ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РЕАЛИЗАЦИИ ВЗАИМООТНОШЕНИЙ В СИСТЕМЕ ОРГАНИЗМ — СРЕДА

Главная » Энциклопедия » Физиология » Книги по физиологии » Книги по общей физиологии » Главы книг по общей физиологии » ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РЕАЛИЗАЦИИ ВЗАИМООТНОШЕНИЙ В СИСТЕМЕ ОРГАНИЗМ — СРЕДА

Видимо, для правильного понимания соотношения понятий устойчивости, гомеостатичности и ритмичности, осцилляторно- сти биологических процессов следует воспользоваться представлением Уоддингтона (1956) о трех главных уровнях распределения активности во времени: биохимическом, морфогенетическом (эпигенетическом) и эволюционном. Именно это деление Гудвин (1966) положил в основу разграничения различных систем, предложив рассматривать три вида их: метаболический, эпигенетический и генетический.
Следуя Гудвину, в целях формализации наших представлений введем понятие релаксации, точнее, времени релаксации. Время релаксации в широком смысле — это время, необходимое для того, чтобы те или иные переменные (например, отклонение в течении биохимических реакций, частоты сердечных сокращений и т. д.) после некоторого возмущающего воздействия на биосистему возвратились к своим стационарным состояниям, к исходным колебаниям. Оно зависит от температуры в момент и после воздействия возмущающего фактора.
Рассмотрим это на простом примере: вспомним пренеприятную процедуру кормления манной кашей. Лично для меня это всегда было тяжелейшим испытанием: прежде чем отправить порцию этой ненавистной каши в рот, я достаточно долго водил по ее омерзительной поверхности ложкой, каждым движением создавая на ней борозду и ожидая ее исчезновения. Это было, пожалуй, единственным утешением в тяжелой борьбе с кашей. Только недавно я понял, что в общем-то имел дело с одним из видов релаксации. Так вот, «манная» релаксация также зависит от температуры каши: при горячей — она быстрая, при холодной — медленная.
«Значение этого понятия,— пишет Гудвин,— ясно из следующего существенного факта — если времена релаксации в двух системах различаются очень сильно (например, в 100 раз), то во время изменения переменных «медленной» системы (с большим временем релаксации) «быструю» систему (с малым временем релаксации) можно рассматривать как систему, находящуюся в стационарном состоянии.
Тогда, с одной стороны, в динамические уравнения медленной системы войдут лишь стационарные значения переменных быстрой системы и число уравнений резко уменьшится. С другой стороны, переменные «медленной» системы войдут в уравнения «быстрой» системы как параметры, а не как переменные.
Вообще говоря, эти параметры будут медленно изменяться, вызывая медленные изменения быстрой системы во времени; однако при изучении динамики быстрой системы на малых отрезках времени переменные медленной системы можно рассматривать как параметры среды. Таким образом, временной критерий, позволяющий отличить одну систему от другой, будет достаточно строгим только в том случае, если времена релаксации этих двух систем существенно различны».

Источники и литература

  • Логинов А. А. Очерки по общей физиологии. Основные свойства и закономерности живых систем. Минск, «Вышэйш. школа», 1976.