Холистическая медицина во Львове
Проблемы современной медицины
Традиционная медицина
Гомеопатия
Гомотоксикология
Акупунктура
Інформационная медицина
Психотерапия, Психоанализ, НЛП
Санология, Валеология, Технологии здоровья
Биоритмология, Хрономедицина
Антропософская медицина
Медицинские изюминки
Обучение
Публикации
Медицинские центры
Врачебные общества
Наши партнеры
Консультации
Врачи
Фотогалерея


Пошаговая инструкция
уменьшения желудка
за 30-40 дней
без хирургического
вмешательства,
естественным путем
.


Как правильно болеть
гриппом и простудой
без лекарств и докторов,
с пользой для здоровья...


Г.Л. Апанасенко "Эволюция биоэнергетики и здоровье человека"


О прогрессивном развитии в биологии

Мы, разумные существа, не должны забывать, что наша цивилизация — одно из замечательных явлений природы, зависящих от постоянного притока концентрированной энергии солнечного излучения .

Ю. Одум

Естествознание XIX в. по праву гордилось двумя крупнейшими достижениями: разработкой материалистической концепции эволюции в науках о живой природе и разработанной концепцией энергии в развитии физики. Поиск внутренней связи между этими концепциями был предметом многих исследований. К.А.Тимирязев в 1912 г. подчеркивал, что вопрос о космической роли растений является пограничной областью между двумя великими обобщениями прошлого века: между учением о рассеянии энергии и учением о борьбе за существование. Попытки найти простые формальные связи и вывести на их основе энергетические принципы развития жизни оказались в то время практически безрезультатными. Более того, непосредственное приложение термодинамических законов к анализу явлений жизни привело к прямому противоречию: эволюция живых систем происходит в направлении, противоположном указываемому вторым началом термодинамики: вместо деградации системы и потери энергии происходит повышение организации системы. Следовательно, согласно представлениям классической термодинамики, жизни как устойчивого явления не должно существовать.

Требовалось развить новую область термодинамики неравновесную термодинамику (И.Пригожин), на основе которой оказалось возможным ввести термодинамические критерии эволюции открытых систем. В применении к живым системам, открытость которых является одним из важнейших свойств, эти критерии определяют устойчивость стационарного („неравновесного" по Э.Бауэру) состояния (а не равновесия — аналога смерти!).

Физики и механики назвали энергию „царицей мира", а энтропию — „ее тенью". Понятие „энтропия" имеет двойственную природу. С одной стороны, энергия характеризует рассеиваемое системой тепло, а с другой — является мерой упорядоченности. Как это ни покажется странным, в биологии, где упорядоченность структур почему-то возрастает, больше внимания уделялось энтропии, чем энергии. „Царица мира" — энергия — оказалась в тени своей собственной тени" — энтропии.

Много говорилось об отрицательной „упорядочивающей энтропии", присущей живым организмам. Даже солнечный свет предпочитали рассматривать как мощный источник „отрицательной энтропии", а не как поток энергии [Шредингер, 1972. С.76]. А между тем для существования любого стационарного состояния открытой системы необходим поток свободной энергии извне, а не поток отрицательной энергии (негэнтропии) в систему, как это следовало из вывода Э.Шредингера, наиболее часто упоминаемого в литературе. По словам крупного эволюциониста Э.Майра [1981. С.26], „биологическая эволюция — это результат особых процессов, вторгающихся в особые системы, а органическая эволюция отличается от эволюции Вселенной и от других процессов, с которыми имеют дело физики". И совершенно очевидно, что не таинственное стремление к самоусовершенствованию, не особая самоорганизация биологических структур, „не могущих жить без метаболизма", а постоянная „накачка" потоком свободной энергии — основа эволюционного процесса.

Роль „царицы мира" — энергии — при таком подходе начинает проявляться по-настоящему, а ее „тень" — энтропия — своим ростом только демонстрирует изменение потока свободной энергии. К тому же для неравновесных систем энтропию очень трудно определить, тогда как энергия и ее потоки гораздо легче поддаются количественным измерениям.

По основам методологии все современные концепции развития жизни можно отнести к трем основным типам: субстратные, энергетические и информационные. Разработка общей теории развития должна естественным образом опираться на все три концепции, органически связывая их друг с другом. Но исторически сложилось так, что первой стала развиваться субстратная концепция (Ж.Ламарк), начавшись с морфологии организмов. Бурный взрыв исследований по молекулярной биологии и генетике в последние десятилетия привел к триумфальному шествию этой концепции и абсолютизации некоторых ее положений, что сводится к одностороннему толкованию причин возникновения и развития жизни („гены хотят жить и размножаться").

Информационная концепция появилась самой последней. Она начала бурно развиваться с совершенствованием кибернетики и информатики.

Энергетическому подходу повезло меньше двух других из-за различий в методологии физики и биологии. Однако именно он указывает направление развития сложных открытых систем, подвергающихся постоянной накачке энергией извне.

