«Кибержизнь. Контуры медицины будущего»

Кибержизнь. Контуры медицины будущего (fb2) - Кибержизнь. Контуры медицины будущего 1370K скачать: (fb2) - (epub) - (mobi) - Александр Юрьевич Шишонин

Эпиграф

Посвящается Эрвину Бауэру – гению биологии, безвременно уничтоженному в горниле советской репрессивной машины…

Вам знакомо выражение

«Выше головы не прыгнешь»?

Это заблуждение.

Человек может всё.

Никола Тесла

Об авторе

Шишонин Александр Юрьевич родился 5 декабря 1978 года в поселке Минзаг Московской области. В возрасте шести лет был принят в первый класс средней общеобразовательной школы № 3 города Троицка (ныне наукоград Троицк в Новой Москве), которую закончил в 1995 году. В этом же году успешно поступил в Российский Государственный Медицинский Университет на лечебный факультет и получил диплом врача уже в 2001 году. Сразу же был принят в клиническую ординатуру по хирургии в МОНИКИ имени М.Ф. Владимирского, решив стать хирургом по примеру своего отца, заслуженного врача Российской Федерации Юрия Васильевича Шишонина.

Однако уже в начале 2002 года решил не связывать свою жизнь с хирургией, обнаружив в себе большое желание заниматься академической медицинской наукой. Будучи ещё очень молодым специалистом (23 года), Александр Юрьевич принимает очень важное для себя решение: он оставляет учебу в МОНИКИ и переходит в ординатуру по клинической педиатрии НИИ ДГОИ (сейчас ФНКЦ ДГОИ имени Дмитрия Рогачева), где уже в 2004 году защищает кандидатскую диссертацию.

В 2006 году доктор Шишонин открывает первую в России клинику лечения гипертонии безлекарственным методом и уже к 2007 году клиника приобретает название, существующее и сегодня – «Здоровье 21 века».

В настоящее время Александр Юрьевич Шишонин – кандидат медицинских наук, научный руководитель клиники «Здоровье 21 века», старший научный сотрудник и руководитель нового направления реабилитации постонкологических состояний «Центра детской гематологии, онкологии и иммунологии имени Дмитрия Рогачева». Он разработал и внедрил в практику систему лечения, восстановления и омоложения людей преклонных возрастов (самый возрастной пациент – 95 лет).

Система доктора Шишонина помогает сегодня пожилым людям по всей России побороть различные, считавшиеся ранее непобедимыми, заболевания, начиная от гипертонии и заканчивая восстановлением после перенесенных инфарктов и инсультов.

Александру Юрьевичу удалось также создать и внедрить в практику уникальную методику восстановления детей после перенесённой онкологии, которая позволяет добиваться невиданных ранее результатов, на порядок превышающих аналогичные примеры из мировой практики.

В книге, которую Вы держите в руках, автор предпринял попытку простым и понятным языком изложить сложнейшие теоретические основы своих практических достижений. Ему удалось, опираясь на научные труды ведущих ученых, осветить дорогу, по которой предстоит идти коллегам, избравшим этот путь поиска.

Книга «Кибержизнь: контуры медицины будущего» содержит симбиоз медицинских, биологических, математических и физических взглядов современной науки и приближает читателя к тайным основам функционирования организма, позволяющим получить в будущем практически неограниченные медицинские возможности.

Предисловие ко второму зданию

У каждого, кто взял в руки эту книгу, безусловно возникнет вопрос – а что же изображено на обложке? Важно сразу отметить, что данная книга содержит в себе новый, необычный взгляд на живые организмы (растения, животные, люди) не как «биологические системы», а как «непрерывные биологические процессы». И необычный дизайн обложки отражает этот новый подход к пониманию жизни.

Прошло полгода с момента первого издания русской редакции книги «Кибержизнь: Контуры медицины будущего» – в середине декабря 2016 г. прошла ее презентация в медиа-центре «Российской Газеты». Книгу представляла Ирина Григорьевна Краснопольская – авторитетнейший медицинский обозреватель в России, и мой учитель – великий врач, академик РАН, детский гематолог Александр Григорьевич Румянцев.

На обложке первого русского издания книги был изображен земной шар с живой клеткой внутри. Этот рисунок символизировал общность всех биологических процессов, происходящих в биосфере и их фрактальное подобие от уровня биосферы до уровня клетки. Другими словами, как на уровне биосферы, так и на уровне клетки действуют одни и те же законы физики, которые позволяют существовать различным живым организмам. Разница лишь заключается в уровнях энергии, которыми эти законы физики управляют.

Желая графически отразить процесс эволюции книги, я искал новые идеи для обложки. И как-то раз на своей странице Facebook я случайно наткнулся на видео-заметку про японскую рыбу фугу, она же раба-собака, она же японский иглобрюх, диодонт или фахак.

Фугу – маленькая рыбка размером всего с ладонь, которая может плавать хвостом вперед. Вместо чешуи у нее тонкая эластичная кожа. Если фугу испугать, она мгновенно раздуется и примет форму шара, утыканного острыми шипами, похожими на зубы собаки. В таком состоянии она в три раза превышает свои первоначальные размеры, и хищник не может ее проглотить.

Фугу – самый дорогой и смертельно опасный деликатес японской кухни. Она содержит смертельный яд – тетродотоксин, обладающий нервнопаралитическим действием и являющимся в 1200 раз опаснее цианистого калия. В одной рыбке этого вещества хватит, чтобы убить тридцать человек. Причем эффективного противоядия до сих пор не существует.

Чтобы научиться правильно готовить эту рыбу, повара проходят специальное обучение в течение двух лет. Секрет приготовления заключается в том, что повар оставляет совсем немного яда и отведав такое блюдо гурман получает специфическое опьянение, напоминающее наркотический дурман с сопутствующими галлюцинациями и обострением всех органов чувств.

Желая привлечь самку на нерест, чтобы та отложила икринки для обсеменения, самец рыбы фугу рисует на песке морского дна удивительные шедевры поразительной геометрической точности. На обложке книги показана математическая трехмерная 3D модель этого объемного рисунка.

Обычно в природе для привлечения самок самцы рыб пользуются менее экзотическим способом – они выделяют гормоны в окружающую среду, самки идут на зов гормонов к самцам, нерестятся, и самцы оплодотворяют отложенные икринки.

В случае же с фугу природа решила проявить себя не молекулярным путем через гормоны, а художественно, через доступный нашему глазу геометрически-совершенный объемный рисунок, в чем-то схожий с индийскими и даосскими изображениями Жизни и Вселенной, такими как мандала, сансара или шри-янтра.

Фактически же, этот объемный рисунок является четким математическим следом того самого живого биопроцесса, изображение которого дала нам сама природа! И у меня возникла мысль, что через этот рисунок, нарисованный самой природой, нам был дан математический ключ к глубокому пониманию природы живого и основ жизни, к пониманию биопроцессов и к кибернетическому подходу, описанному в данной книге. Но чтобы воспользоваться этим ключом нам необходимо смотреть на жизнь как на процесс, а не как на систему, иначе мы ничего не поймем. Именно поэтому мне показалось правильным поместить этот удивительный рисунок на обложке книги, представив его в виде трехмерной математической модели.

Хотел бы также пояснить название этой книги «Кибержизнь: Контуры медицины будущего». После выхода ее первого издания, мои читатели – медики, физики, математики, инженеры и простые люди, сразу же заинтересовались значением слова «кибержизнь» и стали задавать мне вопросы о его значении. Читатели предлагали альтернативные, более им понятные названия, например, «физика жизни». Ответ же на вопрос заключается в том, что у многих читателей сложилась не совсем верное понимание корня «кибер». Смотря на название и обложку книги, они думали, что речь пойдет о каких-то устройствах, кибернетических механизмах или даже разумных роботах! Тонкость же здесь заключается в том, что корень «кибер» имеет отношение не столько к устройствам и механизмам, сколько входит в название раздела математики «кибернетика» – наука об управлении. А поскольку я считаю, что жизнь как раз и говорит с нами на языке кибернетики, то и родился новый термин «кибержизнь». И кибержизнь – это не робот с искусственным интеллектом, а жизнь, описанная математическим языком с точки зрения кибернетики, кибернетическая жизнь.

С момента выхода первого издания данной книги на русском языке направление термодинамической биологии и теории конвергентных биопроцессов уже претерпело мощнейшую научно-эволюционную трансформацию. Я приступил к написанию моих трех следующих книг!

Первая книга пишется в жанре живого рассказа с философскими и автобиографическими экскурсами. Она будет посвящена истории, философии и практике моей врачебной деятельности, а также новым подходам и взглядам холистической медицины будущего. В ней будет описано множество интереснейших и зачастую уникальных клинических случаев, которые помогли мне дойти до понимания глубоких тайн функционирования организма – понимания, которое сегодня позволяет мне добиваться ранее недостижимых результатов у моих пациентов. В этой книге вы узнаете кто такой «врач-гончар», я расскажу вам как развивалось медицинское искусство с точки зрения философско-научных взглядов, будут даны краткие экскурсы в историю медицины.

Вторая книга – книга более научного плана. В ней будут описываться эксклюзивные концепции и знания по теории эволюции – начиная с эволюции живой клетки и заканчивая эволюцией галактики Млечный Путь!

Также у нас появилось новое направление исследований – интереснейший раздел под названием «термодинамическое питание», которое мы развиваем вместе с моим другом, биофизиком, кандидатом физико-математических наук, Николаем Викторовичем Кузьминым, вернувшимся в Россию после завершения пятилетнего научного проекта по исследованию нейроонкологических и нейродегенеративных заболеваний в Свободном Университете Амстердама (Нидерланды). Совместив идеи, полученные Николаем во время его научных исследований, с идеями термодинамической биологии и теорией конвергентных биопроцессов, нам удалось сформировать научное видение и начать разрабатывать раздел так называемого «термодинамического питания», которое мы называем «питанием жизни». И уже на сегодняшний день наша клиническая практика показывает, что термодинамическое питание может с успехом использоваться для безлекарственного лечения заболеваний, вызванными так называемым «липидным дистресс-синдромом Савельева», включающим в себя атеросклероз, желчнокаменную болезнь, жировой гепатоз и хронический панкреатит безлекарственным образом. Термодинамическое питание -настолько обширный раздел термодинамической биологии, что ему и будет посвящена третья книга.

В этом издании я также хотел бы выразить благодарность моему другу, с которым мы учились вместе, врачу-урологу, кандидату медицинских наук, Евгению Александровичу Борисенко, литературно записавшему с моих слов русский оригинал этой книги, так как в виду моей огромной клинической загруженности у меня совсем не оставалось времени написать книгу сидя за компьютером.

После выхода русской редакции этой книги я начал сталкиваться с реакцией на нее людей из медицинского сообщества и увидел, что эта книга явилась для них не просто интересным произведением, но и позволила им открыть для себя совершенно новые научные горизонты и получить практически-полезную в их клинической деятельности информацию. Поэтому я решил перевести свою книгу на иностранные языки, начав с английского (далее мы будем делать переводы и на другие языки), чтобы познакомить зарубежную аудиторию врачей, ученых и простых людей с новыми открытиями, неклассическими подходами и альтернативными взглядами на природу всего живого и познакомиться с уникальными практическими возможностями, предоставляемыми процессным подходом.

Я надеюсь, что прочтение этой книги доставит вам большое удовольствие и подарит вам возможность открыть для себя новые научные горизонты! Буду рад вашим письмам, мои любознательные читатели! Постараюсь ответить максимально подробно и ясно каждому, кто заинтересуется этим безусловно новым и безусловно сулящим громадные перспективы научным направлением. С нетерпением жду ваших писем по адресу: doctor.shishonin@gmail.com

Шишонин А.Ю.,

Июнь 2017 г.

К читателю

Новый взгляд на биологическую регуляцию

Центральная проблема биологии – проблема регуляции биологических процессов у млекопитающих и, прежде всего, у человека. Третье тысячелетие ознаменовалось взрывом в области клинической медицины, базирующейся на биологии развития, физиологического плато и старения. Прошло почти сто десять лет с момента, когда наш великий соотечественник Александр Александрович Максимов открыл и описал стволовую клетку кроветворения, и более пятидесяти лет, как Александр Яковлевич Фриденштейн открыл и описал клеточное, стромальное микроокружение.

Сегодня, в продолжение выдающихся исследований наших соотечественников, доказано, что стволовые клетки человека в течение всей его жизни поддерживают клеточный гомеостаз человека, поставляя во все органы и ткани новые клетки, замещающие клетки, погибающие при выполнении своих обязанностей или вследствие естественного старения. Хранилищем стволового пула является костный мозг, а логистику, то есть доставку клеток к их «дому», обеспечивают сердечно-сосудистая и лимфатическая системы, межклеточная жидкость и стромальное клеточное микроокружение.

Беременность сопровождается клеточным обменом между мамой и ребенком, в результате которого формируются две идентичные химеры, благодаря чему женщина вынашивает чужеродный, несущий антигены отца, плод. Клеточная регуляция многоклеточного организма человека – сложная и недостаточно изученная часть биологии. Ее механизмы изучаются с помощью молекулярно-генетических, биофизических и биоинформационных методов.

Следующий уровень биологической регуляции принадлежит циркулирующим рецепторам, киназам, медиаторам, гормонам, цитокинам, иммуноглобулинам, аминокислотам и другим активным молекулам, обеспечивающим гуморальную регуляцию органов и тканей.

Каждая из составляющих регуляторных систем изучалась в отрыве от других; будущее же в изучении этого уровня регуляции ученые связывают с биоинформационными достижениями, итогом которых станет персонифицированная медицина.

Существует и третий уровень регуляции, обеспечивающий обмен информацией, и, соответственно, регуляцией взаимодействия с внешней средой, передающими системами которой на второй и первый уровень регуляции являются органы чувств, кожа, слизистые оболочки и костно-мышечная система, формирующие рефлекторные реакции центральной и периферической нервной системы, нейрокогнитивную сферу и, в конечном итоге, внутренний навигатор, память, мышление и речь. Последняя система по принципу обратной связи способна управлять равновесием или биологической балансировкой живого организма, включая ранее описанные механизмы регуляции.

Перед Вами, уважаемый читатель, популярная книга, написанная педиатром-ученым и практиком-кинезиотерапевтом А.Ю. Шишониным, представившим новый взгляд на биологическую регуляцию с точки зрения физико-химических воззрений, где главной составляющей является энергетический обмен между теми же иерархическими системами, но описанными в соответствии с законами термодинамики.

Этот подход имеет историю, увлекательно представленную автором, и ее теоретическое развитие и предложения по профилактическому применению в клинической медицине. Каждый из Вас, кто прочтет эту книгу до эпилога, выберет для себя свой путь познания, принятия или непринятия теоретических и практических выводов автора. То, что сегодня кажется неясным, необъяснимым, незначимым, завтра может оказаться простым и понятным ключом к новой биологии и, следовательно, к новой клинической практике.

А. Г. Румянцев

Доктор медицинских наук, Профессор, Академик РАН, Москва, июнь 2016 г.

Тайны регуляции биосистем

Наука XXI века показала, что процессы биологического развития организма, как и общественного развития человечества не имеют конечного состояния. Эти процессы не ограничены в своем развитии, требуют постоянного изучения и использования новых методических приемов. Этот принцип декларирует автор представленной книги А. Ю. Шишонин.

За последнее время наши знания о регуляции биологических процессов значительно обогатились новыми данными, полученными с помощью оригинальных методических приемов. Автор, с помощью современных методов, рожденных на стыке наук (биологии, физики, математики), пытается проникнуть в тайны природы регуляции различных систем организма (от клеточного до целостной функциональной системы) в условиях нормы и патологии.

Автор предлагает гипотетическую термодинамическую модель «модель термодинамической сферы», не только как научный инструмент для изучения «физики организма», но и как инструмент для поиска обоснованных методов лечения ряда заболеваний.

В свете этих представлений в книге рассматриваются теории старения организма, обсуждаются проблемы регенерации стволовых клеток и вопросы естественного омоложения организма человека. Разбираются теории генеза онкологических процессов и эффективные пути лечения. Все эти научные проблемы анализируются автором с позиции законов термодинамики, что позволяет подойти к вопросам прогнозирования в онкологии и геронтологии путем исследования проблемы долговечности и надёжности функционирования биологических объектов.

