научная статья по теме ПРОБЛЕМА ПОНЯТИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ В СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИОЛОГИИ Биология

Текст научной статьи на тему «ПРОБЛЕМА ПОНЯТИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ В СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИОЛОГИИ»

УСПЕХИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК, 2011, том 42, № 2, с. 90-96

УДК 612.82

ПРОБЛЕМА ПОНЯТИЯ "ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ" В СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИОЛОГИИ

© 2011 г. И. Г. Герасимов

НИИ медицинских проблем семьи Донецкого национального медицинского университета им. М. Горького, Донецк, Украина

Понятие "функциональное состояние" обсуждается с привлечением представлений о фундаментальных составляющих живого организма: вещества, структуры, производства энергии и информации, энтропии. В указанных терминах дано рабочее определение функционального состояния. С таких позиций рассматривается нормальное функциональное состояние, а также его составляющие - физиологическое состояние и психологическое состояние.

Ключевые слова: функциональное состояние, физиологическое состояние, психологическое состояние, вещество, энергия, информация, энтропия.

В современной физиологии (и медицине) широко используется понятие "функциональное состояние". Судя по многочисленной литературе, помимо характеристики целостного организма этот термин применяют к его системам (например, к иммунной или нервной), к органам и их совокупностям (например, к желудочно-кишечному тракту), к тканям, клеткам и клеточным органеллам, к субмолекулярным образованиям и молекулярным комплексам (от мембран, клеточных каналов и ионных насосов до хромосом, хроматина и хлоропластов или антиоксидантных систем), к биополимерам (белкам, в частности), а также к функциям (например, к двигательной активности). В англоязычной литературе термину "функциональное состояние" (functional state) предпочитают словосочетание "функциональный статус" (functional status), причем между этими двумя наименованиями, похоже, не делают различий, употребляя их как синонимы.

Несмотря на распространенность термина, собственно понятие "функциональное состояние определяется неоднозначно" [15] и "не разработано в достаточной мере" [53] (см. также [6, 59]). Указывают, что функциональное состояние "относится к классу интенсивных состояний человека", которые "можно упорядочить посредством единой шкалы" [4], и, что "наиболее часто функциональное состояние определяют как фоновую активность ЦНС, в условиях которой осуществляется та или иная деятельность" [15, 16, 44]. Если, согласно [16, 52], функциональное состо-

яние определить "через комплекс взаимосвязанных физиологических реакций", то "изменения (! - авт.) функционального состояния - это смена одного комплекса реакций другими". В литературе можно найти иные определения функционального состояния (например, [34, 45]), не отличающиеся большей конкретностью. Из приводимых определений функционального состояния, например таких, как "специфическая реакция организма, возникающая в ответ на действие внешних и внутренних переменных" [53], как "того фона, на котором реализуется данная конкретная деятельность" [15], как "интегральный комплекс наличных характеристик тех функций и качеств человека, которые прямо или косвенно обусловливают выполнение деятельности" [34], и подобных следует, что функциональное состояние - это состояние вообще. Однако нормальному функциональному состоянию имеется альтернатива -состояние дисфункциональное - патологическое или предшествующее ему. Очевидно, нормальное функциональное состояние реализуется многими способами, которые соответствуют функционированию организма на разных уровнях от состояния функционального покоя (функционирование при функционально незначимых воздействиях) [33] до состояния крайнего напряжения (функционирование на пределе функциональных возможностей организма).

Для оценки функционального состояния применяют различные опросники, шкалы, индексы (например, [3, 57, 58, 61, 62, 63, 64, 67]), но от

этого смысл самого понятия не проясняется. Более того, подобные подходы в первую очередь направлены на оценку качества реабилитационных лечебных мероприятий или даже на оценку степени развития патологических состояний [55]. При этом авторы, отмечающие отсутствие конкретного смысла, вкладываемого в понятие "функциональное состояние" [6, 15, 16, 53], специально не подчеркивают, о каком именно состоянии идет речь. Однако из контекста ясно, что имеется в виду нормальное функциональное состояние организма. В большинстве подобных случаев речь идет о целостном организме человека. Очевидно, что в зависимости от того, какой уровень функционирования обсуждается или имеется в виду, смысл понятия "функциональное состояние" приобретает по меньшей мере специфическую окраску. Так например, в психофизиологии "функциональное состояние определяют как фоновую активность нервных центров, при которой и реализуется та или иная конкретная деятельность человека [40]". Примат деятельности (функционирования) организма во взаимодействии его с внешней средой ставят во главу определения функционального состояния большинство авторов [15, 16, 34, 45, 52, 53]. Разумеется, независимо от области применения (во всяком случае, в отношении живых систем), определяемое понятие должно содержать нечто общее, что дает возможность использовать один термин для определения любых функционирующих биологических объектов. Этим общим, очевидно, является, прежде всего, именно функционирование, то есть свойство системы, позволяющее ей быть живым организмом или его частью, если речь идет об элементах таких объектов.

