Романов - Биологическое действие вибрации и звука - 1991 (947298), страница 24

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 24)

Этим свойством обладают живые системы всех уровней организации — от клеток простейших до человека. Чем же достигается эта биологически целесообразная реакция на действия факторов внешней среды? Судя по характеру этих реакций, укажем на трн способа, с помощью которых достигается реакция самозащиты: 1) в ответ на действие того или иного фактора, как первичная реакция, повышается резистентность системы в результате активации метаболизма; 2) устойчивость (резистентность) системы повышается в результате способности к адаптации; 3) целостность системы (клетки, организма) сохраняется в результате способности поврежденных функциональных частей организма к репарации.

Все эти пути повышения жизнеустойчивости живых систем к действию различных, в том числе и экстремальных, факторов в настоящее время являются предметом интенсивных исследований, для обзора которых требуется уже специальная монография. В нашу задачу не входит анализ механизмов, с помощью которых жизнь защищает себя, повышая устойчивость организмов, укажем лишь на некоторые особенности этого явления. Вероятно, все живые объекты, при прочих равных условиях, обладают своей исходной, только нм присущей резнстеитностью, как надо полагать генетически заданной. По мере усложнения биологических структур появились новые способы повышения устойчивости к действию неблагоприятных факторов среды.

К ним относятся бесконечные морфофункциональные приспо- ы2 собления, Поверхности организмов защищаются от механических повреждений, действий химических веществ, температуры и т. п. Живая материя обладает могучей силой — и не только для сохранения своего бытия! Пользуясь антропоморфной терминологией, можно сказать, что этот вид материи (жизнь!) стремится завоевать пространство. Жизнь за ничтожно малый геологический период стала самой мощной геохимической силой планетарного масштаба. Биосфера, по мнению академика В.

И. Вернадского, это активная форма материи. И действительно, одна бактерия, например за 4, 5 сут, может дать ! О" поколений с массой, равной океану. Способы размножения, сохранения потомства, сохранения своего бытия с помощью периодического анабиоза — все это вырабатывается в процессе эволюции для повышения устойчивости к экстремальным факторам, для самосохранения живой материи. И еще один биологически ие менее значимый способ защиты жизни от губительного действия внешних факторов — это способность к репарации, самопочинка поврежденных деталей.

Мысль о возможности репарации одним из первых была высказана нашим соотечественником В. П. Парибоком. Речь шла о репарации поврежденных участков ДИК ионизирующими излучениями. Суть дела, конечно, не в том, чем повреждена та или иная система, а в способности к самоизлечению, в восстановлении утраченных структур и функций. Все каналы повышения устойчивости (выносливости) к действию повреждающих факторов свидетельствуют о способности этого вида материи (живой), по крайней мере в пределах нашей планеты, преодолевать препятствия, интенсивно завоевывая пространство, преобразуя лик Земли.

По мнению академика А. А. Ухтомского, возбудимые ткани, как вероятно и все живые системы, функционируют не на пределе своих возможностей, а в определенном оптимуме, что энергетически более выгодно. В живых системах всегда сохраняется возможность в случае необходимости повысить уровень функциональной активности. Так что вслед за первым раздражением возникает ответная реакция, направленная на стимуляцию соответствующих процессов (напрнмер, метаболическнх), которые в случае повреждения обеспечивают устойчивость объекта к последующим, более ыз око тго тго тоо Рис. 10. Двухфазное изменение АТФаз- ной активности. По оси абсцисс — продолжительность вибрации (мии); оо оси ординат — активность (Ж).

сильным раздражениям. Следовательно, первичное раздражение стимулировало способность выдержать более сильное последующее раздражение, Но эта стимуляция, как показано в школе Введенского — Ухтомского, должна быть оплачена дополнительной энергией за счет активности метаболнческих процессов. Раздражение, способное вызвать активацию метаболизма, и соответственно повысить резистентность, обычно обозначают термином «стимуляция».

Явление стимуляции в биологии уже хорошо известно и наблюдается на объектах всех уровней организации от клетки до организма животных и человека. Важно при этом подчеркнуть, что стимуляция как реакция на раздражение не зависит от природы раздражителя. Она может быть вызвана самыми различными физико-химическими факторами внешней среды. Известный радиобнолог А. М. Кузин (1977) приводит обширную сводку данных о стимулирующем действии даже таких, казалось бы особо биологически опасных, факторов, как радиация. Реакция живых объектов на раздражения носит двухфазный (рис. 10), иногда даже ритмический характер (рис.

11). Одна из фаз этой реакции и является фазой стимуляции, она может быть и в начале реакции, но может быть и в другие периоды действия раздражи- 114 тоо ь тро В тгп $ топ я оо ~ ~оо рп Рис 11. Изиенеиня АТФазной аитнвно- стн при возрастании внбраиии. По осо ибсяисс интенсивность; оо оси ординат — А ТФазная активность (оь1 теля.

