Адаптация, память и гомеостатическая мощность биосистем определяют наличие и характер их реакций Загускин Сергей Львович, доктор биологических наук, академик МАЭН, член Проблемной комиссии по хронобиологии и хрономедицине РАМН, член лазерной ассоциации Лаборатория хронобиологии НИИ физики Ростовского государственного университета 344022, Ростов-на-Дону, а/я 3408, т. (8632)-227765, факс (8632)-434044, E-mail: zag@ip. rsu. ru
«Во всем царит гармонии закон, и в мире все суть ритм, аккорд и тон» Дж. Драйден «В числе основных законов мира необходимо поставить закон периодичности или ритма» В. М. Бехтерев «Основные проблемы патологии - это проблемы живой клетки» «Понимание динамики протоплазмы могло бы объяснить действие различных физических и химических факторов» «Сама природа ответного механизма требует, чтобы блокировать чрезмерно сильную реакцию и обращение коллоидных изменений» « Кортикальный слой восстанавливает утерянный им кальций, а протоплазма внутри клетки вновь приходит в более жидкое состояние» «Возможно ли при помощи циклических коллоидных изменений понять ритмические процессы, происходящие, например, при сердечных сокращениях? » Л. Гейльбрун, 1957 г.
РИТМЫ ЗОЛЬ-ГЕЛЬ ПЕРЕХОДОВ В КЛЕТКЕ КАК АКЦЕПТОРЫ И РЕЦЕПТОРЫ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ Физические воздействия ? Первичные акцепторы Энергетический обмен клетки Са депо t°C, р. Н, Росм Н 2 О Гель Кровоток Химические воздействия 1 О Золь Саi Pm МП 2 Биосинтез Рецепторы клеточной мембраны ЦН Функция Прямые функциональные связи, Обратные связи, Энергетические связи
«Внутриклеточная подвижность имеет универсальное биологическое значение, являясь существенным инструментом регуляторных процессов» Г. М. Франк, 1962 г. « Структурная подвижность может быть мощным регулятором интегративной функции клетки в целом» Г. М. Франк, 1970 г. « Два зрелища меня неизменно восхищают и волнуют: танец маленьких лебедей и делящиеся хромосомы» « Выход один – создавать машины, которые могли бы вместо человека «смотреть» в микроскоп» « Пройдет немного времени, и автоматы-анализаторы живых структур совершат в биологии такой же переворот, какой около 300 лет назад произвел микроскоп» « Эпоха машинной биологии не за горами» Г. М. Франк
Дифференциальная интерферометрия живого нейрона. Регистрация ритмов агрегации ретикулюма (золь-гель структур)
Нервная клетка механорецептора речного рака. Регистрация электрической активности, потребления кислорода, агрегации митохондрий, биосинтеза белка и других структурно-химических ритмов мышцы р. О 2 электрод З нерв Тело нейрона З ганглий аксон 70 мкм Камера на столике микроскопа З- зажимы З
Интерферометрия живого нейрона с полным раздвоением изображения. Регистрация ритмов содержания белка (сухого веса) в покое клетки и при физических воздействиях Фотоэлектрический метод: Ф 0 -Ф 1=А{cos 2φ-Lcos 2(φ-Δ/2)}+M Фотографический метод: (S 0 -S 1)/γ=lg{cos 2φ/Lcos 2(φ-Δ/2)}-M
Увеличение амплитуды ритмов зольгель переходов при облучении лазером и стимуляции энергетики клетки Зонд А В В 1 2 С А-Метод микрокиноденситографии В- агрегаты митохондрий С- увеличение амплитуды колебаний агрегации-дезагрегации митохондрий (оптической плотности 1 -2) и уровня золя относительно геля (разжижения цитоплазмы) при стимуляции сукцинатом натрия (или лазером) энергетики клетки.
Синхронные колебания энергетического обмена и биосинтеза в клетке Ядро Д Я Я Д А Околочасовые ритмы (средний период около 30 мин) белка в разных зонах клетки: Д - между дендритами и ядром, Я - в зоне ядра, А - между ядром и аксонным холмиком по поглощению при 265 нм. Калибровка: оптическая плотность - 0, 1, время - 30 мин. Аксон Прижизненная интерферометрия одного и того же нейрона в фазе снижения содержания белка околочасового ритма (слева) и в фазе его увеличения (справа). Видно изменение сдвига фазы волны света над ядром тела нейрона на уровне двух ядрышек и отсутствие изменений в участке отходящего вниз аксона.
Энергетическая зависимость возбудимости нейрона и пластическое закрепление его адаптации А А Частотограмма импульсной активности нейрона при раздражении с периодом 5 мин. Видно быстрое снижение возбудимости с начала раздражения и быстрое триггерное восстановление возбудимости через 90 мин. Б Б Прижизненная ультрафиолетовая цитоспектрофотометрия нейрона. Графики колебаний поглощения при длине волны 265 нм в указанных на схеме участках тела нейрона. Видно первичное увеличение поглощения (увеличение концентрации РНП) в участках над ядром и постепенная фазовая синхронизация с ними колебаний поглощения в других участках клетки в направлении к аксону.
Фазовый гель-золь переход с потреблением энергии на границе тела клетки и аксонного холмика А С А- прижизненная морфометрия нервной клетки В (метод дифференциальной интерферометрии), В- «барьер» митохондрий на границе сомы и аксонного холмика нейрона при его торможении С- изменение отношения диаметров сомы и аксонного холмика-(САИндекса), определяющего декремент генераторного потенциала и изменение частоты импульсной активности
Различие при импрегнации серебром морфологии золь-гель структур в цитоплазме и в ядре нервной клетки, зафиксированной в состоянии покоя (П), импульсной активности, вызванной постоянным умеренным в течение 20 мин (В-20 мин) или ритмическим сильным раздражением в течение 2 мин (БР-2 мин) П В-20 мин БР-2 мин Окраска на ДНК по Фельгену
Рентгеноспектральный (электронно-зондовый) микроанализ химических элементов в инфузории и цитохимический анализ магния в теле нейрона и в нервных волокнах речного рака
А- Частотограммы импульсной активности нейрона. Вызванные колебания имеют период в 6, 10 и более раз больший, чем ритм раздражения с Т=0, 5; 1; 2; 11 и 29 с. В- вызванные медленные ритмы можно подавить другой частотой раздражения. С- раздражение с Т=0, 5 с вызывает колебания частоты, синхронизацию золь-гель переходов, колебаний Са цитозоля и возбудимости нейрона с большей амплитудой, чем раздражение с Т=29 с. Д- Осциллограммы импульсной активности нейрона при выработке временной связи на подпороговое электрическое раздражение и подкреплении адекватным механическим раздражением А Д С В
Зависимость функциональных и биосинтетических реакций клетки от фазы энергообеспечения % D А d имп/с 1 2 30 60 90 МИН. Б среднего поглощения (D) при длине волны 265 нм в теле нейрона при возбуждении. Снижение d означает увеличение золя относительно геля при уменьшении агрегации митохондрий и ретикулюма и сответствует увеличению концентрации РНП. Б Частотограммы импульсной активности 20 с. имп/с А Колебания микрогетерогенности (d ) и С нейрона при разражении с частотой 1/с. 1 - после предварительной активации энергетического обмена умеренным возбуждением в течение 10 мин. 2 - сразу после увеличения исходной частоты без активации энергетики. C Частотограммы импульсной активности симметричных нейронов в фазе повышения энергетического обмена и в фазе снижения энергообеспечения. Порог реакции ниже, а блок импульсации наступает при большей силе раздражения, если энергия выше.
Зависимость направленности реакции клетки (объема, агрегации ретикулюма и золь-гель структур) от исходного уровня ее энергетики (фазы биоритма +Е или - Е) +Е +Е -Е -Е При исходно высоком энергетическом обмене (+Е) увеличивается объем клетки и уровень золя относительно геля, агрегация ретикулюма и концентрация кальция в цитозоле уменьшаются.