Анализируя физиологические и патофизиологические стороны регуляции с помощью законов термодинамики, автор умело использовал богатый собственный материал и обширную отечественную и зарубежную научную литературы. В свете современных представлений о регуляции автор высказал своё видение патогенеза и терапии таких заболеваний, как гипертония, атеросклероз, сахарный диабет и остеопороз, что, несомненно, представляет интерес для практикующих врачей, хотя это влечёт за собой необходимость выработки особого стиля мышления, далёкого от традиционного терапевтического.

Очевидно, что автор владеет широким диапазоном знаний, он большой эрудит и большой мечтатель: освоив принципы конвергентных биопроцессов, подошёл к проблемам создания искусственного интеллекта и биоэнергетики будущего; философски размышляет о роли человеческого разума в познании мира.

Несомненно, ряд постулатов, выдвинутых автором, могут вызывать вопросы или споры, но тем и интересна эта работа. Она увлекает заинтересованные умы к новым научным разработкам и новым подходам в медицинской практике.

Автор призывает к сотрудничеству учёных разных специальностей: биологов, медиков, физиков, математиков. Популярное изложение важных вопросов биологической термодинамики позволяет рекомендовать книгу в качестве пособия для студентов биологических и медицинских вузов. Заинтересованный читатель (он может быть студент, врач, научный сотрудник) обязательно найдет здесь что-либо полезное для себя. Целью автора была простота изложения самых сложных аспектов современной термодинамической биологии.

А. Д. Павлов

Доктор медицинских наук, Профессор, член-корреспондент РАЕН, Заслуженный деятель науки РФ, Москва, июль 2016 г.

Новые технологии врачевания

Хирургия себя изживает, в таком объеме как сейчас, ее не будет. Эту парадоксальную фразу мне сказал Александр Шишонин – автор книги, которую очень рекомендую Вам прочесть. И знаете почему? Потому что он умудрился доступным языком рассказать о будущем медицины. А точнее о том, как современные новые технологии изменят весь процесс врачевания. Более того, он убеждает нас в том, что медицина станет заметно доступнее и куда более эффективнее.

А. Ю. Шишонин врач-практик, который уже сегодня в своих клиниках применяет им же разработанные новые подходы к лечению самых разных болезней.

Шишонин лечит ту же гипертонию не с помощью лекарств, а совершенно иначе – применяя собственную оригинальную методику.

Приведу только один пример. Судьба свела меня с Александром Юрьевичем, можно сказать, случайно.

Я занимаюсь судьбой ребенка, сейчас этой девочке уже пять лет и зовут ее Ульяна. Когда она была совсем малышкой, у нее обнаружили тяжелейшую злокачественную опухоль мозга. Пять нейрохирургических операций, несколько курсов жестокой химиотерапии. Наступила стойкая ремиссия, но пришла новая беда: левая ножка и левая ручка начали сохнуть. Не стану называть именитых медиков, к которым обращались по поводу Ульяны. И везде абсолютный отказ, «помочь нельзя».

Шишонин попросил всё медицинское досье Ульяны. Сказал: «Девочка наша». Результат его работы демонстрировали во многих телепрограммах. Положительный результат! А потому…

Скорее всего, биология, которая шествует в медицину, таит неиссякаемые возможности. Какие? Об этом и прочтите в книге Александра Шишонина. Тем более, что читается она не как научный труд, а почти как научный детектив.

И. Г. Краснопольская

Обозреватель «Российской Газеты», Отличник здравоохранения, Заслуженный работник культуры, Москва, август 2016 г.

Человек и термодинамическая среда

Начну со слов о том, что я, как математик, давно не испытывал такого удовольствия, как от чтения этой книги Александра Юрьевича Шишонина.

Монография посвящена гениальному ученому Эрвину Бауэру.

Не случайно эпиграфом к книге является имя Николы Тесла, человека будущего, гениального ученого и практика, научные результаты которого не осознаны и по сей день.

Вполне обоснованно автор определил область своих исследований, как «Контуры медицины будущего». Фактически им созданы основы нового научного направления.

Предметом исследований является взаимодействие двух объектов, «человек» и «термодинамическая среда».

Автор не только излагает результаты своих исследований, но рассказывает о процессе того пути, по которому он пришел к данным результатам.

Это придает книге особую ценность.

Фактически монография по своей структуре и содержанию состоит из многих аспектов, которые сами по себе имеют особую научно-методическую ценность.

Текст пронизан комментариями о том, каким образом у автора появлялись новые вопросы и каким образом он на них находил ответы.

Пространственным объектом исследований является организм человека.

Время существования этого объекта – это отрезок, который начинается с момента зарождения эмбриона и заканчивается моментом ухода из жизни.

Основная цель исследования заключается в отыскании путей увеличении времени здоровой жизни человека, в зависимости от реальных условий его функционирования.

Автор отдает себе отчет в масштабах проблемы и сложности путей достижения данной цели.

Исследование автора базируется на следующем основополагающем принципе, определяющем место человека в мироздании:

Вселенная является системой, все объекты которой динамически взаимосвязаны, функционируют во времени и пространстве, а их состояние и процессы взаимодействия подчинены объективным законам природы. Каждый макро– и микрообъект Вселенной, включая человека, фрактально подобен системе.

Процесс и результаты исследования представлен в монографии тремя разделами, каждый из которых обладает самостоятельной новизной и заслуживает особого внимания.

Первый раздел содержит изложение результатов, полученных предшественниками.

Фактически речь идет о той части объективных законов природы, которые были открыты предшественниками.

Но природа не делит процессы на части, соответствующие отдельным наукам. Поэтому автор рассматривает науку как целостность. Он ищет и находит законы, не ограничиваясь только разделами термодинамической биологии.

Так, например, Э Бауэру принадлежит общий закон биологии:

«… Все и только живые системы постоянно выполняют за счет своей свободной энергии работу против равновесия, требуемого внешними условиями».

Вместе с тем автор квантовой механики Э.Шредингер, разрешая противоречие между волной и дискретной природой материи, пришел к выводу, об отсутствии вероятностных законов в живых организмах. Трудно переоценить важность такого вывода для исследователей процессов жизни.

Ограничимся этими двумя примерами, отметив, что в своих исследования автор проанализировал, использовал и привел в монографии результаты десятков великих ученых физиологов, математиков и физиков.

Второй раздел содержит изложение результатов, полученных автором в области термодинамической биологии.

Исследование выполнялось дедуктивным методом с использованием системного структурно – количественного категориального анализа.

Ограничимся кратким перечислением результатов:

– Разработана и проанализирована сетевая многоуровневая термодинамическая структура взаимодействия трех функционирующих систем:

– – первая система, – внутренние органы человека,

– – вторая система, – внешняя среда,

– – третья система, – граничная область между первыми двумя системами.

– Центральной является задача установления взаимосвязей и взаимодействия между этими тремя системами.

– Функционирование всех трех систем базируется на потоках энергии.

– Вторая система является источником энергии для поддержания жизни в первой системе. Энергия поступает в организм по двум каналам, – в виде продуктов питания через желудок и кислорода воздуха, через легкие.

– Первая количественная оценка автора, – энергетическая мощность легочного канала в 7 раз превосходит мощность желудочного тракта.

– Нет нужды оценивать важность этого вывода с точки зрения процессов, протекающих в первой системе. Каждая клетка организма нуждается в энергии, которая поставляется кровеносной системой. Управление этими потоками осуществляется мозгом, на который ложатся функции:

– – измерение реального количества энергии в организме в данный момент времени,

– – обработка сигнала о потребности каждой клетки в энергии,

– – выработка управляющего воздействия на кровеносную систему для доставки в клетку необходимого количества энергии и оценка его исполнения,

– – перестройка в работе органов первой системы в случае невозможности выполнения предыдущего решения, – изменение артериального давления, увеличения частоты работы сердца, и т.д.

– Количество энергии, поступающей в первую систему зависит также от процессов, протекающих в третьей системе и от состояния второй системы, которые определяются следующими параметрами:

– состояние окружающей среды, – давление, температура, влажность, качество воды, электромагнитное поле, радиация, лекарственные препараты, качество одежды, …

Цель третьей системы – уменьшение энтропии в первой системе. Достижение этой цели обеспечивается коллективным человеческим разумом.

Процитируем автора:

«Цель создания разума с точки зрения эволюции одна – обеспечение оптимальной жизнедеятельности и через нее достаточной продолжительности жизни, как можно более долгой. То есть, цель разума с точки зрения биологии как науки о живом веществе – это обнаружение и нахождение проблем в передающих средах, мембранах и управляющих центрах первых двух сфер и их своевременное устранение.

