<<< www.interlibrary.narod.ru

 

Доброборский Б.С.

 

Пути эффективного предупреждения

наркологической зависимости у детей:

от интуиции к законам

термодинамики биологических систем

 

 

Настоящая работа посвящена теоретическим исследованиям проблемы количественной оценки наркологической зависимости с позиций современной термодинамики биологических систем, основой которой являются биологические ритмы.

 

 

Проблеме наркомании в последнее время во всем мире уделяется все большее внимание. Однако, несмотря на значительные усилия правительственных органов, а также медицинских и социальных работников, ее распространение в мире, особенно среди подростков, достигает все больших масштабов.   

Основной особенностью наркотических средств по сравнению  с другими веществами является то, что в результате их приема происходят быстрые и серьезные нарушения функционирования различных органов и систем организма, особенно центральной нервной системы, устойчивая фенотипическая  и частично генотипическая адаптация органов и систем к их воздействию. Эти процессы приводят к формированию постоянно усиливающейся наркотической зависимости, как физической, так и психической, приводящей в конечном итоге к разрушению организма и его гибели.

Анализ научных работ, посвященных проблемам наркологии, показывает, что в основном, как и принято в традиционной медицине, они носят описательный характер, не вскрывающий основные причины тех или иных  воздействий на организм наркотических средств.

В качестве примера можно привести цитату из статьи И.П.Анохиной и Е.В.Борисова (НИИ наркологии Минздрава РФ, Москва) «Патогенез наркоманий» [ 1 ]: « …формирование зависимости от психоактивных веществ можно представить себе как циклическое нарушение деятельности подкрепляющей системы мозга. Подобные нарушения прогрессивно увеличиваются и приводят к непрекращающемуся потреблению наркотиков, а также к снижению контроля за их потреблением. Предполагается, что это связано с гомеостатической дисрегуляцией таких систем мозга, как мезолимбическая дофаминовая система, опиоидная петидергическая система, ГАМК-ергическая система, серотонинергическая система, а также с изменениями в метаболизме нейрогормонов.».

Безусловно, исследование биохимических процессов, происходящих в живых организмах, является чрезвычайно сложным и кропотливым делом. Однако этот процесс многократно усложняется в тех случаях, когда исследования строятся на предположениях, не принимая во внимание общие закономерности их жизнедеятельности.

Целью настоящей работы является сравнительный анализ результатов исследований воздействия наркотических веществ с позиций традиционной медицины и термодинамики биологических систем и возможности объективной оценки предрасположенности к наркомании среди подростков.

К общим закономерностям жизнедеятельности биологических систем в первую очередь относятся законы термодинамики биологических систем, определяющих основные принципы существования живой материи.

К настоящему  времени известно два закона термодинамики биологических систем [ 2, 6 ].

Первый закон определяет принципиальное условие жизнедеятельности материи, заключающейся в том, что она всегда должна находиться в устойчивом неравновесном термодинамическом состоянии (неживая материя всегда находится в неустойчивом неравновесном термодинамическом состоянии).

Это закон сформулирован в следующей редакции [ 2 ]:

 

«Все и только живые системы никогда не бывают в равновесии и исполняют за счет своей свободной энергии постоянную работу против равновесия, требуемого законами физики и химии при существующих внешних условиях».

 

Второй закон термодинамики определяет, каким образом живыми системами обеспечивается устойчивость неравновесного термодинамического состояния. В соответствии с этим законом биологические системы обеспечивают устойчивость неравновесного термодинамического состояния путем непрерывных энергетических колебаний в виде циклов синтеза и расщепления АТФ в определенных пределах, совокупность которых на уровнях клеток, органов, систем и целостных организмов формируется в виде биоритмов.

 

Этот закон формулируется следующим образом [ 6 ]:

 

Устойчивость неравновесного термодинамического состояния биологических систем обеспечивается непрерывным чередованием фаз потребления и выделения энергии посредством  управляемых реакций синтеза и расщепления АТФ соответственно

 

Таким образом, для определения механизмов воздействия наркотических веществ на организм и реакции организма на эти воздействия необходимо в первую очередь исходить из того, что эти реакции обусловлены стремлением организма путем биоритмов с использованием положительных и отрицательных обратных связей обеспечить устойчивость неравновесного термодинамического состояния в условиях воздействия наркотических веществ [ 6 ].