Это зависит от интенсивности и длительности его действия. Содержанием понятия стимуляция являются: активация биологических процессов, повышение устойчивости (резистентности) объекта, репарация структурных нарушений. Стимуляция — это неотъемлемое свойство только живой материи. В процессе эволюции оно приобрело многообразные формы своего проявления.

Этот бесценный дар природы и должен быть использован в борьбе за биологическое благополучие человека, При оценке взаимоотношений объекта с раздражителем необходимо иметь в виду наличие так называемого оптимума раздражения. Речь идет о таком по интенсивности и продолжительности раздражении, реакция на которое биологически целесообразна и даже необходима. Мы уже отмечали, что из бесконечного спектра всех видов энергии рецепторы человека воспринимают лишь ничтожно малую область этих спектров. В общебиологическом аспекте это и есть оптимум раздражений для живой материи на нашей планете. Разумеется, в индивидуальной жизни особи (в том числе и человека) формируется свой оптимум раздражения, обеспечивающий его биологическое благополучие.

Раздражители вне оптимума, например сверх- 115 мощная какофония звуков рок-музыки, могут вызвать лишь патологию. Напротив, природные звуки — шум дубрав, гомон птиц, звуки речи — являются необходимым, обязательным компонентом человеческого бытия, это его извечные спутники в процессе эволкщии. Итак, судя по литературным данным о биологическом действии самых различных по своей физико-химической природе факторов, складывается убеждение, что все, именно все факторы так называемой внешней среды, в условиях действия которых, или, лучше сказать, при взаимодействии с которыми существует жизнь,— являются стимуляторами ее процессов.

С биологической 1энергетической) точки зрения едва ли целесообразно на каждый из действующих факторов внешней среды вырабатывать отдельный механизм повышения резистентности. Скорее, следует предположить, что взамен всех видов раздражения в процессе эволюции должен быть создан механизм (способ, инструмент), повышающий устойчивость тканей к повреждающим действиям любого фактора. В своих исследованиях мы пришли к выводу, что одним из таких «инструментов» является биологически активное вещество тироксин, гормон щитовидной железы. Общий итог наших исследований заключается в следующем: 1) под влиянием тнроксина резистентность мышц к высокой температуре повышается; 2) повышается способность клеток освобождаться от чуждых нм веществ; 3) повышается интенсивность дыхания; 4) реакция на тироксин носит двухфазный характер.

Несомненно, в процессе эволюции н на различных уровнях организации живых структур, конечно же, вырабатывалнсь все новые н новые формы самозащиты, формы борьбы за свое бытие. И действительно, живые структуры в процессе эволюции создали обширный арсенал средств и механизмов для защиты от вредных воздействий, таких как тироксин, пенициллин, естественные антибиотики, различные формы иммунитета. За последние два с лишним десятилетия найден и интенсивно изучается еще один (и, надо полагать, не последний) мощный биологически активный фактор— интерферон. Этот фактор, вероятно, видоспецифичен н способен защищать организм не только от разрушающего действия вирусов, но, может быть, н от дру- гих факторов, угрожающих целостности и жизни данного объекта. Живое вещество располагает бесчисленными формами адаптации: от моментальных реакций повышения метаболической активности до крайнего ее подавления (диапаузы; анабиоз, имитирующий смерть), позволяющего тысячелетиями сохранять жизнь.

Все подчинено основному биологическому закону — быть) Способ репродукции, дающий возможности в считанные часы покрыть планету живым веществом, также является проявлением основного биологического закона. Рассматривая под этим углом зрения явления жизни, становится в особенности понятной гениальная мысль нашего соотечественника академика В. И. Вернадского, что живое вещество — это активная форма материи, именно активная, способная преобразовывать не только лик нашей планеты, но, вероятно, и другие миры Вселенной.

Как видит читатель, вопрос о биологической стимуляции о резистентности, способности выдержать натиск сверхвысоких скоростей, сверхвысоких мощностей, которые принес цам ХХ век и научно-техническая революция, — этот вопрос является фундаментальным в биологии. Было бы крайне интересно составить такой каталог возможных средств, которыми пользуется живая материя, преодолевая всевозможные препятствия. К сожалению, мы не располагаем подобными данными и предлагаем читателю лишь общий принцип реакции на действие раздражителя любой природы. Этим введением нам хотелось показать, что жизнь, ее различные формы существования (в том числе человек) обладают обширным арсеналом способов «постоять за себя», противостоять пагубному действию самых различных факторов внешней среды, в том числе (что нас особенно интересует в данном случае) действию вибрации и звука.

Характеристики

Список файлов книги