Вся наша жизнь – это стремление к ее продлению. Разум, как инструмент эволюции, имеет все возможности это обеспечить. Учение о термодинамических сферах в биологии позволяет определить место разума в природе. Разум – это термодинамическая необходимость живой материи».

В заключение отмечу еще одно важное достоинства книги. Автор последовательно использует аналогии, не имеющие прямого отношения к биологической науке, как например, ссылку на ретро-автомобиль Пресли. Этим увеличивается число читателей, что очень важно. Дело в том, что современная экономика достигла такого уровня, при котором могут быть удовлетворены все материальные потребности людей, меньшим числом работающих.

Ставится вопрос: «А что делать с «безработными»?

Ученые этот вопрос не могут оценивать иначе, как нелепый, поскольку не вызывает сомнения правильность теоремы, которую можно оценивать, как объективный закон жизни во Вселенной:

«Объем знаний коллективного человеческого разума на каждый момент времени конечен».

Вместе с тем человечество находится в начале пути обеспечения достойной жизни, что требует огромного труда для добывания новых знаний.

Реальную (оптимальную) численность человечества определит не власть, а природа.

Уверен, что исследования автора подтверждают эти выводы.

В лице Александра Юрьевича Шишонина мы видим сложившегося, талантливого современного перспективного исследователя, владеющего аппаратом системного анализа и синтеза.

В.Я. Розенберг

Профессор, доктор технических наук, Петергоф, май 2017.

Тайны биологии старения

В сегодняшнем развитии здравоохранения четко определяется тенденция, связанная с применением так называемых «корригирующих технологий» в медицине. Эти технологии позволяют путем незначительных воздействий на организм добиваться значительных клинических результатов. В частности, такие подходы широко применяются не только в России, но и за рубежом. Например, в Великобритании вышел ряд серьезных научных публикаций и монографий на эту тему: это и «Интегративная медицина» Дэвида Ракеля и «Холистическое здравоохранение» Блесси Джозефа и многие другие интереснейшие работы.

Особую роль и все большее значение в развитии медицинской науки приобретают подходы к профилактике, то есть к предупреждению заболеваний. С этой точки зрения ведущую роль на сегодняшний день играет тонкая диагностика метаболических нарушений в работе организма. А именно, когда обмен веществ человека все глубже и глубже анализируется и выявляются нарушения в метаболических процессах с дальнейшей разработкой методов их профилактики. С этой точки зрения подходы, озвученные в книге доктора Александра Шишонина «Кибержизнь: Контуры медицины будущего», позволяют врачам-практикам, простым путем, не применяя метаболические подходы на молекулярном уровне, использовать множество эффективных внешних воздействий, то есть в буквальном смысле воспользоваться силой законов физики, а точнее, термодинамикой. В этой связи особую важность и роль играет озвученное автором направление термодинамической биологии, как той научной основы, которая позволяет целенаправленно применить к организму эти потрясающие новые возможности.

Опираясь на труды ведущих ученых прошлого и великих учителей науки настоящего, автор всесторонне обосновал и применил эти направления в своей работе, обеспечив тем самым будущий потенциал для целенаправленной работы по дальнейшему развитию этих тенденций и применения их в практической медицине.

Какие же практические результаты мы можем получить, применяя знания, предложенные автором? Смотря в будущее, можно сказать, что у нас появляется ясный научный путь для поиска методов и систем воздействия на организм, чтобы достичь длительного сохранения активного долголетия, путем поддержания организма в молодом или зрелом состоянии в течение очень большого промежутка времени, не допуская разрушительных проявлений процессов старения. Вне всяких сомнений, автору впервые удалось дать читателям системные ключи к этим тайнам биологии старения!

Мало кто это видит, но общая тенденция развития медицинских технологий движется в направлении уменьшения применения медикаментов и практика, которой сегодня занимается доктор Шишонин, – это практически безмедикаментозное приведение человека к нормальному функциональному состоянию. Смотря глубже можно сказать, что эта технология препятствует переходу людей из популяции здоровых в популяцию больных.

Данная книга безусловно лежит на стыке как фундаментальных, так и практических научных направлений. Из фундаментальных наук можно отметить физику в области нелинейной термодинамики открытых систем Ильи Пригожина, системную биологию разных уровней (от геномики до метаболомики), большой пласт математических направлений – биокибернетику, теорию оптимального управления Ляпунова и общую теорию управления Зубова, которые автор виртуозно внес в ткань своего повествования. В рамках практических научных направлений явно прослеживается конвергенция, то есть объединение научных подходов в областях нано и биотехнологий, в области информационных и когнитивных технологий, связанных с изучением сознания, и естественным образом автор во многих главах выходит на новые взгляды в социогуманитарных технологиях. Здесь самым очевидным образом применяется подход, который в последнее время приобрел очень хорошую репутацию в научном мире. Это так называемый НБИКС-подход, осуществляющий конвергенцию нано, био, инфо, когнитивных и социогуманитарных наук в единую НБИКС-технологию. И безусловно, как сам автор, так и его коллеги ученые и медики, работающие на стыке наук и свободно оперирующие на обширном междисциплинарном поле, смогут в будущем задавать тон инженерам, которые занимаются робототехникой, биокибернетикой и бионикой, помогая им нащупать пути для реализации разных моделей и подходов на практике.

Наконец, я хотел бы еще сказать про те возможности, которые перед нами открывает эта оригинальная книга. А именно, огромную палитру методик, которые мы получаем, применяя изложенные здесь смежные междисциплинарные подходы в управлении биологическими процессами организма. Здесь возникают гораздо более мощные научные инструменты осознания биологической сути жизни, чем при обычном системном подходе. И об этом автор как раз и упоминает в последней главе книги, где он впервые формулирует четкое различие между системным и процессным подходами. В данном случае автор выступает адептом процессного подхода и позволяет взглянуть читателю на организм с иной, альтернативной, но при этом высоконаучной и обоснованной точки зрения. И в этой связи на первый план также выходит применение взглядов автора в осуществлении так называемых этапов медицинской помощи. Здесь возникает прецедент для более осознанного и целенаправленного занятия как профилактикой заболеваний, так и практической медицинской помощью. Рождаются инструменты для так называемой «термодинамической реабилитации», понятие которой автор впервые вводит в данной книге.

Еще раз хочу отметить важность профилактики! Можно назвать множество специалистов, которые изначально работали в узконаправленных областях медицины и со временем перешли в широкое поле профилактической медицины. Яркий тому пример – академик Николай Михайлович Амосов. Он начал свой путь как начальник смены рабочих на электростанции при лесопильном заводе, и позднее, окончив медицинский и параллельно и технический институт, он прошел через всю Вторую Мировую войну военно-полевым хирургом. После войны Амосов занимался ортопедической хирургией, грудной хирургией и кардиохирургией, прошел колоссальный путь, создал множество научных работ и трудов, и уже в конце своей карьеры он осознал важность профилактики, как основополагающей меры для предотвращения оперативных вмешательств, которым он посвятил всю свою жизнь. Руководствуясь этим пониманием Амосов создал понятие «функционального резерва организма», как резерва, который человек мог бы развить и натренировать. Понимая это, последнее десятилетие своей жизни Николай Михайлович посвятил не лечению болезней, а поддержанию и накоплению здоровья. Вот и автор данной книги предлагает подобный подход, называя его «оптимизацией процессов управления» в организме. В реабилитации же мы называем его ничем иным как «реабилитационным потенциалом организма».

Я хочу выразить автору искреннюю благодарность за то, что он не забывает великих учителей науки, а наоборот, всецело опираясь на их достижения, развивает свои оригинальные умозаключения и практики, что придает особое значение и создает уважение к этому труду!

А.Н. Разумов,

Доктор медицинских наук, профессор, академик РАН, Заслуженный деятель науки Российской Федерации, Москва, май 2017.