Рассмотрим функционирование на уровне целостного организма. Очевидно, функционирование предполагает существование системы в определенном состоянии, которое и есть функциональное состояние. Указывают, что состояние определяется процессами, происходящими в организме, его структурой и структурными элементами [13, 45], причем образуют структуру взаимосвязи между ее элементами [1]. Далее обращают внимание на то, что в основе состояния живой системы лежат процессы обмена со средой веществом, энергией и информацией [17, 40, 53]. Под информацией следует понимать выбор, хранение и извлечение из памяти одного из многих вариантов состояния системы [32] (цит. по [54]). Собственно информация как основа жизненных процессов представляется отличительным свойством живых систем [50], и, по такой причине, они оказываются информационными системами с присущими

им информационными процессами. Материальным носителем информации, безусловно, является вещество, на котором посредством энергии формируется та или иная структура, несущая информацию. Лишь в отдельных, специальных, случаях и лишь при обсуждении информационных процессов можно отказаться от структуры [18, 30, 31], но не от вещества [51]. Со сделанной оговоркой вещество живого организма представляет собой не просто массу чего бы то ни было, но организацию этой массы, т.е., по определению, обладает структурой. Кроме того, следует иметь в виду, что живая система не только обменивается веществом, энергией и информацией с окружающей средой, но и продуцирует их, причем знак производства любого из перечисленных компонентов может быть как положительным, так и отрицательным, а также принимать значение, равное нулю (частный случай). Следовательно, для функционирования живого организма необходимо наличие как минимум четырех компонентов (тетрады): вещества, структуры, энергии, информации. Безусловно, в данном контексте вещество и структура связаны между собой явным образом. Между прочим, в предельно сложном философском вопросе о том, что такое жизнь, также не обходятся без представлений о функционировании использующих энергию структур [2, 17, 35, 50, 56].

Следовательно, функциональное состояние без оговорок, о состоянии чего и в каких условиях идет речь, логично определять в терминах вещества (в указанном смысле) и структуры, энергии, информации. Все перечисленные характеристики являются параметрами состояния - "величинами, сохраняющими одно и то же значение - только при данных условиях исследования" [42]. При этом необходимо учитывать количественные значения каждого компонента тетрады и не в данный конкретный момент времени, но в динамике (не путать с условиями исследования). В качестве интегральной характеристики системы, производящей (с приведенной оговоркой) вещество, энергию и информацию и обменивающейся ими с окружающей средой, может выступать неравновесная термодинамическая энтропия [43, 65, 66], т.е. энтропия, характеризующая состояние систем, находящихся вдали от равновесия. Лучшее описание функционального состояния, чем термодинамическое, в настоящее время, как кажется, предложить трудно. Иное дело, что в настоящее время не менее, если не более, трудно описать функциональное состояние в терминах термодинамики неравновесных процессов, хотя попытки подобного рода имеются. Однако ста-

вить и решать такую задачу необходимо. Один из подходов к термодинамическому описанию организма заключается в исследовании теплообмена и выявлении составляющих изменения энтропии за счет ее продукции внутри системы и за счет обмена с внешней средой [19-28, 39, 47]. Другой подход предусматривает наблюдение за корреляциями и их оценку [7-12], что, согласно [43], позволяет охарактеризовать термодинамическое поведение неравновесных систем.

Что же касается составляющих тетрады, которыми в общем случае определяется функциональное состояние, то при нормальном функционировании в реальном времени для каждого конкретного организма (человека в том числе) не приходится ожидать каких-либо значимых изменений структуры и вещества. Обмен, допустим, кислородом и углекислым газом с окружающей средой приводит к закономерным и периодическим изменениям вещества и структуры (например, легких, сердца и молекул гемоглобина). Подобные изменения могут быть усреднены по времени, если под функциональным состоянием понимать состояние, в котором организм находится достаточно продолжительное время и которое не требует "мгновенной" оценки. Так, например, согласно автору монографии [33], функциональное состояние имеет смысл характеризовать в определенный период времени. При этом в разных функциональных состояниях (речь идет о нормальном функционировании) ни количество вещества, ни структура в указанном смысле и без нарушения целостности не изменяются. Под изменением количества веществ

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком