Введение к работе
Актуальность проблемы К особенностям пространства и биологического времени живых организмов, впервые подчеркнутых В И Вернадским, достижения науки последних десятилетий позволяют добавить ряд свойств, сопряженных с жизнью Среди них- наличие динамичного внутреннего пространственно-временного континуума, способность к сенсорному восприятию объектов внешнего и внутреннего пространств организма как информации о них, многократные преобразования энергии в ходе процессинга информации, наличие свойств, присущих открытым неравновесным термодинамическим системам (Бауэр, 1937; Шредингер, 1942, Пригожий, Стенгерс, 1999, и др); самоорганизация, основанная на информационно-энергетический принципе, способность к энерго-затратным действиям, которая не приводит организм к "тепловой смерти", но сохраняется в течение жизни и может передаваться генетически благодаря «антиэнтропийным механизмам» (Романов, 2000), живой организм обладает временной структурой (Ухтомский, 1966, и др )
Идеи о биологическом времени И М Сеченова, Н Я Пэрна, В И Вернадского, А А Ухтомского послужили основой для развития к концу ХХ-го века хронобиологии и хрономедицины Работы в этом направлении связаны, главным образом, с исследованием роли нервной системы в формировании биоритмов и их адаптации (подстройки) к активности внешних (космических в том числе) задатчиков ритмов (Агаджанян, 1986, Aschoff, 1986, Winfree AT, 1990, Моисеева, 1998, Алпатов, 2000, Halberg є а., 2000, и др) Однако целостные концепции о роли других регулирующих систем, - гормональной и иммунной, - в формировании специфических свойств пространства и времени внутренней среды организма практически отсутствуют Требуют уточнения представления о свойствах пространства внутренней среды организма (внутреннего пространства, ВНП) и биологического времени (БВ)
Результаты исследований последних лет позволяют рассмотреть эти вопросы на новом уровне знаний Особенно продуктивным представляется подобный анализ на примере гормональной системы организма В аспекте этой проблематики наиболее интересны представления о диффузной нейроэндокринной системе (Pearse, 1968, Kvetnoy є а, 1997; и др), а также об информационной (Ашмарин, Обухова, 1999, Хавинсон и др, 2000), энергетической и синхронизирующей функциях гормонов (Агаджанян, 1978, Арушанян, Бейер, 2000, Теплый и др, 2001, Анисимов, 2003, и др) Это определило цель и перечень конкретных задач настоящей работы
Цель и задачи исследования Целью работы явилось изучение роли пептидных гормонов в формировании свойств пространства и времени внутренней среды организма
В перечень конкретных задач вошли -анализ и характеристика свойств ВНП организма, -исследование роли пептидных гормонов (на примере окситоцина, вазопрессина, нейротензина, гонадолиберина, соматостатина, лей-энкефалина) в формировании свойств ВНП и БВ, -анализ свойств БВ и временной структуры ВНП организма, -исследование феномена неравномерности субъективного времени Научная новизна работы. Проанализированы и обобщены свойства ВНП организма Они состоят в направленности, непрерывности, дискретности и асимметрии Выдвинута гипотеза о базисном значении симпато-парасимпатической латерализации и межполушарной асимметрии мозга для энергетического гомеостазиса организма На примере эффектов церебральных введений пептидных гормонов окситоцина, вазопрессина, нейротензина, соматостатина, лей-энкефалина, гонадолиберина сформулировано и эксперименталь-но подтверждено представление о модульно-сетевой организации гормональной системы как компонента ВНП
На основании полученных результатов и анализа данных литературы введено понятие гормонального модуля (ГМ) как функциональной единицы гормональной сети и описаны его
свойства локального осциллятора, усилителя сетевых сигналов, регулятора clock-генов, маркера внутреннего пространства и механизма, кодирующего информацию и время К свойствам гормональной сети отнесены сканирование концентраций гормонов и их эффектов на уровне организма, формирование и усиление асимметрии ВНП, гомеостатирование соотношения гормонов с разнонаправленными эффектами, генез эндогенных временных процессов, обладающих разными функциями, адаптация временной структуры ВНП к таковой окружающей среды
Проанализированы свойства БВ направленность, непрерывность, неравномерность (дискретность), двойственность, относительная (в пределах гомеостазиса) обратимость, цикличность и ритмичность, а также роль гормонов в их формировании Предложена модель временной структуры ВНП как совокупности трех компонентов* временных процессов, их эндогенных генераторов и механизмов субъективного времени Впервые охарактеризована специфика объективных свойств настоящего, прошлого и будущего БВ и функций временных процессов разных типов Значительно расширен круг ядер гипоталамуса, участвующих совместно с эпифизом, гиппокампом и структурами ствола в формировании циркадианного ритма «сон-бодрствование»
При исследовании факторов, определяющих неравномерность субъективного времени человека, впервые показана большая скорость эндогенного времени по сравнению с экзогенным, что объясняется большим числом стереотипии, сопряженных с эндогенными информацией и временем
Предложена информационно-энергетическая концепция стресса, основанная на представлении о сопряженной динамике секреции комплексов гормонов и доминирования парасимпатических или симпатических влияний, а также соотношения эндо- и экзогенных информации и времени на разных стадиях стресс-реакции
Основные положения, выносимые на защиту 1 Гормональная система организована по модульно-сетевому принципу, пептидные
гормоны на уровне гормонального модуля и гормональной сети определяют свойства ВНП организма
Гормоны являются важным фактором формирования и поддержания временной структуры внутренней среды организма.