Термодинамика стволовых клеток

По мере накопления и анализа знаний в области геронтологии, биохимии, биофизики, молекулярной биологии формируются новые взгляды на процессы старения как на особенности взаимодействия многочисленных структур организма человека с учётом влияния на него эндогенных и экзогенных факторов. И действительно, все системы организма функционируют, казалось бы, в автономном режиме. Однако на практике сбой водной из систем непременно приводит к нарушению в работе других систем. А.Ю. Шишонин большое внимание уделяет процессам, связанным с постепенным длительным замедлением процессов получения энергии клетками от аэробных процессов и переходу к анаэробным. Причём основным биорегулятором рассматривается мозг, который координирует перестройку метаболических процессов в пользу анаэробного синтеза на основании изменения концентрации центральных биорегуляторов в крови, особенно кислорода. По мнению автора, огромная роль в регенерации тканей принадлежит веществам, инициирующим деление клеток. И сегодня известно, что стволовые клетки, помещенные в искусственные условия для размножения, начинают самостоятельно функционировать как отдельный организм, проявляя признаки саморегуляции окружающей среды. Нельзя не согласиться с мнением автора, что возрастные замедления регуляторных процессов объясняются не только уменьшением количества стволовых клеток, но и снижением эффективности их функционирования. Подобный термодинамический подход позволяет неоднозначно относиться к методам применения стволовых клеток в теории профилактики и коррекции процесса старения.

В.А. Виссарионов

Профессор, доктор медицинских наук, врач-пластический хирург, Председатель ученого совета Института Красоты, Член Американской Ассоциации Пластической и Эстетической Хирургии, Москва, июнь 2017.

На пути познания основ жизни

«Ни один человек не может быть узким специалистом без того, чтобы не быть идиотом, в широком смысле слова. Узкий специалист узнаёт все больше о все меньшем и так до тех пор, пока не будет знать всё ни о чем и ничего обо всем…»

Джордж Бернард Шоу

Фактом написания этой книги я обращаюсь к достаточно обширной аудитории читателей. Прежде всего, это ученые, ведущие научный поиск в таких фундаментальных, но находящихся на стыке наук, областях как биофизика и системная биология, биохимия, биокибернетика, математическая биология и математическая лингвистика. Однако я намеренно не стал писать ее сухим научным языком, чтобы она оказалась интересной классическим биологам, врачам-ученым и врачам-практикам буквально во всех областях медицины, физикам-теоретикам и физикам-практикам, математикам разных специальностей и даже метеорологам.

Работая над текстом, мне хотелось сначала вместить в него как можно больше формул и уравнений, чтобы сделать книгу более весомой в глазах читателей. Однако мне повезло! Почти в самом начале этой работы я случайно наткнулся на мудрое изречение одного из самых известных ученых-писателей современности Стивена Хокинга о том, что каждая формула, включенная в текст книги, вдвое уменьшает количество ее читателей.

Очарованный простотой и ясностью этой мысли я обрадовался тому, что доступным для понимания языком, минимально употребляя уравнения в тексте, мне будет намного проще написать книгу.

Только сейчас, завершая работу, я с улыбкой вспоминаю тот момент наивного заблуждения. Все оказалось совсем наоборот: изложить сложнейшие логические, научные и философские принципы в доступной форме, при этом часто объединяя в один котел биологию, медицину, биохимию, физику и математику, оказалось крайне сложной задачей, отнимающей большую часть времени работы над текстом. Но, надеюсь, мне все же удалось с этим справиться. В любом случае, я сделал для обеспечения доступности целостного понимания читателем предложенных мною здесь новых взглядов, все что мог и даже больше. Поэтому, уважаемые коллеги, не судите меня слишком строго, если я где-то переборщил с упрощением.

Я сделал это с той лишь целью, чтобы дать общую, понятную картину термодинамической биологии в более простой для восприятия и доступной для понимания форме. Чтобы меня смог понять не только узкий специалист, а просто интересующийся и эрудированный человек. Кто знает, какие нынешние школьники и студенты, прочитав этот труд, встанут вместе с нами на научный путь познания основ жизни и искусства управления живой материей?! Какие большие ученые, неутомимые исследователи, а возможно и великие первооткрыватели науки вырастут потом из этих ребят?!

Последние несколько столетий наука шла по пути развития от холистических взглядов, которые были научно-практическими и философскими одновременно. Наука претерпевала некоторые поэтапные разветвления. Первое, и самое глобальное разделение произошло на заре формирования древа науки и дало три основных ствола: ствол познания мира материального (классическая физика, химия и математика как средство описания), ствол познания мира материального-живого (биология) и ствол познания мира мыслей и идей (философия, психология). Это древнее разделение не давало, с одной стороны, поставить разум в одну логическую цепочку вместе со всеми остальными атрибутами живого вещества, а, с другой стороны, не давало и само живое вещество поставить в стройный ряд уровней организации материи в принципе (от атома до живого разумного организма).

Дальше ствол познания мира мыслей и идей начал дробиться на дополнительные ветви: философия, социология, экономика, нейролингвистика, психология и прочее. Также и стволы познания материального и материального-живого мира дробились и претерпевали дивергенции не в меньшей, а даже в большей степени. В итоге мы имеем объемное древо науки, на сегодняшний день разделенное на три ствола. Один из них занимается изысканиями, связанными с корой головного мозга, исследуя феномен разума и его категорий и чувствуя при этом свою отделенность от естественнонаучных направлений. С другой стороны, мы имеем еще более дискретное и разветвленное древо науки двух других стволов, ветви которых чувствуют себя отделенными как друг от друга, так и от первого направления в еще большей степени.

Степень дивергенции и дискретности в науке достигла таких ошеломляющих масштабов, что, например, в системной биологии специалисты, занимающиеся геномикой, не могут ступить и шага в метаболомике или протеомике, хотя это на самом деле близкородственные, но чрезвычайно дискретные области одной науки. Что уж говорить о медицине, где врач-отоларинголог даже помыслить не может об эндокринологических подходах, а эндокринолог с трудом воспринимает то, чем занимается вертеброневролог, хотя все эти специалисты работают, казалось бы, в соседних анатомических областях!

Да, нынче в науке появился и стал очень популярен системный подход (особенно в биологии), основным постулатом которого является системный эффект или свойство эмерджентности систем, которое объясняется так: совокупность составных частей не равняется целой системе (набор клеток – это еще не организм). Однако, можно сказать, что в наше время ученые-специалисты знают очень многое, но в очень узких областях, то есть фактически не знают ничего о целом. Здесь подходит изречение поэта эпохи германского просвещения XVIII века Кристофа Мартина Вилланда: «За деревьями не видеть леса». То есть, за деталями не видеть главного…

Эту метафору можно воспринять и буквально, ведь она очень емко характеризует современное состояние науки. Если взять в качестве классического примера такой дивергенции изучение леса как биоценоза (единого большого организма) с законами и принципами его функционирования, то мы увидим, что большинство ученых изучают разные составные части леса: деревья, микроорганизмы, мох, грибы, птицы и грызуны, насекомые и так далее, то есть изучают отдельные элементы леса. Но стоит их попросить описать четкие принципы функционирования леса как единого целого, тот тут же мы увидим всю скудность нашего понимания леса, как большого единого организма.

В связи с давно назревшей необходимостью начать обобщение в нашем осознании гигантского древа науки как единого целого, не подверженного ни в какой степени разделению на составные части, становится очевидной главная цель этой книги – применить разум так, чтобы были созданы теории, ментальные инструменты и принципы, позволяющие осуществлять так необходимую в наше время конвергенцию наук.

Конвергенция (объединение) наук – это общепринятый современный термин, который с удовольствием применяют большие ученые, и данная книга в полной мере обладает этим свойством – конвергентностью.

Я надеюсь на то, что эта рукопись действительно способна дать понимание сути физических процессов, происходящих в живом организме. Впервые в руках ученых появляется инструмент в виде четко структурированных теорий, который дает нам власть над живым веществом. Идя по этой дороге, мы получим эту власть на том уровне, на котором захотим. И поэтому, применяя эти скрытые доселе знания, мы должны понимать и ту громадную ответственность, которую они предполагают уже одним своим наличием. Мне удалось увидеть лес хотя бы одним глазком, и он все четче вырисовывается! Это увлекательнейшая практика мысленных экспериментов.

Но я также отчетливо понимаю, что такие вещи достаточно тяжелы и сложны для восприятия учеными, которые привыкли работать в своей дискретной области. Мне удалось сложить четкую и последовательную систему, которая поможет специалистам из разных областей увидеть картину в целом. Здесь нет ничего случайного. Это удалось сделать впервые, и для простоты понимания здесь дается первая ступень, и есть большое желание пойти дальше. Читайте эту книгу!

