ВЗАЄМОДОПОВНЮВАНІСТЬ МЕТОДІВ КІЛЬКІСНОГО ОПИСУ БІООБ'ЄКТІВ

У біооб'єктах протікають численні процеси, що відбуваються в різних підсистемах, на різних ієрархічних рівнях і підкоряються своїм специфічним законам. Знання закономірностей протікання процесів в їх кількісної формі дозволяє робити прогноз, т. Е. За заданими в певний момент часу / 0 характеристикам біооб'єкту передбачати його стану в будь-який момент часу / (/> / 0 ).

Процеси в биосистемах і методи їх опису (теорії) наведені нижче:

механічні взаємодії

на макрорівні ....................................... Класична ме

Ханіка біосистем - біомеханіка

Массоперенос - транспорт речовини ........... Фізична, хі

чна, біологічна, фармакологічна кінетика

Енергоперенос - транспорт енергії ............ Термодинаміка,

біоенергетика макро- і мікрорівнів

Інформаційні потоки ......................... Теорія інформацій

ції, теорія управління в биосистемах

електромагнітні процеси

в живих системах .................................... Біологічна

електродинаміка

Вплив факторів навколишнього

середовища на організм, популяції ................... Екологія, екологи

чна біофізика і токсикологія

Взаємодоповнюваність методів опису полягає в тому, що різні теорії повинні використовуватися спільно, доповнюючи один одного і формуючи максимально повну і точну картину процесів в біологічних і технічних підсистемах БТС.

Необхідність використання різних методів опису біооб'єктів обумовлена складністю живих систем. Наприклад, при розробці стенду вимірювання динамічних характеристик упругодеформаціонной властивостей судин і їх замінників (судинних протезів) застосовують закони класичної механіки.

Ще один приклад використання законів механіки - кількісна оцінка параметрів БТС для лікування пацієнтів з болями в спині. У такій системі поєднуються природне послідовне навантаження хребта під дією власної ваги в залежності від індивідуальних особливостей пацієнта, періодичний масаж м'язів.

Процеси всмоктування і розподілу в організмі лікарських речовин в ході медикаментозного лікування є прикладом транспорту речовини (масопереносу). Цей процес описують кінетичними закономірностями (фармакологічна кінетика), які знаходять застосування при вирішенні проблеми оптимального дозування лікарських засобів.

Для опису температурних перепадів між шкірою і м'язами при розробці методів контролю функцій організму в екстремальних умовах (при переохолодженні) використовують модель пасивного теплообміну (біоенергетику макрорівня).

Прикладом застосування теорії управління в биосистемах може служити аналіз гомеостатической здатності системи постачання організму киснем на великих висотах.

Закони електродинаміки необхідні при розробці БТС, що використовують монохроматичне електромагнітне випромінювання високої частоти (довжина хвилі 7,1 і 5,6 мм) нетепловий інтенсивності для лікування уражень шкіри при псоріазі.

Кількісна оцінка впливу забруднення повітря робочих зон промислових підприємств на організм людини, моніторинг відгуку біогеноценозов на антропогенний вплив АЕС - приклади екологічних завдань, при вирішенні яких за результатами вимірювань концентрації забруднюючих речовин у навколишньому середовищі прогнозують результат спільного впливу шкідливих факторів.

Як вже було зазначено, принцип взаємодоповнюваності повинен використовуватися при описі процесів в живих системах, що обумовлено їх багатофункціональністю. Наприклад, при дослідженні теплообміну в організмі необхідно розглядати спільно як мінімум дві сторони процесу: енергетичну і регуляторну. Енергетична підсистема описується термодинамічними закономірностями, а регуляторна функція організму - законами теорії управління.

Узагальнюючи перелічені приклади можна сформулювати наступну послідовність вирішення завдань аналізу та синтезу БТС: ідентифікація фізичних і хімічних процесів як в біооб'єктах, так і в технічних підсистемах БТС; використання адекватних моделей і теорій для кількісного опису фізичних і хімічних процесів; застосування принципу взаємодоповнюваності методів опису для формування більш повної і точної картини процесів в біологічних і технічних підсистемах БТС.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >