2. Диалектико-материалистическое определение сущности жизни. Качественные особенности обмена веществ (динамическая устойчивость, особенности биоэнергетики и ферментативность)

Современное диалектико-материалистическое определение жизни под­черкивает, что жизнь - качественно особая форма существования ма­терии, высшая по сравнению с физической и химической формами ее существования. Живые тела построены из тех же химических элементов,. что и неживые, но форма существования материи, форма ее организации в живом иная, чем в неорганической природе. В живых телах протекают не только химические превращения и осуществляются сложные физиче­ские процессы, но имеют место также качественно новые биологические закономерности, отличающиеся от закономерностей неживой природы.

Диалектико-материалистическое определение сущности жизни требу­ет выяснения, в чем же именно заключается более высокое качество био­логической формы существования материи. Эта задача приводит к поис­кам свойств, присущих живым и отсутствующих у неживых тел. Изуче­ние этих свойств убеждает, что живое качественно отличается от неживого. И субстрат и закономерности существования живого имеют свои, только им присущие особенности.

А) Динамическая устойчивость обмена веществ. Сущности определения «гомеостаз», «здоровье», «норма».

Обмен веществ — это совокупность всех происходящих в организме химических процессов. Химические реакции, составляющие обмен веществ, тесно взаимосвязаны и согласованы друг с другом. Обмен веществ внутри клетки тесно взаимосвязан со средой. Из внешней среды поступают вещества, необходимые для жизнедеятель­ности организма, и определенные вещества выделяются организмом в среду. Условия среды (температура, влажность, освещение), в которых обитает организм, оказывают огромное влияние на скорость и направленность обмена. Организм обладает способностью регулировать обмен веществ. Даже поверхностное рассмотрение особенностей химических процессов в живой клетке позволяет заметить, что они протекают с огромной скоростью. И все они являются каталитическими и осуществляются благодаря присутствию биологических катализаторов-ферментов, ничтожное количество которых осуществляет колоссальный объем превращений.

Гомеостаз -  саморегуляция, способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия. Стремление системы воспроизводить себя, восстанавливать утраченное равновесие, преодолевать сопротивление внешней среды.

Норма - общее обозначение равновесия организма человека, его органов и функций, обеспечивающего его оптимальную жизнедеятельность в условиях окружающей среды. 

Здоровье – система биоритмов, находящихся в гармонии, взаимной синхронизации между собой и условиями внешней среды.

Б) Виды гомеостаза:

• Молекуляно-кинетический

• Физиологический – АД, пульс

• Структурный

В) Гомеостаз и биоритмы

Термин «гомеостаз» чаще всего применяется в биологии. Многоклеточным организмам для существования необходимо сохранять постоянство внутренней среды. Многие экологи убеждены, что этот принцип применим также и к внешней среде. Если система неспособна восстановить свой баланс, она может в итоге перестать функционировать.

Комплексные системы — например, организм человека — должны обладать гомеостазом, чтобы сохранять стабильность и существовать. Эти системы не только должны стремиться выжить, им также приходится адаптироваться к изменениям среды и развиваться.

Гомеостатические системы обладают следующими свойствами:

• Нестабильность системы: тестирует, каким образом ей лучше приспособиться.

• Стремление к равновесию: вся внутренняя, структурная и функциональная организация систем способствует сохранению баланса.

• Непредсказуемость: результирующий эффект от определённого действия зачастую может отличаться от того, который ожидался.

Примеры гомеостаза у млекопитающих:

• Регуляция количества минеральных веществ и воды в теле — осморегуляция. Осуществляется в почках.

• Удаление отходов процесса обмена веществ — выделение. Осуществляется экзокринными органами — почками, лёгкими, потовыми железами и желудочно-кишечным трактом.

• Регуляция температуры тела. Понижение температуры через потоотделение, разнообразные терморегулирующие реакции.

• Регуляция уровня глюкозы в крови. В основном осуществляется печенью, инсулином и глюкагоном, выделяемыми поджелудочной железой.

Важно отметить, что, хотя организм находится в равновесии, его физиологическое состояние может быть динамическим. Во многих организмах наблюдаются эндогенные изменения в формециркадного, ультрадианного и инфрадианного ритмов. Так, даже находясь в гомеостазе, температура тела, кровяное давление, частота сердечных сокращений и большинствометаболических индикаторов не всегда находятся на постоянном уровне, но изменяются в течение времени.

Биологические ритмы или биоритмы – это периодические изменения характера и интенсивности протекания биологических процессов под влиянием внутренних и внешних факторов. Зависимости жизнедеятельности от биологических ритмов подвержены практически все живые организмы. Биоритмы наблюдаются как в отдельных клетках, тканях или органах, так и в целых организмах и даже популяциях.

Г) Хронобиология и ее роль в теории и практике медицины ( хронопатология, хронфармакология, хронотерапия, хронодиагностика и др.). Понятие «хроном». Классификация ритмов. Роль эпифиза и супрахиазматических ядер в синхронизации циркадианных ритмов.