Медики сразу смогут применить полученные знания в своей клинической деятельности. Математики и физики получат ключи к правильному моделированию биологических процессов. Также это очень поможет всем приверженцам теории хаоса в физике. Поскольку теория хаоса сегодня – одна из популярнейших, однако в ней не хватает принципа фрактального действия физических законов, который может быть осознан позже. Это очень поможет тем хаотистам, последователям Эдварда Лоуренца, которые занимаются проблемами метеорологии. Введение моего принципа иерархично-соподчиненных термодинамических сфер в метеорологии, я уверен, тоже даст свои прорывные моменты.

Самые мощные шаги в современной науке всегда происходили, когда имелись качественные теории. Особенно это прослеживается в физике. Качественная теория дает возможность практикам, применяя теорию, которая описывает функционирование каких-либо природных объектов, продвинуться в дальнейшем познании познанию окружающего мира и законов его функционирования. В нашем случае, прежде всего, я говорю о биологических объектах.

Тому, кто вдумчиво прочитает и осознает эту работу, откроется совершенно новый удивительный мир физической реальности функционирования живого вещества. Это дает практически неограниченные возможности в медицине, физиологии и в управлении организмом. Свод физических принципов функционирования живого вещества – это симбиоз традиционных и новых взглядов и теорий в биологии и медицине. Раньше они были разрозненны как во времени, так и географически, и теперь мне удалось все это объединить.

Ключевая мысль: если ученые говорят о качественных теориях, то им и нужно заниматься качественными теориями, а не тратить время и ресурсы на практические доказательства. Как пример, можно привести физиков-теоретиков. После создания ими красиво выстроенной теории, они, как правило, не могут дождаться доказательства ее на практике в силу своего возраста. Но надо понимать, что если бы не было теории, то практика никогда бы не пошла по этому пути. Теории в познании природы играют не просто роль свода знаний, они становятся маяком, путеводной звездой, указывающей направление дальнейшего научного поиска уже непосредственно практикам.

Очевидный плюс в этом повествовании заключается в том, что мы с Вами рассматриваем биологические объекты, и в них уже многие теоретические моменты, о которых мы будем говорить, реализованы.

Надо просто их увидеть в этой сложнейшей биохимической машине. Моей задачей было, с одной стороны, дать теорию, с другой – увидеть в организме, каким образом это уже реализовано самой природой за миллионы лет эволюции. И практики, опираясь на это, уже могут мало того, что эти теории подтверждать или находить какие-либо тонкости в функционировании этих физических принципов, они смогут, совершенно четко предвидеть наличие каких бы то ни было инструментов живой природы в виде, например, неизвестных науке, но очень важных биохимических реакций. И находить их целенаправленно. То есть они, благодаря теориям, будут четко знать, что и где искать. Примерно так, как физики обнаруживают на ускорителях еще не подтвержденные практикой, но заранее предсказанные теоретически, мельчайшие частицы вещества.

После написания этой книги, в процессе редактирования текста, у меня родилось название – «Кибержизнь. Контуры медицины будущего». Хотя рабочее название было «Термодинамическая биология и теория конвергентных биопроцессов», однако оно больше подходит для научной монографии. Монографию под таким названием я планирую написать в ближайшем будущем, а сейчас давайте подробно остановимся на термодинамической биологии и теории конвергентных биопроцессов. Я хочу пояснить суть этих двух новых терминов, поскольку понимание этого позволит лучше воспринять достаточно необычный и сложный материал. Итак, …

Термодинамическая биология – термин, произошедший из особенного раздела физики «биологическая термодинамика». Коренное отличие здесь заключается в том, что в «биологической термодинамике» описываются с точки зрения термодинамики либо организмы в целом, либо клетки, либо каскады важнейших биохимических реакций уже на молекулярном уровне.

В «термодинамической биологии» же появляются такие инструменты познания, как термодинамические сферы в структуре организма, позволяющие включить в ткань этого научного направления такие математические инструменты как теория оптимального управления и общая теория управления, то есть биокибернетические подходы.

Теория конвергентных биопроцессов – термин, появившийся в результате синтеза таких понятий как конвергенция и процессный подход. Основным постулатом данной теории является взгляд на организм не как на сложную систему, составляющую основу жизнедеятельности, а как на процесс действия на биовещество комплекса внешних сил, в результате которого неизбежно возникает и бесперебойно функционирует система.

Именно такой подход, через приведенное в книге главное модулирующее уравнение данной теории, позволяет нам с Вами приблизиться к качественно новому пониманию в математическом моделировании не только работы живого вещества, но и к прорыву в области моделирования работы интеллекта, то есть к созданию математической модели работы интеллекта, которая по своей сути, будет являться самым настоящим искусственным интеллектом.

Раздел I: Великие учителя науки, заложившие фундамент термодинамической биологии

Мощный теоретический прорыв в наше время невозможен на пустом месте. Научный мир, пожалуй, можно напрямую сравнить с миром биологии, поскольку развивается он, несмотря на убеждение многих в обратном, именно путём эволюции, а не революции. Когда я слышу выражение «научная революция», я понимаю насколько это далеко от истины потому, что революция по своей сути, это действие, разрушающее старые устои и парадигмы и замена их новыми. Научный же мир явно развивается эволюционным путём, поскольку наука никогда не забывает своих корней, и самые великие ученые нашего времени часто, обращаясь к истокам, находили там информацию для своих будущих открытий.

Поэтому вместо выражения «научная революция», я предпочитаю использовать термин «научный прорыв». Прорыв в науке возможен только в случае твёрдой опоры под ногами, от которой можно надежно оттолкнуться и совершить прыжок выше головы. Ничего не получится у того, кто вместо того, чтобы отталкиваться от опоры как можно сильнее и покорять новые высоты, начнёт разрушать эти основы, пытаясь подменить старые понятия новыми, но, не двигаясь при этом с места. Поэтому в этой книге, я прежде всего, хочу познакомить Вас с моими «опорами», поверьте, они прекрасны. В моем случае можно сказать, что труды этих великих людей образуют не просто мощный научный фундамент, а самый настоящий «батут для познающего».

Я приглашаю Вас, уважаемый читатель, вместе со мной, воспользоваться громадной силой этого «батута» и, преодолев притяжение, выйти на новую орбиту познания. Вперёд!

Бауэр Эрвин Симонович

19.10.1890 – 11.01.1938

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

Обширная клиническая практика по восстановлению кровотока в позвоночных артериях и венах у пожилых людей постепенно привела меня к пониманию того, что буквально у всех моих пациентов, наблюдаются одни и те же клинические эффекты: нормализация артериального давления, восстановление и оптимизация обмена углеводов, корреляция плазматического уровня и состава липопротеидов различной плотности и другие метаболические эффекты. Понимание этого момента, явилось отправной точкой в развитии гипотезы о наличии единого надмолекулярного интегрального механизма регуляции этих процессов.

Именно мысль о том, что все биохимические каскады организма, реализованные на молекулярном уровне, подчиняются некоему внешнему общему управлению, в итоге и привела меня к созданию стройной теории, которую по анатомическому и биохимическому признакам я назвал теорией централизованной аэробно-анаэробной компенсации энергетического баланса (ЦААКЭБ).

Когда мне удалось сформировать теорию ЦААКЭБ, я понял, что в природе должны существовать какие-либо общие законы биологии для всего живого. По своей природе, теория ЦААКЭБ должна была подчиняться законам физики и иметь аналогии в области физики биологических объектов. Используя поисковый инструмент в интернете, а именно Яндекс, я задал вопрос: «всеобщий закон биологии», и в качестве первой ссылки Яндекс выдал общий закон биологии Эрвина Бауэра. Уже потом, когда я прочитал его труд «Теоретическая биология», у меня сформировалась четкая концепция иерархичных управляемых термодинамических сфер, которая легла в основу этой книги.

Эрвин Бауэр родился в 1890 году в венгерском городе Леч (ныне Левице, в Словакии) в семье Симона Бауэра, преподавателя французского и немецкого языков. Эрвин окончил медицинский факультет в Гёттингене, где занимался гистологией и патологической анатомией. В 1914 г. был мобилизован в австро-венгерскую армию и до 1918 года работал в гарнизонной больнице. В тот же год ученого постигла трагедия: его первая жена, известная венгерская писательница Маргит Каффка и их маленький сын умерли во время эпидемии гриппа.