Частотограммы импульсной активности нервной клетки механорецептора рака при изолированном воздействии ИК лазером (пунктир) и сочетании его с адекватным (сплошная линия) раздражением с периодом 29 с. Появление медленных с периодом Т= 2 -3 мин. колебаний частоты импульсов в ответ на лазерное облучение Т=29 с и сохранение их в последействии. Сочетание лазерного и адекватного механического раздражения с тем же периодом. Каждое механическое раздражение вызывает увеличение с тем же периодом частоты на 4 -5 имп/с. Снова изолированное лазерное воздействие вызывает более частые колебания частоты (и возбудимости) с меньшей амплитудой. Изменение периодов колебаний частоты импульсов отражает изменение ритмов фазовых золь-гель переходов и ритмов концентрации кальция в цитозоле с сохранением в последействии.
Выработка временной связи на одиночном изолированном нейроне после усиления его энергетического обмена 1 2 3 4 1 - частотограмма импульсной активности нейрона при действии исходно подпорогового электрического (лазерного) воздействия (пунктирная отметка) и подкрепляющего механического раздражения (сплошная отметка), 2 - сочетанное воздействие, 3 - после прекращения подкрепляющего механического воздействия видны ответы на только одно электрическое раздражение и следовые колебания средней частоты после прекращения обоих видов раздражения, 4 - ответы нейрона на включение только ранее подпорогового электрического воздействия
Физико-космический уровень (надбиосферный) x 5 z 4 y 4 ФСОБ w 4 v 4 z 3 ФСРО y 3 Семьи, стада v 3 ФСО y 2 z 1 PКК y 1 ОКК z 0 x 4 u 4 k 4 Биоценозы w 3 z 2 Ансамбли k 5? p 5? u 5 x 3 w 2 v 2 x 2 u 3 k 3 Организмы u 2 k 2 Клетки w 1 v 1 x 1 m 4 p 4 l 4 k 1 БСРЦ u 0 v 0 w 0 ЗОНЫ БИОМЫ r 4 s 3 m 3 l p 3 3 m 2 p l 2 2 p 1 Консорции Популяции r 3 s 2 ОРГАНЫ ТКАНИ s 1 r 2 РМК m 1 u 1 Основные уровни: Биосфера, Биоценозы, Организмы, Клетки, БСРЦ-биосинтетические s 4 Биосфера ФСРБ Уровни эволюционной интеграции биосистем l 1 ОМК s 0 r 0 Гены, вирусы Физико-химический уровень (предбиологический) r 1 саморедуплицирующиеся циклы золь-гель структур Промежуточные функциональные уровни: ФСРБфункциональные системы разнородных биоценозов, ФСОБ - функциональные системы однородных биоценозов, ФСО-функциональные системы организма, РККразнородные компартменты клетки, ОКК-однородные компартменты клетки. Промежуточные структурные уровни: РМК-разнородные микроструктуры клетки, ОМК -однородные микроструктуры клетки. Энергетические потоки на: x, y, z-функциональные и p, r, s-структурные изменения u, v. w-параметрическую регуляцию функции, k, l, m-параметрическую регуляцию структуры.
До лечения После лечения Больной П. , группа К 2 Больной К. , группа К 1 Суточный график ЧСС Тахограммы Больной Г. , группа О 1 SDNN r. MSSD Суточный спектральный анализ R-R интервалов ЭКГ p. NN 50 Почасовые графики
Различие показателей ЭКГ 5 -ти минутных записей одного и того же пациента З. , 63 г 17. 12. 2002 г в 16 час. 07 мин. (слева) и в 16 час. 50 мин. (справа) Индекс 73% Вы в прекрасной форме Индекс 39%- Вам следует обратить внимание на свое здоровье
До лечения После лечения Фрактальная размерность R-R интервалов ЭКГ Индекс Херста Нормированный показатель Фишера
Критерии оптимальности параметров квантовой (лазерной) терапии Оптимальны параметры только в режиме биоуправления. Факторный анализ значений Ес, Т, S, λ не корректен из-за неаддитивности реакций ответа. Биорезонанс возможен только при многочастотной биоритмологической биосинхронизации.