Для плодотворного, равноправного синтеза всех трех концепций время только наступает. И пока менее всего готов к этому, слабее всех разработан именно энергетический подход.

Рассматриваются два энергетических принципа: экстенсивного и интенсивного развития жизни. Первый связан с захватом энергии биосистемами, а второй — с эффективностью ее использования. Рассмотрим более подробно второй принцип, имеющий к обоснованию нашей концепции большее отношение.

При эволюции всех систем все более существенную роль играют процессы, направленные на улучшение качества использования энергии. „Подъем энергии жизнедеятельности", в частности „повышение дыхательной функции" (А.Н.Северцов), является одним из главных эволюционных изменений. Конкретизация этого положения в работах В.С.Ивлева [1959; цит. по: Зотин, 1987] привела В.Р.Дольника [1968] к идее, согласно которой прогрессивная эволюция живого мира связана с усилением интенсивности дыхания (внутриклеточного энергообразования) организмов.

Для того чтобы сравнивать интенсивность дыхания разных по размеру организмов, обычно вычисляют интенсивность дыхания условного организма массой в 1 г, т.е. используют константу а из уравнения

Q02 = W -b

где Q02 — интенсивность дыхания, W -b масса организма, а константа.

А.И.Зотиным и соавторами [1976; цит. по: Зотин, 1981] было показано, что по мере усложнения организации животных (I — тип или класс) константа а (II, мВт) возрастает:

I

II

I

II

Простейшие

0.09

Насекомые

3.15

Губки

0.14

Амфибии

1.45

Кораллы

0.19

Рыбы

1.66

Олигохеты

0.54

Пресмыкающиеся

4.58

Ракообразные

0.73

Птицы

21.05-40.94

Моллюски

0.90

Млекопитающие

6.70-36.50

 

В.Р.Дольник [1968] считал, что параметр а одинаков у всех представителей одного класса животных. Однако в более поздних работах было показано, что величина а сильно отличается у разных отрядов классов пресмыкающихся, птиц и млекопитающих. Например, В.А.Коноплев с соавторами [1975; цит. по: Зотин, 1981] установили, что у разных отрядов млекопитающих (I) разные константы а (II):

I

II

I

II

Однопроходные

6.7

Грызуны

24.2

Сумчатые

13.9

Хищные

29.2

Неполнозубые

14.2

Непарнокопытные

33.6

Рукокрылые

18.3

Парнокопытные

33.6

Насекомоядные

20.8

Приматы (высшие)

36.5

Зайцеобразные

23.0

 

Следовательно, этим параметром (а) можно характеризовать биоэнергетический прогресс и внутри класса.

Как видно из приведенных данных, интенсивность дыхания сильно возрастает от простейших к млекопитающим и птицам в животном царстве и от однопроходных к приматам в классе млекопитающих. Это показывает, что имеет место явная биоэнергетическая направленность эволюционного прогресса организмов.

Еще более интересные данные можно получить при сопоставлении интенсивности дыхания животных и времени обнаружения их в палеонтологической летописи (рис.2). Как видим, в процессе эволюции происходило последовательное появление животных со все более высоким уровнем интенсивности дыхания.

Рис.2. Биоэнергетический прогресс в эволюции живого [по: Зотин, 1981] По оси абсцисс - палеонтологический возраст, лет, х106; по оси ординат - интенсивность внутриклеточного дыхания (энергообразования) мВт. 1 - простейшие, 2 - ракообразные, 3 - моллюски, 4 - рыбы, 5 - пресмыкающиеся, 6 - сумчатые, 7 - зайцеобразные, 8 - хищники, 9 - птицы, 10 - парнокопытные, 11 - высшие приматы.

Биологический смысл этого процесса состоит в увеличении мощности внутриклеточного энергообразования, а следовательно, и величины активного обмена, обеспечивающего полноту приспособительных реакций. Таким образом, ясно, что прогрессивная эволюция живого связана с усилением интенсивности энергообразования организмов. Физический же смысл прогрессивной эволюции заключается во все большем удалении от состояния равновесия, от состояния той первичной среды, в которой возникли первые живые системы. Итак, возрастание активного обмена, или интенсивности энергообразования, — итоговая мера прогресса.

Наиболее полное представление о жизни как процессе пополнения энергии и о воздействии пополненной энергии на неживую природу было развито создателем биогеохимии В.И.Вернадским. По его мнению, всегда существовало и существует „резкое, материально-энергетическое различие" между живым и неживым („косным") телом. „Вещество биосферы состоит из двух состояний, материально-энергетически различных, — живого и косного. Живое вещество, хотя в биосфере материально ничтожно, энергетически оно выступает в ней на первое место" [Вернадский, 1988. С.172].