Впоследствии Эрвин Бауэр увлекся социалистическими идеями, стал коммунистом и принял участие в венгерской революции. После её подавления осенью 1919 года вместе со второй женой, Стефанией Силард, Эрвин эмигрирует в Вену, а затем в Гёттинген. В 1921 году они переезжают в Прагу, где Бауэр становится ассистентом профессора Ружчки в отделе общей биологии и экспериментальной морфологии Карлова университета.

В этот период его особенно интересовали реакции клеток на различные факторы внешней среды в связи с общей теорией жизненных явлений. В 1925 г. по приглашению Института профессиональных заболеваний имени Обуха Бауэры приехали в Москву. В 1930 г. он издал книгу на русском языке «Физические основы в биологии», а уже в 1931 Бауер организовал и возглавил в рамках Биологического института имени Тимирязева лабораторию общей биологии. В процессе создания в Ленинграде Всесоюзного института экспериментальной медицины, в 1934 году, Бауэра пригласили возглавить отдел общей биологии, который включал в себя следующие лаборатории: электробиологическую, обмена веществ, раковую, общей биологии, лабораторию биологической и физической химии и биофизическую лабораторию. В 1935 г. выходит в свет главный труд Бауэра «Теоретическая биология»…

Талант Бауэра проявился в том, что, будучи еще совсем молодым человеком, он создал стройную физическую концепцию функционирования всего живого, которая до сих пор остается гениальной. Весь его посыл был о том, что организм, это – цельная система, а не комплекс разобщенных структур. И он был абсолютно прав. Причем, в те времена у него не было той исчерпывающей информации, того объема знаний, которым мы располагаем сейчас.

Суть мировоззрения Бауэра заключалась в том, что он всю жизнь пытался понять и выразить в физических формулах, как и по каким законам функционирует живая материя. Он понимал, что есть физика атомов и молекул и есть физика макротел. А есть отдельный раздел физики – биологический, или как он называл, «теоретическая биология», которая описывает глобальные законы, согласно которым функционирует все живое.

В своей практике он часто пользовался мысленными экспериментами, которые ему прекрасно удавались, за что основоположник учения о доминанте нервной деятельности Алексей Алексеевич Ухтомский, назвал его «Эйнштейном в биологии».

В то время лишь самые выдающиеся умы понимали то, чем занимается и то, о чем пишет Бауэр. Многие не могли понять, что такое теоретическая биология поскольку считали ее эфемерным понятием, которое нельзя потрогать, в отличие от материальной вещи. На основании своих многочисленных мысленных экспериментов он вывел и обобщил главный закон биологии, который гласит: «Все и только живые системы постоянно выполняют за счет своей свободной энергии работу против равновесия, требуемого внешними условиями». Главный закон биологии не просто, абсолютно созвучен первому началу термодинамики, фактически он им и является в применении к живому веществу. Далее, в главе, посвященной первой термодинамической сфере, этот момент будет рассмотрен более подробно.

Бауэр оказался в Советском Союзе в период удивительного, всестороннего подъема в стране естественных наук. Расцвет науки был ярким, но очень кратким – с 1925 по 1929 годы. В этот период сформировались научные школы физиков А.Ф. Иоффе, Н.Н. Семенова, Л.И. Мандельштамма, Д.С. Рождественского, химиков А.Е. Чичибабина, В.Н. Ипатьева, Н.Д. Зелинского, математика Н.Н. Лузина, биологов Н.К. Кольцова, Ю.А. Филиппченко, Н.И. Вавилова, А.А. Ухтомского, И.П. Павлова, В.И. Вернадского.

После тяжелого исторического периода в стране начался переход к мирной жизни и новой экономике. Носители духа науки и просвещения – прогрессивные интеллигенты дореволюционного времени и их молодые ученики – с огромной энергией и страстью устремились к прерванным занятиям. Можно представить себе, как воспринял этот дух энтузиазма коммунист-эмигрант Э.С. Бауэр. К несчастью, великий гений попал под беспощадную машину репрессий тех лет, как и другие светлые умы той неоднозначной страницы нашей истории. В 1937 году, Эрвин и Стефания Бауэры были арестованы днем, на работе. Они никогда более не видели друг друга и своих детей. Эрвин Бауэр был приговорен и расстрелян в 1938 году. Двое его сыновей, Михаил и Карл, были разлучены и отданы в детские дома. Старший сын, Михаил Эрвинович Бауэр, после ХХ съезда КПСС и реабилитации родителей вернулся в Ленинград и получил образование инженера, а младший сын, Карл Бауэр, после армии окончил вечернее отделение Педагогического института по факультету иностранных языков. Сейчас он живет в Пензе и преподает в школе иностранные языки.

Эрвин Бауэр – это великий гений биологии, человек, значительно опередивший свое время. Изучение его трудов привело меня к мысли о написании этой книги. Он вдохновил меня на этот труд силой своей мысли, настолько мощной, что даже через восемь десятилетий после его противоестественной смерти, она обладает невероятным созидающим духом. Я преклоняюсь перед ним и посвящаю этот труд ему.

Мечников Илья Ильич

03.05.1845 – 02.07.1916

«Человек при помощи науки в состоянии исправить несовершенство своей природы».

В процессе научного поиска того механизма в биологии, который мог бы противостоять разрушению организмов, вследствие непрерывного действия главного разрушителя природы – второго начала термодинамики, ко мне пришло понимание, насколько важна роль стволовых клеток в этом процессе. В ходе изучения литературы, я прочитал труды о стволовой кроветворной клетке выдающегося ученого, гистолога, первооткрывателя стволовых клеток, нашего соотечественника Александра Александровича Максимова, который собственно и ввёл в термин «стволовые клетки» в медицину и биологию, впервые употребив его на съезде гематологов в Берлине в 1908 году. Пойдя дальше в этом направлении мне удалось выйти на работы замечательного последователя А. А. Максимова – Александра Яковлевича Фриденштейна. Именно он в 50-е годы прошлого века, более чем через два десятилетия после смерти Максимова, придал новое дыхание уже серьёзно недооценённому и подзабытому учению о стволовых кроветворных клетках. И именно ему впервые удалось обнаружить в строме костного мозга мультипотентные мезенхимальные стволовые клетки, а главное, разработать методику их культивирования.

Работая с этими и другими источниками (особенно примечательны и важны последние достижения и открытия в этой области, осуществлённые доктором Синья Яманака – японским ученым, профессором института передовых медицинских наук в Университете Киото, нобелевским лауреатом 2012 года по медицине и физиологии за открытие группы генов, активируя которые можно обычные взрослые клетки переводить в состояние детских мультипотентных и в будущем выращивать из них органы и ткани), я часто встречал ссылки на книги Ильи Ильича Мечникова и начал также более углубленное и кропотливое изучение трудов этого колосса медицины, связанных с фагоцитозом и общими взглядами на работу организма в целом. Можно сказать, что я практически заново открыл для себя этого великого ученого.

Особенное влияние на мое научное мировоззрение оказала работа Ильи Ильича «Этюды оптимизма». После уже повторного осознанного прочтения этой книги многие вещи относительно функционирования стволовых клеток и фагоцитов стали логически объяснимыми с точки зрения нелинейной термодинамики. И когда я нашел в работах Мечникова связь фагоцитов с процессом старения, был сформулирован механизм распада, без которого невозможно существование организма. Уже потом, в виде озарения, передо мной предстала картина удивительно прекрасного принципа самообновления организма, действующего постоянно и неразрывно от момента деления стволовой клетки до поглощения фагоцитами апоптатических телец уже разрушенной дифференцированной соматической клетки. Этот принцип будет подробно описан далее в соответствующем разделе книги. А пока хочу сказать, что без понимания мною принципа «дисгармонии природы человека», введённым и подробно описанным Ильёй Ильичом, невозможно было бы и само написание этой книги. Поэтому остановимся на биографии и трудах этого удивительного человека более подробно!

Илья Ильич Мечников родился в семье гвардейского офицера и помещика Ильи Ивановича Мечникова и Эмилии Львовны Невахович. Детство Мечникова прошло в имении отца Панасовке, где у него пробудились любовь к природе и интерес к естественным наукам, который формировался под влиянием студента-медика, домашнего учителя старшего брата Льва.

