ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РЕАЛИЗАЦИИ ВЗАИМООТНОШЕНИЙ В СИСТЕМЕ ОРГАНИЗМ — СРЕДА

Особенно демонстративен подобный механизм поддержания гомеостатического уровня тех или иных параметров внутренней среды. В первую очередь это уже упомянутый выше pH крови. Необычное постоянство pH есть следствие высочайшей чувствительности организма к смещению концентрации ионов водорода.
Весьма любопытно проследить изменения колебаний содержания сахара в крови. В условиях покоя они имеют для определенной биосистемы индивидуальный профиль, рисунок, как говорят иногда, «сахарное зеркало». Нанесение раздражения вызывает значительное и длительное изменение концентрации сахара в крови. Эти изменения имеют волнообразный характер. Они вначале высокоамплитудные и низкочастотные, причем столь значительные, что почти полностью перекрывают (стирают) колебания, регистрировавшиеся за более короткие промежутки времени в условиях покоя. Вызванные возмущением колебания содержания сахара в крови постепенно затухают и приобретают особенности исходного ритма физиологического покоя. В случае достаточно полной компенсации сдвига наблюдается восстановление исходного уровня обмена веществ. При неполной компенсации концентрация сахара экспоненциально или логистически переходит на новый уровень, на котором восстанавливается исходный «спонтанный» ритм, или последний может приобрести новую, более адекватную (оптимальный, стационарный уровень) возникшим условиям характеристику. Переход биосистемы с одного стационарного уровня на другой, т. е. к новому гомеостатическому «потолку», дается недешево. На это расходуется энергия и не малая. Так, при изменении колебаний ОЦТ на различных высотах одновременно регистрировались существенные сдвиги в частоте сердечных сокращений и дыхания, т. е. в работе системы энергообеспечения. Читатель, разумеется, представляет себе, что в этом случае даже формально незначительные сдвиги обмена веществ по своему функциональному содержанию значимы. Ведь энергия расходуется и на реализацию приспособительного действия (например, движения), и на минимально допустимое (экономичное) в этих условиях изменение состава внутренней среды. «Этот процесс проходит не слишком гладко. Прежде чем рост достигнет средней точки (оптимума, нового стационарного состояния для данных условий), он начинает скакать и вертеться,— пишет Прайс,— менять, подобно проказливым духам, формы и определения с тем, чтобы обойти этот ужасный потолок. Или говоря в менее антропоморфных аналогиях, здесь устанавливается кибернетический эффект поиска, и кривая испытывает резкие колебания».
Колебательной природе гомеостаза присущ еще один удивительный механизм, работающий в соответствии с известным нам принципом устранения или максимального ограничения действия внешних и внутренних факторов, нарушающих относительное динамическое постоянство биосистемы. Одно из частных выражений его, как отметил Гудвин, проявляется следующим образом: «Направление смещения колебательных траекторий (от идеального стационарного состояния или к нему.— А. Л.) под влиянием импульса будет зависеть от того, в какой части траектории находилась система в начале воздействия. Если она находилась на части траектории, расположенной под стационарным состоянием, тогда импульс сместит систему «вверх», к нему, уменьшив тем самым амплитуду колебаний (вот он, «укротитель проказливых духов» Прайса, — А. Л.). Если же в начале возмущения концентрация белка превосходила стационарную (автор иллюстрирует это положение на примере эпигенетической системы клетка — синтез белка.— А. Л.), то в результате сдвига система будет удаляться от стационарного состояния и амплитуда колебаний возрастет». Это еще один непарадоксальный парадокс гомеостаза. Он выявляет одно из принципиальных свойств механизма управления и регулирования в биосистеме. Это результатирующее свойство осцилляторов, сводящееся к тому, что колебания, происходящие в данных регуляционных системах, явно асимметричны.