Теория управления и биосистемы. Анализ сохранительных свойств - Новосельцев В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
На рис. 9.5 приведены аналогичные зависимости для кровотока через сосуды скелетных мышц в лапе собаки для условий, когда механизмы ауторегуляции функционируют нормально (тоиус сосудов хорошо выражен [319] — рис. 9.5,а), и в случае ослабленных механизмов ауторегуляции (пониженный тонус), когда ауторегуляционный отклик ухудшен [300] — рис. 9.5, б; в этой
Q,
мл
мин-100г
Р, ммрт. йТ.
а)
д ml
*3 мин
Р, мм р т. ст.
О)
h • Z' -
? " 0,808 0,8 -
о,в - 0,6 -
0,4 - 0,4 -
0,2 - 0,047 0,108 0,2 -
--- * I I
40 80
120 160 200 220 Р, мм рт. ст.
в)
0,087
ОШВ
0,002
О 40 80 120 160 200 220 _ Р,ммрт.ст.
9
Рис. 9.5. Гомеостатические характеристики системы ауторегуляции мышечного кровотока. Зависимость кровотока через сосуды лапы у собак, когда тонус сосудов хорошо выражен а) н когда меры по сохранению тонуса сосудов не принимались (б). Показатель h приведен для обоих случаев: в) норма; г) тонус сосудов снижен.
работе меры по сохранению тонуса сосудов специально не принимались. Соответствующие гомеостатические характеристики представлены для этих сосудов в табл. 9.2. Данные для таблицы получались так же, как и для табл. 9.1 при следующей нормировке: Ро — 100, Q — 2,2 для рис. 9.5, а и Рп = 80, Q = 10 для рис. 9.5, б. Следует обратить внимание, что кровотоки измеряются в разных масштабах, что, однако, не влияет на величину получающихся значений ст.
Зависимость h(P) приведена для этого случая на рис. 9.5, в, г. Вычисление интегрального показателя гомеостатической способности дает в условиях нормы Я =110,5 (мм рт. ст.)-, при пониженном тоиусе сосудов Н — = 30,2 (мм рт. ст.). Ухудшение ауторегуляторных механизмов приводит к резкому снижению ресурсов сохраиительных свойств в системе.
Сравним теперь возможности механизмов ауторегуляцин мозгового кровотока и механизмов ауторегуляции кровотока в скелетных мышцах в уело-
Гомеостатические характеристики системы ауторегуляции кровотока в скелетных мышцах
Хороший тонус сосудов Пониженный гонус сосудов
Участки 0---15 15---135 135 --- 200 20 ---4J 40 --- 80 80 --- 140 14Э --- 200
изменения
Р, мм рт. ст.
G 4,50 0,39 2,87 3,22 0,80 3,75 16,0
к 0,047 0,868 0,108 0,087 0,608 0,066 0,003
виях нормы, воспользовавшись данными табл 9.1 и 92 и вы шсленными на нх основе показателями Н. Общие ресурсы гомеостатических способностей системы регуляции мозгового кровотока в норме существенно превышают ресурсы системы регуляции скелетных мышц: 143,3 против 110,5 мм рт. ст.
Однако, как видно из рис. 9.4, в и 9.5, в, локальные гомеостатические свойства системы регуляции кровотока в мышцах в области низких давлений (15— 70 мм рт. ст.) лучше, чем свойства системы регуляции мозгового кровотока. Это связано, вероятно, с тем, что мозг в нормальных ситуациях никогда не попадает в условия перфузии с давлением ниже 70 мм рт. ст. Действительно, если давление в сосудах мозга снижается до величин порядка 80 мм рт. ст. н ниже, в организме происходит резкое сужение сосудов ряда органов, приводящее к тому, что давление на входе в сосуды мозга не падает до тех пределов, в которых гомеостатические способности системы ауторегуляции мозгового кровотока недостаточны [304].
Следовательно, сохранительные ресурсы иерархически старших переменных фактически оказываются еще больше за счет того, что в экстремальных, критических ситуациях их гомеостаз поддерживается за счет относительного ухудшения гомеостаза иерархически младших переменных. В рассмотренном примере, в частности, в экстремальных условиях сужение периферических сосудов приводит к тому, что системы ауторегуляции кровотока в скелетных мышцах будут работать в условиях ухудшенного кровоснабжения, в то время как иерархически старшие механизмы ауторегуляции мозгового кровотока функционируют в тех пределах, где их локальные гомеостатические свойства достаточно хороши.
9.5. Гомеостаз и перестройка режимов функционирования
Функционирование биосистемы происходит часто в сложных условиях внешней среды, когда на нее действует одновременно не один, а несколько внешних факторов, заставляющих систему интенсифицировать деятельность сохранительных механизмов. Эффект подобных воздействий «суммируется», так что наличие
дополнительных неблагоприятных факторов снижает сохрани-тельные ресурсы системы по отношению к некоторой рассматриваемой переменной внешней среды. Так, тепловая нагрузка хуже переносится организмом в условиях кислородного голодания. Уменьшаются и резервы гомеостатических свойств.
