Юрий Павлович Копьев
Закономерность построения биологического процесса адаптации у животных и человека к экзогенным антигенам и естественная система общих физиологических элементов организма: монография
Основная задача системы саморегуляции организма – обеспечить адаптацию своего существования к условиям внешней среды. Адаптация – процесс приспособления строения и функции организма и его органов к условиям среды обитания.
Процесс адаптации в организме требует согласованной деятельности всех клеток, тканей и органов. Эта согласованность достигается в организме при помощи общей системы регуляции, включающей две специализированные системы: неспецифическую (ЦНС, эндокринные органы и др.) и специфическую (фагоциты и др.). Неспецифическая система регуляции осуществляет контроль над гомеостазом, а специфическая система – над иммунным надзором.
Изучая многообразие морфологических признаков структур организма, закономерно возникает мысль: объединить их в группы и по признаку функционального сходства. Предлагаемая автором систематика при рассмотрении каждого внутреннего фактора делит их на части – виды, отличающиеся друг от друга по значению, форме и функциям, которые они выполняют в системе саморегуляции. Система помогает не только определить место и уровень эволюционной сложности, но и свойства специализации их адаптивной специфичности. Так, если на схеме в каждой горизонтальной группе видовых факторов расположить их в порядке ступенчатого возрастания сложности эволюционных уровней, то оказывается, что они проявляют при этом качественно новые свойства специализации своих функций. С увеличением эволюционной организации того или иного фактора усложняется роль коррелятивности. Иммунофизиологическая корреляция – взаимозависимость всех факторов живой системы организма, определяющих структурную динамику процесса заболевания при организации адаптации к тому или иному патогену внешней среды.
Каждый иммунофизиологический фактор сугубо индивидуален, но все вместе в процессе эволюции они составляют закономерный переход преемственности этих индивидуальностей. Иммунофизиологическая эволюция факторов внутренней среды живого макроорганизма в направлении совершенствования специализации уровней видовой специфичности проходила многоэтапно.
Живой организм есть единый ансамбль, единая система, которая состоит из бесконечного числа входящих в неё элементов, начиная от внутриклеточных структур и кончая макроорганными системами живого тела. Свойства живой системы отличаются от свойств отдельных клеток взаимной синхронизацией излучений, составляющих систему клеток (принцип резонансной синхронизации).
Любой организм представляет собой систему, не только связанную со средой, но и обособленную от неё. Поддержание «постоянства» своей среды связано с тем, что живой организм – саморегулирующая система. Живая система, представляя собой многоуровневое объединение в процессе эволюции специализированных клеток, органов и систем органов, организует централизованную живую систему, целостность которой сохраняется благодаря взаимодействию частей. Исследованием взаимодействия внутренней среды организма с внешней средой занимается специальный раздел науки – физиология. Но специальный раздел науки приобретает необходимое название только при условии создания соответствующей системы между всеми его элементами. Автор на основании изучения живой системы предлагает свой взгляд на создание общей физиологической систематики. Живая система характеризуется не только обменом веществ и энергии, но и обменом информации. Особенность сложной системы кибернетической саморегуляции организма – единство центрального и автономного управления. Саморегуляция сложных адаптивных явлений, характерная для всех уровней управления живой системы, обеспечивается автономными механизмами, пока не возникают такие возмущения, которые требуют вмешательства центральных (резервных) механизмов управления. У сложных явлений свои законы, и, чтобы понять их, недостаточно знать подоплёку составляющих их элементарных явлений и взаимодействий. Кружево сплетено из нитей, но знать свойства нитей – еще не значит понимать его узор.
Рассмотрим на схеме № 2 блочную систему управления, которая объясняет принцип строения структурно-функциональной самоорганизации системы иммунных и физиологических факторов живого организма, объединяющей факторы организма в особые группы, по признакам функциональной специализации и специфичности. Система факторов выстроена таким образом, что раскрывает кибернетическую упорядоченность взаимосвязей между специализированными группами по признаку их иммунологического и физиологического сходства. Все иммунные и физиологические факторы, способные влиять на жизнедеятельность организма, можно разделить на две основные группы: система управления (регуляции) и объект управления (система исполнения). Функциональное взаимодействие между регулирующими и регулируемыми факторами – основа кибернетического процесса. Управляющая система, как главный агент системы саморегуляции, всегда на переднем плане контролирующей деятельности внешней среды и собственного гомеостаза. При их нарушениях управляющая система воздействует на систему исполнения. Информация о состоянии системы исполнения по каналам обратной связи вновь воспринимается и корректируется. При этом иммунофизиологическая система с управлением может одновременно иметь также каналы связи с окружающей средой.
Состав общей системы адаптивного управления живой системы организма сложный. Известны две формы регуляции, осуществляющие адаптивный контроль: специфическая (наследственная) и неспецифическая (ненаследственная). Специализация регуляторной деятельности специфической (наследственной, т.е. иммунной) системы – иммунный контроль, а неспецифической (ненаследственной, т.е. нейрогенной) – контроль гомеостаза и активация регуляторных физиологических элементов. Благодаря специализации в разновидностях регуляторной специфичности, отдельные части живой системы организма взаимодействуют как единое целое против антигенов внешней среды. Возникновение устойчивых связей между физиологическими и иммунными реакциями, при которых происходит последовательная смена самозащитных функциональных состояний, приводит к организации более сложной патогенетической структуры при том или ином процессе иммунного приспособления. Описание автором системы факторов иммунофизиологической саморегуляции изложено в нижеследующих частях рукописи.