Весьма своеобразные взгляды на источники и характер энергии, обеспечивающие функционирование живых систем, на применимость к ним второго начала термодинамики высказаны Э.С.Бауэром. Им сформулирован принцип „устойчивого неравновесия": именно непрерывное термодинамическое неравновесие — кардинальное отличие живого от неживого. Исходя из этой посылки автор сформулировал основной закон биологии: „Все и только живые системы никогда не бывают в равновесии и исполняют за счет своей свободной энергии постоянно работу против равновесия, требуемого законами физики и химии..." [Бауэр, 1935. С.43].

Но ведь и неживые системы иногда обнаруживают признаки неравновесного состояния. Однако если в неживых системах причиной их неравновесия является влияние внешней среды, то в системах живых, в организме такая причина заключена в нем самом, в его внутренней энергии. Это не значит, что живая система не нуждается в энергии извне. Но внешняя энергия, поступающая, например, с пищей, трансформируется в специфическую энергию химических соединений, аккумулируется и способна производить работу, обеспечивая неравновесное состояние, иными словами — жизнеспособность. Эта специфическая энергия, присущая только живым системам, представляет собой энергию фосфатных связей. „АТФ, — пишет М.И.Сетров [1971], — является специфическим „горючим" организма, а ее свойство накапливать энергию в макроэргических связях обнаруживается как универсальная энергетическая функция всего организма в целом" (С.185).

Таким образом, биологический субстрат, обеспечивающий неравновесное состояние биосистемы жизнь, его энергетическая количественная характеристика могут служить основой для оценки жизнеспособности, устойчивости к внешним воздействиям. Итак, основное условие существования всего живого на Земле — возможность поглощать энергию из внешней среды, аккумулировать ее и использовать для осуществления процессов жизнедеятельности.

Чем выше доступные для использования резервы биоэнергетики, тем организм жизнеспособнее, ибо жизнь поддерживается тратой энергии. Работа многочисленных клеточных насосов, определяющих распределение между клеткой и средой электролитов, неэлектролитов и макромолекул; разнообразные процессы всасывания, выделения и внутриклеточного обмена; синтез белков, необходимых для клеточной регенерации, и т.п. — все это сопровождается энерготратами на всех уровнях.Это и энергия сокращения мышечного волокна, и энергия нервных импульсов, и энергия, идущая на синтез секрета железистой клетки, и т.п. При этом отмечается одна важная закономерность: чем мощнее аппарат митохондрий, являющийся субстратом энергопотенциала клетки, тем больший диапазон внешних воздействий она способна выдержать и восстановить свою структуру [Адо, 1975; Василенко, 1980; Меерсон, 1981; Агаджанян, 1986].

На органном уровне отмечена та же закономерность: чем меньше резерв энергии, тем значительнее и быстрее проявляется влияние на орган экстремального воздействия в виде нарушения гомеостаза. Способность мобилизовать энергетические ресурсы органов, систем, всего организма — первое условие срочного его приспособления к воздействию экстремальных факторов. Все основные компоненты реакции стресса: усиление секреции АКТГ и кортикостероидов, гиперплазия коры надпочечников и даже образование язв в желудочно-кишечном тракте (мобилизация белков в целях глюконеогенеза) — являются звеньями срочной адаптационной реакции, направленной на мобилизацию энергетического потенциала.

Исходя из того, что каждый атом кислорода для образования молекулы воды требует двух атомов водорода и двух электронов, подсчитано, что в каждую минуту во всех клетках тела человека с молекул усвоенных пищевых веществ через ферменты дегидрогеназы и цитохромы на кислород переходит 2.86 * 1022 электронов при среднем его потреблении 264 мл/мин, т.е. суммарная сила тока достигает 76 А. При этом возникает эдс, равная 1.13 В. Таким образом, средний расход энергии в 1 мин составляет 76 • 1.13 = = 85.88 Вт, или 5152.80 Дж/мин. Именно это количество энергии взрослый человек генерирует и расходует для поддержания жизненных процессов за 1 мин в состоянии покоя. Но эта „биологическая батарея" способна при необходимости многократно (в 15-20 раз) увеличивать количество генерируемой энергии, используемой для различных проявлений жизнедеятельности. И чем больше образование энергии на единицу массы тела организма, тем эффективнее осуществляется биологическая функция. Не это ли путь к количественной характеристике биологического совершенства биосистемы, иными словами — к количественной оценке жизнеспособности, уровня соматического здоровья индивида?

Оглавление

Назад

Продолжение

В начало страницы

 



Проблемы современной медицины | | Традиционная медицина | | Гомеопатия | | Гомотоксикология | | Акупунктура | | Інформационная медицина | | Психотерапия, Психоанализ, НЛП | | Санология, Валеология, Технологии здоровья | | Биоритмология, Хрономедицина | | Антропософская медицина | | Медицинские изюминки | | Обучение | | Публикации | | Медицинские центры | | Врачебные общества | | Наши партнеры | | Консультации | | Врачи | | Фотогалерея |

 Александр Задорожный, дизайн Дмитрий Шутко.
Ukrainian Russian