Главная - Наука - Медицина
Степанов А.М. - Основы медицинской гомеостатики Скачать книгу Вся книга на одной странице (значительно увеличивает продолжительность загрузки) Всего страниц: 83 Размер файла: 482 Кб Страницы: « 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 » »» Было выявлено, что гомеостатические системы на непредсказуемое изме- нение информационного потока отвечают двухфазным реагированием: немед- ленной реакцией на снятие возникшей остроты противоречия и после этого относительно длительным выравниванием запаса противоречия, потраченного в процессе реализации первого этапа. Приведу пример общего характера о необходимости поддержания противоречия организмом в целом. Организм, как иерархическая сеть физиологических систем, в каждый данный момент, с од- ной стороны, стремится к минимуму производимой работы и, соответственно, иметь минимальный запас энергии, так как на поддержание этого запаса требуется дополнительная затрата энергии и ее веществ-носителей, но с другой стороны, организм для своего выживания вынужден накапливать и поддерживать некоторый избыточный запас энергии и пластических веществ для компенсации неожиданных изменений во внешней среде. Таким образом, существуют две цели: первая - минимизировать работу организма по поддер- жанию энергетического статуса, вторая - найти оптимально "избыточную" величину работы по созданию резерва веществ и энергии для сохранения ор- ганизма в непредсказуемо изменившихся условиях. Расстояние между этими двумя целями можно оценивать величиной, которая называется противоречи- ем. Запасом противоречия в данном случае будет величина "избыточно" под- держиваемой энергии и пластических веществ в организме, которые на дан- ный момент ему как бы не нужны. Разработаны имитационные модели гомеостатов и ведется изучение их свойств, а также исследуется возможность имитации на этих моделях раз- личных патологических состояний, вплоть до таких крайних патологий, как паралич, шок и коллапс. Показаны механизмы патологического привыкания гомеостата ("эффект наркомана"), рассмотрены механизмы стресса, как час- ти адаптационной системы гомеостата, раскрыты "эффект вируса" и его раз- личные проявления в гомеостате "хозяине" ("дремлющее" и "активное" сос- тояние). Модели развития, старения, пульсирующих (изменяющих активность во времени) гомеостатов. С точки зрения гомеостатики патология органа или физиологической сис- темы есть изменение в цепях управления либо за счет нарушения морфологи- ческой целостности, либо по причине смещения характеристик управляющих сигналов, что вызывает запуск адаптационных реакций для компенсации на- рушенных функций за счет собственного "горячего резерва" или работы дру- гих гомеостатов. Информация, корректирующая адаптационный процесс, может вносится в организм на разных материальных носителях, разными путями, но конечный эффект - выход гомеостата на рабочий нормальный режим -будет достигнут. О некоторых патологиях гомеостатов и их моделях. Нормальный гомеостат, вернее его модель, обладает целым рядом исклю- чительных свойств в отношении адаптивности, живучести, помехоустойчивос- ти и т.д. Исследования математической модели гомеостата показали, что он имеет еще как бы болевые точки и критические связи; воздействуя каким-то образом на них, можно создать множество различных патологий. Рассмотрим наиболее тяжелые из них, вызываемые разрывами прямых связей - паралич, обратных связей - шок, перекрестных связей - коллапс. Паралич может быть полным, т.е. гомеостат перестает выполнять функции управления. Этот случай имитируется на модели гомеостата разрывом цепи подачи внешнего сигнала (задания) на Р3, при этом значение выходного па- раметра падает до нуля. Но, тем не менее, гомеостат будет поддерживать на выходе постоянство значений Ys даже при действии на управляемый объект относительно больших возмущений, которые проникают помимо входно- го канала. Односторонний паралич возникает при размыкании связи, идущей от Р1 или Р2 на объект регулирования, в этом случае соответственно либо u1 стремится к нулю, либо u2 стремится к нулю. Таким образом происходит своего рода "гашение гомеостата", т.е. резкое снижение регулирующих свойств. В большинстве случаев односторонний паралич является компенсируемым, и гомеостат продолжает выполнять свои функции. Полный шок гомеостата возникает при разрыве основной обратной связи y3. Это ведет к тому, что Ys стремится к U1max или к U2max, а в этом случае гомеостат перестает выполнять функции управления (как выражаются электрики - "зашкаливает" в одну или в другую сторону). В отличие от полного односторонний шок, как правило, является компенсируемым и имити- руется на модели разрывом u1 или u2 связей соответственно, тогда u1 стремится к U1max или u2 стремится к U2max. Случай создания одностороннего (размыкание обратной связи к Р1) шока представлен на рис. 3. Такой шок является компенсируемым, поскольку ре- жим Ys=Xs быстро восстанавливается, однако гомеостат становится ущербным - уменьшается его живучесть (предельное возмущение снижается до 20 еди- ниц). В статике этот гомеостат работает достаточно устойчиво, и только фактически при предельном входном сигнале (Xs = -50), имеющем противопо- ложную направленность к регулятору, находящемуся в шоковом состоянии ( в данном случае это Р1), гомеостаз начинает нарушаться из-за возникновения небольших автоколебаний. Разрыв основной обратной связи y3 вызывает полный шок гомеостаза с катастрофическими последствиями для живучести системы. Рис. 3. Переходные процессы: при t=10 сек развивается односторонний шок Р1, при t=20 сек дополнительно создается скачкообразное возмущение, при котором еще сохраняется гомеостаз. Защитой от полного шока может служить создание запоминающего уст- ройства ("устройство памяти прошлого") как системы запоминания y3, пред- шествовавшего разрыву обратной связи. В этом случае гомеостат распадает- ся как бы на две независимые части, регулируемые по разомкнутому принци- пу со стороны входа. В какой-то степени такой гомеостат еще может ком- пенсировать возмущения, если они действуют на систему в пределах, охва- тываемых локальными обратными связями. Конечно, такая структура управле- ния является патологической и длительное ее существование недопустимо, но все же лучше, чем лавинообразное развитие полного шока, ведущего к потере живучести. Эффект "наркомана" как одна из форм патологического привыкания. Этот эффект возникает при длительном повторении большого возмущающего воз- действия. Адаптационный механизм гомеостата в результате привыкания де- формирует соотношения между правым и левым каналами гомеостата (R2) так, чтобы наилучшим образом противостоять ожидаемому возмущению. В итоге Страницы: « 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 » »» |
Последнее поступление книг:
![]() (Добавлено: 2011-02-24 16:42:44) ![]() (Добавлено: 2011-02-24 16:39:38) ![]() (Добавлено: 2010-11-08 19:19:32) ![]() (Добавлено: 2010-11-05 01:35:35) ![]() (Добавлено: 2010-03-01 14:28:36) ![]() (Добавлено: 2010-02-06 19:45:20) |