Неравномерность субъективного времени на разных стадиях стресс-ответа обусловлена динамикой соотношений экзо- и эндогенных информации и времени, активности парасимпатической и симпатической систем, запуска определенных комплексов висцеро-моторных и гормональных реакций
Научно-практическая значимость работы Полученные в работе результаты и сформулированные научные концепции существенно дополняют современные представления о роли гормонов в организации пространственно-временной структуры внутренней среды организма
Введенное понятие о гормональном модуле и описание его свойств позволяют определить направление научного поиска его компонентов в локальных структурах организма, а также использовать представление о нем для разработок методов комплексного лечения эндокринных патологий в клинике
Предлагаемая концепция симпато-парасимпатической и межполу-шарной асимметрии как базисного фактора тендерных и индивидуальных особенностей, определяющих энергетический гомеостазис организма у позвоночных, может быть использована для трактовки экспериментальных данных по соответствующей проблематике, а также - в клинике и педагогической практике
Сформулированные свойства и функции временных процессов как референтов времени существенно развивают представления о специфике биологического времени и могут служить вектором в дальнейших исследованиях временной структуры организма
Предложенная информационно-энергетическая концепция стресса, основанная на взаимосвязи асимметрии функций нейроэндокринной системы с энергетическим гомеостазисом и временной структурой организма, имеет значение для понимания базисных принципов стресс-ответа, генеза и динамики развития болезней стресса
Результаты работы включены в курсы лекций по частной эндокринологии, эндокринологии стресса и патофизиологии эндокринной системы для магистров на кафедре общей физиологии Санкт-Петербургского государственного университета
Апробация работы Результаты исследований были представлены на Всесоюзных и Всероссийских симпозиумах и конференциях (Ленинград, 1972, 1975, 1986, 1987, С -Петербург, 1993, 1995-1997, 1999-2001, 2003-2005, Баку, 1972, Ереван, 1982, Москва,1987, 2003, Уфа, 1988, Ростов-на-Дону, 1989, Кишинев, 1991, Бухара, 1992, Киев, 1992, Воронеж, 1995, Томск, 1996, Пермь, 2002), XV съезде Всесоюзного физиологического общества им И П Павлова (Кишинев, 1987), Школе Головного совета по физиологии (Одесса, 1991), XVII European Congress of Comparative endocrinology (Barselona, 1995), Forth IBRO Congress of Neurosciences (Kyoto, 1995), XXX-M совещании по проблемам высшей нервной деятельности (С -Петербург, 2000), VIII Int Biophisical Congress "Stress and behavior" (St-Petersburg, 2004), II Int Symp "Behavior and Morphological Asymmetry" (St -Petersburg, 2004), Заседании Философского общества им НН Страхова (С -Петербург, 2005), Семинаре Инсти-тута изучения проблем времени (при МГУ им Ломоносова, 2006)
Публикации Основное содержание диссертации отражено в 49 работах, из них 17 тезисов, 27 статей, опубликованных в рецензируемых отечественных и зарубежных журналах и сборниках, и четыре книги «Висцеральные рефлексы» (в соавт с А Д Ноздрачевым ), 1989,169с, «Гормоны животных Введение в физииологическую эндокринологию», 1995 -269с , «Функциональная межполушарная асимметрия мозга человека и психические процессы» (в соавт с Н П Ребровой), 2004, 96с , «Гормональный фактор пространства и времени внутренней среды организма» (в соавт сАД Ноздрачевым, грант РГНФ№05-06-16045д),2006, 246с, а также ряд статей в Энциклопедическом словаре «Человек», 2007
Структура и объем работы Диссертация включает разделы-введение, методические приемы и материалы, гормоны и свойства внутреннего пространства организма, гормоны и биологическое время, временная структура организма, заключение, выводы, список
