборатория молекулярной биологии.

Интервью с вампирчиком.


Наши статьи


Простая модель реакции организма на внешние воздействия

В процессе эволюции живой организм сформировался в весьма сложную систему, функционирование которого сопровождается изменением большого числа характеризующих его параметров. Поскольку параметры каждой конкретной системы могут меняться лишь в определенных пределах, то точки, отражающие все возможные состояния системы, образуют в N-мерном пространстве область допустимых состояний (ОДС). Выход за пределы этой области означает разрушение системы или превращение ее в другую, с отличающейся ОДС. В обычных условиях система функционирует, не используя всех своих возможностей, и совокупность точек, отражающих состояния системы в этих условиях, составляет область рабочих состояний (ОРС). Очевидно, что ОРС лежит целиком в области ОДС, а величина, пропорциональная объему N-мерного пространства между границами этих областей, (N число параметров, характеризующих систему), составит резерв возможностей (Рис.1), необходимый организму для успешного маневрирования в постоянно меняющихся условиях [1].

Эволюция сделала живые системы способными реагировать на изменения окружающей среды, соответственно меняя свои параметры таким образом, чтобы процессы, протекающие в организме, были по возможности оптимальными. На регулярно повторяющиеся воздействия в организме со временем вырабатываются стандартные программы реагирования, а самые важные даже закрепляются генетически.


Рис. 1. Фазовый портрет системы с двумя изменяющимися параметрами А и В. ab-одно из состояний системы, (I) - область допустимых состояний системы, (II) - область рабочих состояний системы

Другая часть программ реагирования вырабатывается организмом в процессе обучения - привыкания к чему-то новому, повторяющемуся достаточно часто.

Трудно сказать, зависит ли скорость привыкания от интенсивности метаболических процессов в организме животного, продолжительности его жизни или от каких либо других причин. Комары, например, уже через полчаса перестают реагировать на акустический репелент - карманный излучатель ультразвука. Птицам, достаточно нескольких дней чтобы перестать воспринимать как сигнал опасности, записанные на магнитофон крики их испуганных сородичей. (Именно так отгоняют птиц от взлетно-посадочных полос аэродромов.) Изгнанные ультразвуковыми отпугивателями крысы, в среднем через две недели возвращаются на обжитые места. Человеку же нужно для привыкания к незнакомому воздействию, к новым условиям обитания около 40 дней [2]. (Не здесь ли корни народных традиций отмечать сороковой день после рождения ребенка, или сорок раз повторять что-то, чтобы хорошо запомнилось и т. д. Примерно столько же дней приходится на "медовый, месяц", а слово "карантин" переводится с французского как "около сорока ".) Столько же времени требуется и поросятам, чтобы перестать реагировать на магнитный стимулятор, ускоряющий их рост и развитие [3].

Однако организм не в состоянии создавать и хранить стандартные программы для реагирования на естественные, достаточно редкие ситуации (предвестники землетрясения, пожары), или искусственно создаваемые воздействия (лазерным лучом, ультразвуком, электромагнитным полем и т.д.). В таких случаях организм обращается к аварийной универсальной программе общей мобилизации и включает все защитные механизмы, чтобы подготовить систему к самому худшему. Иначе говоря, организм воспринимает незнакомые воздействия как сигнал потенциальной опасности и, реализуя свои резервы, увеличивает свою продуктивность (в общем смысле этого слова), так как повышение продуктивности - универсальный способ скомпенсировать возможные потери в будущем.

В случае если сигналы знакомы системе, то форма и размеры ОРС изменяются незначительно и вполне определенным образом, а при нестандартных воздействиях ее объем увеличивается за счет резервной области между границами ОРС и ОДС.

Ни природа, ни величина незнакомого воздействия (или неспецифического стимулятора) не окажут существенного влияния на конечный эффект, если воздействие имеет характер сигнала и не вызывает структурных нарушений в системе. Стимулятор лишь запускает реакцию системы, а механизм биофизического взаимодействия действующего фактора и организма оказывается (в известных пределах) несущественным для эффекта стимуляции и реализации внутренних резервов [4]. Радиоприемник, например, можно включить прикладывая к выключателю разную по величине силу, и при этом, конечный эффект будет один и тот же, (конечно, если действующая сила не превысит прочности выключателя). Дополнительная стимуляция тем же или другим, по своей природе, неспецифическим стимулятором приведет к усилению биологического эффекта лишь в том случае, если резерв возможностей не был полностью реализован при первом воздействии. (Громкость звучания того же радиоприемника можно увеличить, если регулятор еще не был повернут до отказа.)

Очевидно, что резервные возможности организма не безграничны, и, следовательно, чем выше продуктивность организма, тем меньше его резерв и тем менее эффективна его стимуляция. Анализ многочисленных литературных данных и результатов собственных исследований свидетельствует о том, что увеличение продуктивности в результате неспецифической стимуляции подчиняется единой закономерности (Рис.2) для самых различных биологических систем. Эта закономерность справедлива для повышения урожайности яблонь после обработки деревьев ретардантами [5], для ускорения роста и развития растений ультразвуковой обработкой их семян [6,7] и одноклеточных водорослей после ультразвукового воздействия [8], для повышения выводимости цыплят в результате стимуляции зародышей ультразвуковым, тепловым или химическими воздействием [9,10], увеличения яйценоскости кур-несушек рентгеновским излучением [11], а также для увеличения надоев молока лазерной стимуляцией биологически активных точек на вымени коров [12] и т.д.


Рис. 2. Зависимость увеличения продуктивности биологической системы в результате неспецифической стимуляции от ее исходной продуктивности.

Приведенная, на Рис.2. кривая не пересекается ни с осью абсцисс, ни с осью ординат, что свидетельствует о невозможности существования биологической системы, если ее продуктивность ниже определенного предела и о том, что даже при самой высокой продуктивности организм должен иметь некий минимальный, неприкосновенный резерв.

При очень низкой продуктивности, обусловленной патологическими процессами в организме и очень высокой, когда регуляторные механизмы и без того напряжены до предела, стимуляция может не привести ни к какому результату или даже дать результат противоположный ожидаемому.

Из анализа вышеупомянутых литературных данных следует, что обычно резерв живых систем в среднем равен 20-25% от их продуктивности. Полагают, что у специально тренированных животных и у спортсменов этот резерв составляет около 5% [13]. Именно этот, поистине неприкосновенный запас возможностей и пытаются реализовать спортсмены, используя различные запрещенные методы.

Значительно более высокий резерв продуктивности (до 75%) наблюдается у гибридных организмов. Так, урожайность гибрида пшеницы и ржи - тритикале, в результате предпосевной стимуляции семян ультразвуком повышается на 50 - 75% за счет увеличения кустистости растений и озерненности колоса [14]. В этом, как и в ряде других случаев, эффект стимуляции наблюдается по крайней мере и во втором, дочернем поколении, что впрочем неудивительно: у здоровых родителей - здоровое потомство.

Размеры резерва можно оценить по результатам стимуляции организма для увеличения его сопротивляемости неблагоприятным воздействиям (в частности, с целью повышения работоспособности человека в экстремальных условиях, достижения им более высоких спортивных результатов, увеличения продуктивности животных и урожайности растений), а глубину реализации резерва - по результатам его повторной стимуляции тем же, или иным по своей природе стимулом. Так, например, если воздействовать ультразвуком на соответствующие биологически активные точки хряка, то количество и качество его спермы заметно повысится. Осеменение этой спермой свиней приводит к увеличению их оплодотворяемости и снижению числа погибших в утробе матери поросят. Аналогичный эффект можно получить осеменяя свиней активированной ультразвуком спермой от не стимулированных самцов. Практически такой же по величине эффект получали и в тех случаях, когда сначала стимулировали хряков, а затем их сперму дополнительно обрабатывали ультразвуком. Очевидно, резерв был полностью реализован уже после первой стимуляции, и, поэтому последующие ничего дополнительно дать не могли.

Поросята, рожденные свиноматками, оплодотворенными стимулированной спермой, к третьему после рождения месяцу примерно на 20% обгоняли своих собратьев по массе тела. Но если и тех и других подкормить рыбьим жиром, то не стимулированные быстрее набирают в весе и в течение 35-45 дней догоняют своих стимулированных сородичей, при этом масса тела последних практически не увеличивается. Очевидно, что резерв развития этих животных был уже в значительной мере реализован предыдущим стимулирующим воздействием.

Однако в реальной жизни организму, в ряде случаев, приходится выбирать между главным и самым главным. Так, во время беременности, все силы организма направлены на воспроизводство, нередко даже в ущерб его отдельным функциям и системам. Стимуляция функции молочных желез повышает молокоотделение лишь в тех случаях, если продуктивность по молоку далеко не максимальна. Если же она достаточно велика, то количество молока в результате стимуляции практически не увеличивается, но заметно возрастает масса тела [15].

Повышение активности репродуктивных систем при стимуляции, безусловно, соответствует общефизиологическому настрою. Предпосевная ультразвуковая стимуляция растений приводит к повышению урожайности их семян, а урожайность корнеплодов, не столь необходимых для сохранения вида, может при этом и понизиться. Нестабильность в обществе повышает, как известно, половую активность населения (что, в силу социальных причин, не всегда сопровождается увеличением рождаемости).

Представления об ограниченном резерве роста и развития живых систем, а также о природе их стимуляции позволяют систематизировать многочисленные, хорошо известные факты, объяснить, почему не все одинаково реагируют на одно и то же воздействие. Это открывает возможность заранее оценить эффект стимуляции, определить, где предел обусловленных стимуляторами эффектов, по какой причине стимуляторы разной природы, воздействуя на биологические системы нередко вызывают сходную реакцию [16].

Попытки извлечь пользу из представлений о резервах организма и возможностях его реализации позволили разработать новые методы повышения урожайности растений и продуктивности животных, увеличения эффективности биотехнологических процессов [17], а также упростить один из весьма распространенных методов лечения нарушений обмена веществ.

Известно, что переливание собственной крови - аутогемотерапия - стимулирует регуляторные механизмы и защитные силы организма, повышает его продуктивность. Существуют две основные разновидности метода - менее эффективная, когда собственную кровь, взятую из вены, вводят в мышцу, и более эффективная, при которой собственную кровь интенсивно встряхивают, облучают ультрафиолетом [18], консервируют охлаждением или воздействуют на нее каким либо другим способом и возвращают обратно в кровяное русло. Отличия в эффективности этих разновидностей объясняются просто. В первом случае, кровь из сосудов, попадая в мышцу, имитирует синяк - ситуацию достаточно знакомую организму. Организм "знает", что за синяком могут последовать другие неприятности, и готовится к ним. Синяк - известный стимулятор. (Недаром за одного битого двух небитых дают.) Лечение медицинскими банками - та же "стимуляция синяком".

Во втором случае, организм оказывается в совершенно незнакомой ситуации - в кровеносное русло попадает порция собственной крови с несколько измененными свойствами - и организм реагирует на нее активизацией всех своих защитных и регуляторных механизмов.

Однако, для того, чтобы слегка изменить свойства крови вовсе не обязательно извлекать ее из кровяного русла. Можно подействовать на нее ультразвуком, легко проникающим через окружающие сосуд ткани [19]. При таком воздействии стимуляция не менее эффективна, чем при "ультрафиолетовой" аутогемотерапии. К тому же отпадает необходимость прокалывать покровные ткани и стенки сосудов и, как следствие, уменьшается вероятность заражения и сосудистых осложнений.

Очевидно, что предлагаемая модель всего лишь весьма грубое отражение реальности. Однако, ее использование позволяет в ряде случаев предсказать эффект стимуляции организма, оценить величину резерва его продуктивности, разработать новые методы реализации этого резерва.

Автор статьи: д.б.н. В.Б. Акопян,
E-mail: akopyan@edunet.ru

Некоторые идеи этой работы возникли в дискуссиях с Г.Н. Шангиным-Березовским.

обсудить на форуме>



При написании статьи использовались материалы:
  1. Акопян В.Б., Шангин-Березовский Г.Н., Коржевенко Г.Н. // Вестник с.х. науки, 1988, №4, (380), С. 96-105.
  2. Ещенко В.В. // Сб. научных трудов "Адаптация человека и животных к экстремальным условиям внешней среды". М., Университет дружбы народов, 1985, С. 117-138.
  3. Соболевский В.И. В кн. Механизмы лечебного действия магнитных полей. Ростов-на Дону, РОДНМИ, 1987,
    С.121-127.
  4. Сарвазян А.П. Пущино. Препринт ИБФ АН СССР, 1981,
    27 с.
  5. Хаустович И.П. // Докл. ВАСХНИЛ. 1985, № 12, С. 38-40.
  6. Абрамов О.В., Акопян В.Б., Коновалов Н.Т., Цепурниекс В.Я., Зиммелис Я.В. // Вестник с.-х. Науки, 1991, №1, (412), С.71-74.
  7. Акопян В.Б., Сидоренко О.Д., Рухман А.А., Аленичев В.Н. // Аграрная наука, 1999, №1, С.34.
  8. Akopyan V., Dolganova N., Krechtunova V. B., Radziszewski E. Nongaillard B. // C. R. Jurnees "Interaction des ultrasons avec les miliеux biologiques", France, Valenciennes, 1994, Р. 151-154.
  9. Акопян В.Б., Рыхлецкая О.С., Кумецкий В.Г. // Птицеводство, 1991, №7, С. 56-58.
  10. Шангин-Березовский Г.Н., Игарева М.Д., Володина В.Н., Тамсон А.П. // Кн. Химический мутагенез и гибридизация. М., Наука. 1978. С.240-243.
  11. Пак. В.В., Белов А.Д. // Ветеринария. 1978, №8, С.33-35.
  12. Аверкиев А.А., Комарова Н.К. // Сельскохозяйственная биология. 1985, №8, С. 91-93.
  13. Roussout- Lambrosso J. // La medicine du sport. Paris.: Press Univ. de Frаnce, 1982, 128 p.
  14. Акопян В.Б., Хлюпкин В.М., Коновалов Н.Т // Cб. "Использование физических и биологических факторов в ветеринарии и животноводстве", М., МВА, 1992,
    С.28-29.
  15. Суродеева Е.К., Касимова З.Н. // В кн. Улучшение культурных растений и химический мутагенез. М.: "Колос", 1982. C.231-236.
  16. Узденский А.Б. // Биофизика 2000, Т. 45, №5, C.888.
  17. Oleshkevitch A. Akopyan V.B., Kuznetsov V.P. // Scipta Medica, 1990, V. 63, N7, P. 405-408.
  18. Карасев А.Б. // Cб. "Проблемы техники в медицине". Тбилиси, 1986, С. 140-141.
  19. Акопян В.Б., Никольская Н.В., Чхетия Т.Р. // Вестник с.-х. Науки, 1990, №10 (409), с.135-138.


Rusbiotech™
Copyright © 2000-2003 Rusbiotech
designed by Интерруссофт © 2003