Зависимость знака ответной реакции от исходного состояния и фазы ритма энергетики клетки, ткани, органа, организма Качели энергообеспечения Ян Инь Вдогонку Фаза увеличения кровенаполнения = увеличение биосинтеза Навстречу Фаза снижения кровенаполнения = деструкция
Соотношение 1 -2 -3 глубин амплитудной модуляции физиотерапевтического воздействия меняют в зависимости от характера патологии (гипоксия, артериальная или венозная гиперемия) и наличия дисбаланса артериальной и венозной частей капиллярного русла 1. Тремор 7 -13 Гц систола сердца 2. Пульс 3. Дыхание вдох диастола выдох Суммарный сигнал (1, 2, 3) биоуправления
АППАРАТ БИОУПРАВЛЯЕМОЙ КВАНТОВОЙ ХРОНОТЕРАПИИ «РИКТА-05» • Хронодиагностика и контроль состояния пациента во время сеанса хронотерапии с биоуправляением по отношению частоты пульса (ЧП) к частоте дыхания (ЧД). • Норма: 3<ЧП/ЧД <5. • Датчик пульса Терминал: 8 красных, 1 ИК лазер, магнит Датчик дыхания Дисплей: ЧП, ЧД, ЧП/ЧД, биотаймер, 1 -4 режим • • Режим 1 -4 : разные соотношения глубин модуляции по сигналам пульса, дыхания, тремора. С учетом скорости пульсовой волны и места патологии вводят задержку по сигналу пульса. При воздействии в проекции миокарда включают реверсию знака сигнала пульса.
Выводы: «Привычка свыше нам дана, замена …… (Биологическим эффектам солнечной активности) она» А. С. Пушкин 1. Способы снижения чувствительности к привычным внешним воздействиям, не имеющим сигнальной биологической значимости: А)Морфологические, метаболические и физиологические способы повышения порогов и смещения диапазона восприятия, защитного экранирования, Б)Противофазные эндогенные колебания высвобождения и связывания ионов кальция, закрепленные морфологическими параметрами внутриклеточных кальциевых депо и соответствующими ритмами фазовых золь-гель переходов, направленных на гомеостатирования концентрации кальция в цитозоле клетки.
Норма Гомеостатическая мощность биосистемы N-уровня – диапазон допустимых отклонений параметров по амплитуде и длительности при Т функциональных изменений меньше Т структурного восстановления Е Старение, локальная патология Регуляция по отклонению Системная хроническая патология, Регуляция по возмущению Устойчивость = «работа против равновесия» (Э. Бауэр) = «Волчки жизни» иерархии биосистем Т Клетки Ткани Органы ы Организм Вывод 2 Величина и знак (направленность) реакции биосистемы зависят от фазы ритма энергообеспечения, от исходного состояния биосистемы при регуляции по возмущению и только при регуляции по отклонению реакция имеет нормализующий, корректирующий фазу ритма характер.
Зависимость реакции клетки, органа, организма от интенсивности и длительности воздействия Вывод 3: Законы Арндта-Шульца, Вебера-Фехнера, Бунзена. Роско и Лапика-Вейса выполняются при исходно (и условно) постоянном уровне чувствительности (возбудимости нервных и мышечных клеток по Н. Е. Введенскому). При исходно колебательном уровне чувствительности (возбудимости) знак и величина ответа зависят от фазы ритма энергообеспечения реакции.
4. Повышение чувствительности к биологически значимым сигнатурным воздействиям происходит за счет обучения (повторяемости) не к определенным частотам, а к образам многочастотным многомодовым воздействиям с инвариантным соотношением периодов колебаний, соответствующим иерархии биоритмов биосистемы. Увеличение фрактальной размерности обеспечивает восприятие сверхслабых сигналов- биологических кодов на основе многочастотного параллельного резонансного захвата. Не так страшна солнечная активность, как ее…. .
Скачать презентацию Адаптация память и гомеостатическая мощность биосистем определяют наличие
da732c548f62163f65583fba1ee9a958.ppt