Переносимо ли подобное рассуждение на использованный выше пример с заболеванием? Разумеется. Это и явление приобретенного иммунитета, ослабляющее течение повторного заболевания или вообще предотвращающего его, и большая сопротивляемость закаленного организма заболеваниям и т. д.
Итак, понятие оптимальности в биологическом смысле на чинает обретать достаточно четкие очертания, но еще не имеет размерности.[3] Приобретет ли оно вообще размерность? Вероятно, да, если будут определены параметры, в рамках которых сможет осуществляться та или иная функция без нарушений. Дело в том, что возможности выражения ее без нарушений ограничены предельными гомеостатическими возможностями.
Для решения этого вопроса необходимо ввести по меньшей мере три новых понятия: размах (предел) функции, размах оптимальности функции и резерв оптимальности функции.
Рассмотрим это на конкретном примере. Верхняя частотная граница сокращений сердца в ответ на максимальную нагрузку практически одинакова по абсолютному показателю как для тренированного, так и нетренированного организма, но отличается предельной длительностью ее удержания и, что еще важнее, уровнем пропорциональности роста частоты сокращений сердца (ЧСС) росту систолического выброса крови, т. е. критической частоте сокращений сердца (в том числе и нижней границы) в пользу тренированного. Это явные преимущества тренированного сердца в смысле совершения предельной работы в оптимальном режиме. Его временная и качественно-функцинальная характеристика выше. Частотный же оптимальный уровень покоя при этом ниже, чем у нетренированного (большая величина систолического выброса и др.).
Таким образом, размах оптимальности (гомеостатичности) у тренированного значительно шире. Значит, разница в размахе оптимальности между тренированным и нетренированным сердцем будет выражать резерв оптимальности по величине, мощности, интенсивности и т. д.
В формализованном виде сказанное в отношении ЧСС может быть представлено следующим образом:
1. Разм. ЧСС = Макс. ЧСС—Мин. ЧСС, где Разм. ЧСС — размах (предел) функции; Макс, и Мин.— допустимые частотные пределы, при которых сердце выполняет функции на уровне, достаточном для поддержания жизни;
2. Разм. опт. ЧСС = КЧСС —ПЧСС, где Разм. опт. ЧСС — размах (предел) оптимальности функции; КЧСС — критическая ЧСС; ПЧСС — ЧСС в покое;
3. Рез. опт. ЧCC = ЧCC2—ЧCC1, где Рез. опт. ЧСС — резерв оптимальности функции; индекс 1 — величина, принятая за исходную; индекс 2 — сравниваемая величина.[4]
Здесь в формализованном виде выражены количественнокачественные показатели состояния данной функции. Однако в эти формулы можно ввести и параметр времени. Тогда речь будет идти о пределе и резерве времени для достижения тех или иных качественно-количественных показателей функции.
1. Временной резерв достижения критического состояния (предел оптимума) функции:
Рез. tdКЧСС = tdКЧСС2 — tdКЧСС1, где t — время, d — знак достижения;
2. Временной резерв удержания функции в пределах критической оптимальности:
Рез. tyKЧCC = fyKЧCC2—tyKЧCC1, где у — знак удержания;
3. Временной резерв восстановления состояния покоя функции:
Рез. tbЧCC = tbЧCC2—tbЧCC1, где b — знак восстановления.
Следует полагать, что такие показатели, как длительность удержания критической (желательнее докритической) частоты и тем более максимальной частоты сердечных сокращений с полноценным и оперативным восстановлением уровня покоя, после прекращения выполнения работы будут характеризовать не только состояние оптимальности функции, но и уровень большей или меньшей прочности, надежности, биологической системы (в данном случае организма спортсмена), включая и расширение возможности чисто биологической выживаемости в экстремальных, предельных условиях.
Представляется также справедливым перенести приведенные здесь рассуждения вообще на все показатели функциональных возможностей биосистем, особенно если известны их должные и предельно возможные (верхние и нижние) оценочные характеристики, например основного обмена, показателей внешнего дыхания и т. д.
[3] Автор не склонен безоговорочно переносить трактовки понятия оптимальности, существующие в технике, кибернетике и других областях знаний, на биологические объекты.
[4] Размах оптимальности функции с индексом 2 может рассматриваться как характеристика изменившейся величины (относительно размаха с индексом 1) или сравниваемых объектов (1 и 2).