Полученный вывод  в определенной степени противоречит понятиям традиционной медицины, так как хорошо известно, что реакции организма на различные воздействия внешней среды всегда определяются его стремлением к гомеостазу [ 3 ].  Поэтому уточним понятие гомеостаз и его отношение к устойчивости неравновесного термодинамического сотояния.

Тот факт, что параметры любого организма стремятся к какому-то определенному состоянию, соответствующему окружающей обстановке, для всех очевиден, понятен  и безусловен. Поэтому, несмотря на неточность и противоречивость формулировки термина гомеостаз, он стал быстро и широко использоваться в биологических науках. Неточность и противоречивость понятия гомеостаз исходит из его определения. Обычно под гомеостазом понимают «относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций организма человека, животных и растений» [ 3 ]. Однако в этой формулировке слова «относительное динамическое постоянство» явно противоречат друг другу, так же как и неопределенность понятия «устойчивость основных физиологических функций». Это противоречие и неопределенность связаны с тем, что автору этого понятия была неизвестна сущность гомеостаза, но очевидны его проявления.

Фактически же этот термин означает стремление живых организмов к устойчивости неравновесного термодинамического состояния в соответствии с первым и вторым законами термодинамики биологических систем.

Таким образом, высказанные в приведенной выше цитате из статьи И.П.Анохиной и Е.В.Борисова «Патогенез наркоманий» интуитивные предположения нашли свое  подтверждение в законах термодинамики биологических систем.

Следует отметить, что эти законы позволяют также решить проблемы объективной количественной оценки воздействия нарколических веществ, что весьма актуально в современной наркологии.

Основная сложность такой оценки заключается в том, что, как и в других разделах биологии и медицины, воздействие нагрузок на живые организмы всегда сопровождается широким спектром функциональных сдвигов, затрагивающим органы и системы, различающиеся не только своими функциональными назначениями, но и единицами измерений этих функций, качественным составом биохимических реакций и другими отличиями.

Поэтому вплоть до настоящего времени в большинстве случаев для хотя бы приближенной интегральной количественной оценки используются различные системы баллов, как правило, не обоснованные метрологически и ориентированные на личный опыт их авторов [ 5 ].  

Это является одной из причин, по которой  до сих пор не разработаны достаточно эффективные средства для борьбы с наркоманией.

На самом деле средства для количественной оценки воздействия на живые организмы наркотических веществ и определения приоритных направлений для борьбы с наркоманией существуют.

Одним из них является способ объективной количественной оценки воздействия на организм человека различных нагрузок, разработанный еще в 1996 году [  4  ].

Сущностью этого способа является оценка воздействия нагрузок по критерию времени восстановления функциональных сдвигов, вызванных этими нагрузками.

Причем такой способ оценки позволяет также определять наиболее эффективные пути уменьшения воздействия этих нагрузок благодаря тому, что использование в качестве критерия параметра времени позволило решить проблему соизмеримости различных по природе функциональных сдвигов и различных нагрузок.

Эффективность применения такого способа оценки подтверждена решением многих проблем, в частности разработки новых конструкций компьютерных рабочих мест, включая рабочие места для авиадиспетчеров и детей-инвалидов, уменьшением вибрации и шума пневматических машин, оценки автомобильного транспорта и многих других.        

Не исключением является и количественная оценка воздействия на организм человека наркотических веществ.

В качестве примера возможности такой количественной оценки рассмотрим представленные на рис.1 упрощенные графики функциональных сдвигов, вызванных приемом наркотических веществ. 

 

 

Рис.1. Графики процессов реакций на наркотические вещества.

 

Как видно из рис. 1 , на нем представлены два графика. На верхнем изображена закономерность процесса выброса катехоламинов из депо (в результате действия наркотических веществ) и их последующего синтеза. На нижнем изображены эмоциональные восприятия, сопровождающие процессы выброса и синтеза катехоламинов.

