Количествено определяне на феноменологичната теория на стареене

Видео: психосексуално развитие на човека. лекция 2

Основното допускане на теорията на Пригожин-VIAM е твърдението, че отношението на линейни термодинамиката на необратимите процеси са справедливи и са обект на възрастовите изменения на тялото.

Но това означава, че за да се опишат процесите на развитие и растеж можете да използвате формата на уравнение (3), т.е., да се изгради Феноменологичните уравнения способни - .. И това е особено важно за стареене - да вземе предвид взаимодействието на различни явления, които се случват в възрастта модифицирани организми.

Развитие, растеж и стареене включва феноменологичната гледна точка, 3 вида явления на: промяна на телесното тегло (увеличение), появата на разликите в различните части на системата (диференциация) и промяната на формата на тялото (оформяне).

Определяне на специфични промени масов поток от JG = 1 / W * ДУ / DT, специфичен поток диференциация чрез Jd = 1 / W * дд / DT и специфичната образуването тече през Jf = 1 / W * DF / DT, можем да официално напиши използване уравнение (3), взаимодействие на растежа, диференциацията и морфогенезата под формата:

(5)

където W - на животното телесно тегло, D - диференциация, F - формоване, Ji - съответните потоци, Xi - сила, Kij - коефициенти.

Трудно е въпросът за смисъла на определена сила в уравнение (5). Термодинамиката на необратими процеси, като Феноменологичните уравнения обикновено използват емпирични закони, установени експериментално.

Този път се използва при определянето на силите в уравнение (5) (Zotin 1974, 1976 г. Zotin, Zotin, 1973). Въз основа на различните емпирични закони, беше решено, че сила определяне на височината, има форма Xg = RG (WBM / Wb-1), и силата, която определя диференциацията, - Xd = RD (TM-тон). От размерите на някои предположения и съображения сила, която определя формата и структура се получава във формата Xf = Rf (WBM-Wb).

Заместването на стойността на тези сили в уравнението (5), ние имаме система от диференциални уравнения:

(6)

където Lij = rikij.

Първото уравнение в (6) трябва да описва промяната в теглото на животното цял живот, така че е лесно да се провери, като се сравняват с експерименталните данни. Изчисленията се извършват с помощта на компютър, показаха, че това уравнение описва доста добре промяната в телесното тегло на бобрите и хамстери през целия живот (фиг. 14).

Фиг. 14. Сравнение на експерименталните данни (кръгове), получени при изследването на промени в телесното тегло по време на живота на whiteleg на бобър (А), (В) и злато (АТ) хамстери, с крива, изчислена от уравнението (6) (Zotin и сътр., 1978 ).
На ординатата - телесна маса% от maksimalnoy- абсциса - време% от времето, за да се постигне максимално тегло на животните.

Трябва да се отбележи, че това е един от малкото уравненията на растеж, който е без никакви допълнителни допускания могат да се опишат промените в телесното тегло на животното през целия живот. Конвенционални уравнение растеж, уравнение Bertalanfi например Gompertz функция и сътр. (Zotin и сътр., 1975- Zotin, Zotin, 1973), могат да се опишат само първоначален период на вариация на телесно тегло на животното, но не стационарна фаза и понижаване на телесното тегло в края живот.

Въпреки това, се оказа, че ръстът на системата за уравнение (6) не се прилага във всички случаи, за изучаване на промените в телесната маса на животните. По този начин, това не се оказа добро споразумение между емпиричните данни, получени по време на проучването на промени в телесното тегло на човека (Zotin, 1974). Растежът на хора е значително по-различен от другите бозайници растеж (Броуди, 1945- Zotin, 1974), както и някои функции на ембрионални деца да запазят раждане (още повече, че, както изглежда, принадлежи към двуутробно животно).

Неприложимост растеж на уравнение (6) за описване на промени в телесното тегло на хора може да се обясни с факта, че тя се получава от линейна форма (3) връзки. Тези отношения са валидни само за термодинамична система, близки до равновесие или стабилно състояние. Тук за първи път се сблъскват с проблема за нелинейност, т. Е. Не се ограничавайте с теорията на Пригожин-Viama- да опише ранните етапи на растеж при хората и някои други животни, да се използва нелинеен термодинамична теория. В момента такава теория универсално не е прието.

Ето защо, ние се опитахме да се използва за изграждане на нелинейни Феноменологичните уравнения на един от вариантите на теорията - теорията на стохастични нелинейни необратими процеси Bakhareva-Biryukova (Zotin т.н., 1975- Zotin, 1976.).

Получените нелинейни уравнения феноменологични имат крайна (Zotin, 1976 г. Zotin и др, 1978.), Както следва:

(7)

където

(8)

Установено е, че растежът на нелинейно уравнение система (7) е добре съответства на емпирични данни, получени при изследването на човешки телесно тегло през целия живот. Уравнение растеж (7) може да се използва за определяне на максимално възможно продължителност на живота животни и хора (Zotin и сътр., 1978).

В момента не съществуват задоволителни методи за определяне на индивидуален продължителност на живота (RV) животни и хора (Dubin, Razumovich, 1975). В същото време, този въпрос е от голямо значение за експерименталната геронтология, тъй като използването на методи за прогнозиране ще доведе до драстично намаляване на времето на трудоемък и отнема много време изследвания.

Предложени Zotin и сътр. (1978) метод се основава на следните предположения. В онтогенията на хора и бозайници, както е отбелязано, има период, когато е налице намаление на телесното тегло, което съответства на а късните етапи на стареене организми (фиг. 14, 15).

Фиг. 15. Описание на промяната в телесното тегло на хора с помощта на уравнение (7) и изчисляване на максимална живот, използвайки това уравнение (Zotin и сътр., 1978).
вертикална ос на - телесното тегло, Сб по хоризонталната ос - години. Хоризонталната пунктирана линия показва най-високото възможно ниво на загуба на тегло при стареене мъжете стрелка - време за достигане на това ниво.

Очевидно е, че това намаление не може да отиде твърде далеч: трябва да има граница, под която отслабване е невъзможно. Ако е известно, че ограничението се основава на растежа на уравнението (7), бихме могли да се изчисли максималният възможен на панкреаса.

За съжаление, в момента не е възможно да се определи тази константа експериментиране. Ето защо, за да се определи, че е необходимо да се разчита на определена хипотеза относно животните и човешкото тяло маса понижаване механизъм по време на стареенето. Тази хипотеза е, както следва. Предполага се, че загубата на тегло се дължи на глад на функционалните клетките и тъканите на организма стареене поради твърде ниско ниво на базалния метаболизъм.

Известно е, че по време на растежа и стареене животни и човек има непрекъснато намаляване на базалния метаболизъм (вж., Например, фиг. 10, 11). От известно време дихателните интензитет може да достигне такова ниско ниво, че ще доведе до намаляване на скоростта на притока и усвояване на хранителни вещества, а оттам и вътреклетъчния глад. В крайна сметка телесно тегло ще намалее на стареене животното.

Ако изрази предположението е вярно, естествената смърт трябва да се получи в резултат на глад функционални организми.

Тогава максималната възможна продължителност на живота ще се определя от същите фактори, като максималната възможна продължителност на гладно. Следователно, максималната възможна стойност на загуба на тегло при стареене животни или хора могат да бъдат получени на базата на данните за максимално възможно намаляване на телесно тегло, с пълно или частично глад.

тези данни са налични в литературата, не само за животните, но и за хората. Те се получават при предоставянето на помощ на жертвите на глада по време на обсадата на големите градове. Тези данни, както и материали, получени от медицински глад показват, че намаляването на телесното тегло граничната стойност хора е средно 30% от телесното тегло в стационарна период на растеж (Zotin и сътр., 1978).

Използването на тази константа, нелинейна растеж на уравнение (7) и данните за маса промяна на белгийски мъже на миналия век тяло (фиг. 15), се изчислява максималния възможен живота, което е установено, че 160 години (Zotin и сътр., 1978). Тази цифра е значително по-различна от общоприетите в геронтологията максимални стойности RV хора, които не надвишава 120 години.

Трябва да се отбележи обаче, че деронтологистите стремят да определи действителната максимална продължителност на живота, като се използват най-вече писмени доказателства, с дълги черни дробове. В предложения метод, това е теоретично възможно за максимално живота.

Очевидно е, че тя може да бъде много по-различен от действителните панкреаса, както и хората не умират от старост, но от заболяване. В процеса на стареене и подобрява функционалността на глад риск от заболяване или смърт на всяко заболяване се увеличава драстично на организма. Ето защо, за да се постигне възможно теоретично животът изглежда невъзможно, въпреки че това трябва да се свързва с максималния възможен панкреаса.

Това са основните изводи, свързани с разглеждането на застаряването на термодинамиката.

Това съображение се основава на използването на линейни връзки с термодинамиката на необратимите процеси и особено на критерия за развитие (1) и феноменологични уравнения (3).

Има, обаче, сериозни теоретични възражения по отношение на използването на критерия (1), за да опише еволюцията на организмите в процеса на развитие, растеж и стареене (Wolkenstein, 1973). Фактът, че както е посочено, приложимостта на линейни връзки с термодинамиката на необратимите процеси, системи ограничен до района в близост до равновесието или стабилно състояние. Живите системи са далеч от равновесие, и, както изглежда, не може да се използват линейни термодинамиката на необратимите процеси, за да се опише промените им.

Засега няма общоприета теория на нелинейни необратими термодинамични процеси (Zotin, 1980). Ето защо, ние сме изправени пред алтернатива: или да се откаже от опитите термодинамичен анализ на жизнените процеси, или в разумното използване вече получените резултати в термодинамиката да учат проблеми от интерес за нас.

Последното, изглежда, е за предпочитане. И не само защото на съвременните термодинамиката заявление до феномените на развитието на организмите, дава добри резултати, често подкрепяни от експериментални данни, но и защото линейните термодинамиката на необратимите процеси, в много случаи, по принцип може да се използва за описване на тези явления.

Това следва от следните съображения.

1) В много случаи, процесът на развитие и растеж особено описан от линейни уравнения феноменологични, което е един от основните условия за прилагането на този раздел на термодинамиката. В действителност, ние веднъж се сблъскват с проблема за нелинейност, когато хората видят началния етап на растеж. Но в този случай е възможно да се получи около тези проблеми като въведе някакъв начин или други нелинейни термини в оригиналната уравнението.

2) Промяната на скоростта на дишане (РП) по време на растеж и стареене на много животни могат да бъдат описани на базата на уравнението (4), получена от теорията на линейна или чрез мотиви на базата на съотношението на линейно термодинамиката на необратими процеси (Zotin, 1980).

3) Изследване на ефекта на температурата върху процесите на растеж и развитие показва, че в много случаи този ефект е описан от експоненциална функция (Бакърджийска, 1977).

Тази зависимост, от своя страна, може да се получи от класическите термодинамиката, т. Е. От термодинамична теория на равновесие или квази-равновесни процеси. Ето три аргументи, за да показват, че за да се опише реални процеси, протичащи по време на разработването и особено по време на растеж и стареене, че е възможно да се използват линейни отношения на термодинамиката на необратимите процеси.

Споделяне в социалните мрежи:

сроден