Система каждой формы управления состоит из набора взаимосвязанных подсистем со специализированной специфичностью функций управления организмом. Вопрос о специализации регуляторной специфичности среди факторов внутренней среды чрезвычайно важен для развития представлений о разновидностях взаимодействий между органами управления с исполнительными структурами. Данные исследования приводят к таким результатам, в которых выясняется значение не только специализация видов специфичности среди регуляторных факторов, но и сроков их реагировании в живом организме. Эти особенности способствуют возникновению всех многообразий кибернетической саморегуляции в целом организме.
Установление кибернетической зависимости между иммунными и физиологическими факторами живой системы организма стало возможным благодаря появлению представлений об общей системе адаптивного надзора, состоящей из 3 основных групп регуляторных факторов, которые по своему назначению отличаются специализацией в специфичности реагирования: а) факторы срочного неспецифического реагирования, главным дирижером которых является нервная система; б) факторы раннего иммунного реагирования (фагоциты), имеющие общеспециализированные свойства специфичности против антигена; в) факторы позднего иммунного реагирования (антитела), обладающие селективно-специализированными специфическими свойствами против антигена. Общей особенностью всех видов факторов регуляции является то, что они действуют в одном направлении – адаптация организма. Общая система факторов в системе иммунофизиологического надзора необходима для согласованного взаимодействия отдельных функциональных факторов или их комплексов в цепи адаптационного процесса при любом заболевании. Основная цель общей системы органов управления – охрана биологической индивидуальности каждой отдельной особи живого организма. Возможность появления связей между органами специфической и неспецифической регуляции способствует возникновению программированного развития процесса адаптации к любым внешним изменениям. Органы неспецифической регуляции способом изменения энергетической информации обеспечивают ненаследственное постоянство функциональных признаков в строго определенных рамках режима работы в живом организме: температурный, водный, солевой, энергетический и др. виды режимов работы (гомеостаз). Органы системы общей специфической специализации реагирования (генотип) контролирует постоянство наследственных признаков реагирования двумя способами. Система общей специализированной специфической регуляции способом фагоцитоза, действуя против широкого спектра инфекционных и неинфекционных факторов внешней среды, имеют ограниченную эффективность действия против высокоорганизованных антигенов. В резервных случаях действует селективно-специализированная система регуляции, которая действует способом антителообразования. Таким образом, следует утверждать, что под влиянием эволюции у живых организмов появилась общая система иммунофизиологической регуляции, которую можно представить в виде комплекса из трех блоков управления, факторы которых отличаются сроками и специализацией специфичности реагирования.
Рассмотрим общие функциональные характеристики основных факторов системы саморегуляции организма. Под факторами системы саморегуляции организма подразумеваются элементы структур или совокупность структур со сходными признаками функциональной специализации.
Начнем с системы факторов неспецифического реагирования. Факторы неспецифического реагирования стимулируют адаптивную деятельность общей физиологической системы в рамках сохранения гомеостаза, поэтому автор выделил их в особую форму – неспецифическая форма адаптивного надзора (НФАН). Система сходных по признакам факторов, составляющая неспецифическую форму реагирования, расположена в левом верхнем углу схемы. При рассмотрении состава системы факторов неспецифической регуляции можно заметить, что она состоит из трех эволюционных уровней подсистем (система в системе). Это – клеточная мембрана (внутриклеточный неспецифический регулятор), клетки нервной и эндокринной систем (клеточный уровень), ЦНС и эндокринные органы (высшие системные уровни неспецифической регуляции), межсистемное взаимодействие ЦНС с эндокринными органами. Как видим, регуляторная неспецифическая система организма представлена тремя уровнями эволюционных образований. С увеличением их уровня в эволюционной иерархии физиологические свойства факторов неспецифической регуляции повышаются. Комплекс свойств факторов НФАН определяется всей иерархией структур, включая нижние (клеточная мембрана) и самые верхние этажи (ЦНС и др.). Ясно, как трудно приходится в этих условиях теоретику. НФАН – это сложная система, которую следует изучать, постепенно переходя с одного уровня усложнения к другому (карабкаясь по этажам иерархии) и соответственно обобщая и огрубляя используемые понятия. Каждая разновидность факторов неспецифической регуляции представляет собой самостоятельную единицу интеграции и отличается силой энергетического взаимодействия.
Какими свойствами обладают факторы НФАН? Основная особенность всех факторов неспецифического реагирования – способность к кооперативному взаимодействию между собой. Фундаментальная характеристика сходных признаков функционального комплекса неспецифических факторов – превращение энергии внешнего раздражителя в энергию факторов НФАН. Изменение уровней силы и объема биологической энергетики (энергетической возбудимости) факторов НФАН играет основную роль в стимуляции адаптированной деятельности других факторов организма. С расположением неспецифических факторов в порядке возрастания эволюционного уровня развития растет сила их энергетического потенциала. Здесь эволюционной точкой отсчета для факторов неспецифической формы адаптивного надзора (НФАН) автор подразумевает следующие виды эволюционной преемственности: клеточная мембрана (1-й эволюционный уровень энергетического потенциала), нейроны и эндокриноциты (2-й эволюционный уровень энергетического потенциала), ЦНС и эндокринные органы (3-й эволюционный уровень энергетического потенциала), а также их межвидовые связи, которые формируют стресс (например, взаимодействие между ЦНС и надпочечником – 4-й эволюционный уровень энергетического потенциала). Биологическая эволюция системы факторов неспецифической регуляции совершенствовалась благодаря развитию рефлекторных возможностей ЦНС. Эволюционная преемственность показывает периодичность изменений свойств факторов в зависимости от уровня их биологического развития. Наибольшего совершенствования система факторов НФАН достигла у более развитых форм животного мира.