Как видно из верхнего графика, при воздействии наркотических веществ в момент времени 0 начинается интенсивный выброс катехоламинов из депо.  Максимальная скорость выброса катехоламинов в первый момент по мере уменьшения их запасов соответстенно уменьшается по экспоненциальному закону к значению, близкому к 0 к моменту времени t2, после чего начинается период синтеза катехоламинов. В зависимости от адаптационных свойств организма к наркотическим веществам и длительности их приема закономерность выброса катехоламинов и их синтеза может меняться. Однако экспоненциальный характер этой закономерности сохраняется в соответствии с законом Михаэлиса – Ментен и другими.

На нижнем графике показана закономерность эмоциональных восприятий реакций, происходящих в организме во время активного воздействия наркотических веществ и после окончания автивного воздействия. Такая закономерность определена с помощью специализированной компьютерной программы «Loqus 2003.1».

Как видно из нижнего графика, процесс воздействия наркотических веществ содержит четыре стадии:

1.      Увеличение положительных эмоций;

2.      Уменьшение положительных эмоций;

3.      Увеличение отрицательных этоций;

4.      Уменьшение отрицательных эмоций.

Первая стадия, вызывающая положительные эмоции, связана с активным воздействием наркотических веществ на живой организм;

Вторая стадия,  при которой уровень положительных эмоций уменьшается, связана с окончанием активного воздействия наркотических веществ;

Третья стадия, вызывающая значительный рост отрицательных эмоций, связана с активизацией биохимических процессов, направленных на восстановление функциональных сдвигов, вызванных наркотическими веществами;

Четвертая стадия, при которой величина отрицательных эмоций уменьшается, характеризует приближение функциональных сдвигов к значениям, имевшим место до воздействия наркотических веществ.      

Как показали предварительные исследования с помощью программы «Loqus 2003.1»,  время восстановления функциональных сдвигов многих органов и систем, вызванных воздействием наркотических веществ, в ряде случаев многократно превышают  время положительных и отрицательных эмоций. В связи с этим при повторных или периодических воздействиях наркотических веществ в этих случаях происходит накопление величины функциональных сдвигов до такого уровня, при котором происходят необратимые процессы. В результате этого организм заболевает, а в ряде случаев и погибает.   

Использование указанной компьютерной программы позволяет определить наиболее уязвимые органы и системы и тем самым заблаговременно осуществить профилактические меры по предотвращению развития их заболеваний.

Таким образом, определение закономерностей воздействия на живые организмы наркотических веществ на основании законов термодинамики биологических систем и их объективных количественных оценок позволяет глубже понимать и контролировать процессы, происходящие в живых организмах и своевременно осуществлять профилактические меры по предупреждению наркомании и наркологической зависимости. 

В первую очередь указанные методы должны быть применены для профилактики наркомании у детей и подростков, так как  воздействие наркотических веществ на их организмы наиболее опасны. Использование для этих целей безвредных химических препаратов для контрольных нагрузок и указанной выше компьютерной программы, с помощью которых смогут быть определены закономерность и время восстановления функциональных сдвигов органов и систем, вызванных воздействием наркотических средств, обеспечит возможность оперативного контроля состояния их здоровья и направления воспитательно-психологической работы, а возможно и своевременного медикаментозного вмешательства.

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1.      Анохина И.П., Борисова Е.В. Патогенез наркоманий. Психиатрия и психофармакотерапия. №3. 1999.  

2.      Бауэр Э.  Теоретическая биология. Росток. 2002.

3.      Большая медицинская энциклопеция. Издание 3.М. 1977.

4.      Бутковская З.М., Доброборский Б.С., Кадыскина Е.Н. К вопросу применения нового эргономического показателя «Эргоемкость» при гигиенической оценке и сертификации ручного инструмента. Гигиена труда и промышленная экология. 1998. №11. С.12-15.

5.      Гигиенические критерии оценки и классификации условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса Р 2.2.755-9. Руководство.

6.      Доброборский Б.С. Термодинамика биологических систем. Учебное пособие. СПб. 2006.

 

 

<<< www.interlibrary.narod.ru

 

 

 

Сайт управляется системой uCoz