Хронобиология – отрасль науки, объективно исследующая и количественно оценивающая механизмы биологической временной структуры, включая ритмические проявления жизнедеятельности.

Основа хронобиологии – биоритмология. В настоящее время временная организация биологических систем рассматривается как один из основных принципов их организации. Хронобиология является междисциплинарной наукой, которая проникает буквально во все разделы биологии. Хронобиология составляет фундамент хрономедицины, которая в настоящее время выглядит как дерево со многими ответвлениями (хронодиагностика, хронопрофилактика, хронофармакология, хронотерапия, хроногигиена и т.д).

Хронобиология имеет большое значение для медицины. Хронобиология разрабатывает методы и средства для восстановления и гармонизации нарушенных биоритмов. Также аспекты хронобиологии используются для диагностики и лечения некоторых заболеваний

Хронопатология – это изменения биологической временной структуры индивидуума, предшествующие функциональным расстройствам или органическим заболеваниям и зависящим от времени проявления болезней

Хронофармакология и хронотерапия – лечения на основе индивидуального подхода(индивудуальные биоритмы).

Хронодиагностика – обследование и прогнозирование, предотвращение различных заболеваний на основе биоритмологических показателей.

Хроном - термин, обозначающий комплексную временную организацию живых систем независимо от их уровня организации и сложности. Хроном состоит из трех взаимосвязанных аспектов: ритмы разных частот, модулирующие друг друга, тренда, обуславливаемые возрастными изменениями, заболеваниями, лечение и выздоровлением, а также области шумов (хаотических изменений – недоступных описанию каких-либо закономерностей современными математическими средствами).

Классификация ритмов:

• Высокой частоты (период менее 0,5 ч) (микроритмы)

Название ритмов: Специальных названий нет.

Пример: Ритмы электроэнцефалограммы

Минутные волны. Секундные волны.

Период: От тысячной до сотой доли мкрсек. От 30 мс до 2 мс

• Средней частоты (0,5 ч – 1 неделя (168ч) – мезоритмы

Название ритмов: Ультрадианные (30 мин – 20ч); Циркадианные (20ч – 28ч); Инфрадианные (более 28ч: около 0,5 нед., около 1 недели)

• Низкой частоты (макроритмы)

Название ритмов: Циркатригинтанные(1 цикл – 3-4 недели)(Эндокринные),Цирканнуальные (1 цикл в год), Многолетние (цикл в несколько лет)

(метаболические, эндокринные процессы)

• Свермедленные

Название ритмов: Мегаритмы

Период: Циклы в десятки и сотни лет

Функции: Эпидемии и другие процессы

Эпифиз (или шишковидная железа) регулирует все основные гормональные функции и иммунный статус посредством колебаний продукции его основного гормона – мелатонина. Таким образом, эпифиз является центральным связующим звеном в координации работы всех основных систем организма (так называемый «эпифизарный комплекс»). С возрастом  это центральное звено перестает осуществлять регуляцию выработки мелатонина, что является «отправной точкой старения».

С формированием и развитием нервной системы появляется еще один осциллятор – супрахиазматические ядра гипоталамуса (СХЯ), тесно связанный анатомически и функционально с эпифизом. Считается, что именно СХЯ принадлежит главенствующая роль в организации циркадианных биоритмов многих функций у млекопитающих, тогда как на более ранних ступенях эволюции доминирует влияние эпифиза.

В целом вполне вероятно, что СХЯ и мелатонин вместе формируют соответственно нейрогенное и эндокринное звено ритморегулирующей системы.

Д) Десинхронизация, десинхроноз, болезнь

Десинхронизация - состояние двух и более ранее синхронизированных ритмических переменных, переставших показывать те же частоты и акрофазные взаимоотношения и демонстрирующие изменения временных взаимосвязей.

Внутренняя десинхронизация – десинхронизация одного от другого из двух или более ритмов в биосистеме путем появления ранее отсутствовавших отличий в частоте и изменения во временном отношении двух ритмов с той же частотой.

Внешняя - десинхронизация биоритмов от циклов окружающей среды.

Десинхроноз – заболевание, вызванное внешней и (или) внутренней десинхронизацией биологических ритмов.

Е) Основные свойства биологических ритмов. Правило Ашоффа.

Период, амплитуда, акрофаза, МЕЗОР

Правило Ашоффа: "У ночных животных активный период (бодрствование) более продолжителен при постоянном освещении, в то время как у дневных животных бодрствование более продолжительно при постоянной темноте".

Ж) Здоровье, биоритмы и организация труда. Биоритмы и алкоголь.

Труд необходимо организовывать так, чтобы не происходили нарушения циркадианных ритмов, в противном случае десинхронизация приведет к различным заболеваниям. Также десинхронизацию, а следовательно десинхроз вызывает алкоголь.

 В целях заботы о здоровье следует избегать тесного контакта со спиртосодержащими жидкостями, употреблять их в умеренных количествах, дабы не провоцировать нарушение биологических часов. Ибо срыв биоритмов резко увеличивает риск развития сердечнососудистых заболеваний, психических расстройств, а также способствует возникновению иных заболеваний человеческого организма.