В 1856-м Мечников поступил сразу во 2-й класс харьковской гимназии, которую окончил с золотой медалью в 1862 году. Еще гимназистом Мечников посещал лекции по сравнительной анатомии и физиологии в Харьковском университете, занимался микроскопированием и читал естественнонаучную литературу. По окончании гимназии Мечников отправился учиться в Германию, но обескураженный холодным приемом русских студентов, сразу же вернулся в Россию и поступил на естественное отделение физико-математического факультета Харьковского университета, где за два года вместо четырех (1862–1864) он расправился с программой естественного отделения. Сдав экзамены экстерном, Мечников, как подающий большие надежды молодой ученый, был командирован за границу для пополнения знаний.

Несчастье постигло ученого 20 апреля 1873 года, когда от туберкулеза умерла его первая жена – Людмила Федорович. После ее смерти Мечников был сильно подавлен и предпринял попытку самоубийства. Он употребил морфий и только по счастливой случайности выжил – порция морфия была слишком велика – возникшая рвота удалила из желудка не успевший всосаться в него яд.

В 1875 году он женился на Ольге Николаевне Белокопытовой, ставшей его помощницей в научном поиске. В конце концов Мечников сделал свое наиболее важное открытие – Илья Ильич стал основоположником фагоцитарной теории иммунитета. За исследования невосприимчивости в инфекционных болезнях в 1908 году Мечникова удостоили Нобелевской премии. Он доказал существование в организме особых амебоидных клеток, способных поглощать патогенные микроорганизмы. Наблюдая за подвижными клетками морской звезды под микроскопом, Илья Ильич обнаружил, что они не только участвуют в процессе пищеварения, но выполняют защитные функции в организме, обволакивая и поглощая инородные частицы. Мечников дал им название «фагоцитов», а сам процесс получил название «фагоцитоз».

В своей теории ученый описал три основных свойства, которые присущи клеткам – фагоцитам: способность защищать организм от инфекций, а также защищать его от токсинов (включая продукты распада тканей), способность фагоцитов к вырабатыванию ферментов и биологически активных веществ, присутствие антигенов на мембране клеток фагоцитов.

Несмотря на значительный прорыв в исследованиях строения и взаимодействия клеток организма, предложенная Мечниковым фагоцитарная теория остается главной основой современной иммунологии. В 1937 году начались работы по электрофорезу белков крови, положившие начало изучению иммуноглобулинов, а вскоре были открыты основные классы антител (иммуноглобулинов), способных идентифицировать и нейтрализовать чужеродные элементы. Все эти исследования лишь развивают теорию, предложенную Мечниковым, исследуя ее механизмы на более детальном уровне. Основными вызовами, на которые фагоцитарная теория должна найти ответ, являются вопросы иммунодефицита, лечение онкологических заболеваний, разработка новых вакцин и антиаллергенов.

Перспективным направлением является изучение механизмов ответной реакции инфекционных микроорганизмов на средства борьбы с ними. Что запускает их модификации, как происходит этот процесс на биохимическом уровне, каким образом на механизмы иммунитета влияет психическое и эмоциональное состояние и другие дополнительные факторы – эти и другие вопросы остаются пока малоизученными и ждут своих открывателей. В данной книге, прежде всего нас будут интересовать работы Мечникова, связанные с функцией фагоцитов с точки зрения их роли в процессе старения. В трудах Мечникова вопросы старения занимали значительное место. Он считал, что старость и смерть у человека наступают преждевременно в результате самоотравления организма микробными и иными ядами. Наибольшее значение Мечников придавал в этом отношении кишечной флоре. На основе этих представлений Мечников предложил ряд профилактических и гигиенических средств борьбы с самоотравлением организма (стерилизация пищи, ограничение потребления мяса, и др.). Основным средством в борьбе против старения и самоотравления организма человека Мечников считал болгарскую молочнокислую палочку – Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus. Он первый в мире оценил значение открытия болгарского студента Стамена Григорова. Ещё в 1905 году Мечников, будучи директором Института Пастера в Париже, пригласил этого молодого болгарского ученого, чтобы он прочёл лекцию о своём открытии перед светилами микробиологии того времени.

Конечной целью борьбы с преждевременной старостью Мечников считал ортобиоз – достижение «полного и счастливого цикла жизни, заканчивающегося спокойной естественной смертью». На основании учения Мечникова об ортобиозе в современной науке сложилось междисциплинарное направление «ортобиотика».

В ряде работ Мечниковым затронуты многие общетеоретические и философские проблемы. В ранних трудах, посвящённых вопросам дарвинизма («Очерк о происхождении видов», 1876 и др.), Мечников высказал ряд идей, предвосхитивших современное понимание некоторых вопросов эволюции. Причисляя себя к сторонникам рационализма («Сорок лет искания рационального мировоззрения», 1913), Мечников критиковал религиозные, идеалистические и мистические воззрения. Главную роль в человеческом прогрессе Мечников приписывал науке.

Илья Ильич Мечников обладал необычайно живым умом и остротой мышления. Его научные труды значительно опережали свою эпоху – он понимал и мог объяснить многие процессы, происходящие в живом организме. Мечников – это человек, который благодаря своему широкому кругозору умел ставить правильные вопросы и пытался находить на них правильные ответы. Свои «Этюды оптимизма» он написал еще в 1907 году, когда еще практически не было значимых фундаментальных открытий, позволяющих приоткрыть занавес на природу процессов старения. Мышление большого ученого (биолога, медика, физиолога) отличается от мышления обычного человека глобальностью задач, которые он перед собой ставит. И.И. Мечников поставил перед собой величайшую задачу – найти причину старения организма и понять, как происходят эти процессы. Он был одним из тех светил, которые не побоялись во время общей религиозности общества того времени замахнуться на святая святых – на продолжительность жизни человека и возможность ее продления. Именно труды гениального Мечникова легли в основу создания принципа самообновления, который будет рассмотрен в этой книге.

Отдельно стоит отметить особое понятие, введенное И.И. Мечниковым, которое и по сей день как нельзя лучше подходит для указания причин, приводящих к постепенному разрушению и со временем к смерти организма.

Имеется в виду такое понятие, как «дисгармония человеческой природы», которая, по убеждению Мечникова, заключалась в том, что в течение жизни усиливаются процессы уничтожения фагоцитами «благородных элементов организма». Из этой дисгармонии, которую он увидел на клеточном уровне, он развил философскую концепцию, которая гласит, что чем взрослее человек, тем больше он психологически подготовлен к умиранию. Дожив до 73-х лет, Илья Ильич начал замечать, что тяга к жизни у него становится меньше, и в конце своего философского трактата он пришел к мысли о гармонии с самим собой, признав умирание живого организма естественным процессом.

В главе этой книги, посвященной «теории старения», мы с вами сделаем следующий шаг в этом направлении и войдем в ранее неизведанные земли науки, где найдем знание о том, каким образом можно победить старость.

В своей книге «Этюды о природе человека» великий Мечников произносит поистине пророческую фразу: «Для изменения человеческой природы тоже, прежде всего, надо отдать себе отчёт в идеале, к которому следует стремиться, и затем употребить все средства, представляемые наукой для его существования. Если мыслим идеал, способный соединить людей в некоторого рода религию будущего, то он не может быть обоснован иначе, как на научных данных. И если справедливо, как это часто утверждают, что нельзя жить без веры, то последняя не может быть иной, как верой во всемогущество знания».

Пригожин Илья Романович

25.01.1917 – 28.05.2003

«Да, мир нестабилен. Но это не означает, что он не поддается научному изучению. Признание нестабильности – не капитуляция, напротив – приглашение к новым экспериментальным и теоретическим исследованиям, принимающим в расчет специфический характер этого мира».

На работы Ильи Романовича Пригожина меня так же вывел «научный вебсерфинг». И начал я знакомство с ним, как ни банально, со статьи в Википедии. Далее, в процессе изучения его работ, меня поразил удивительный мир диссипативных структур, первопроходцем в котором был Пригожин. Поразила его «мощь в охвате познаваемого», ее буквально на физическом уровне ощущали люди, которым выпало счастье работать и дружить с этим научным великаном.

Бельгийский химик Илья Пригожин родился в Москве, в канун русской революции, в семье инженера-химика Романа Пригожина и музыканта Юлии Вишман. Благодаря стараниям матери, Илья с детства играл на пианино. Ноты, как она позднее вспоминала, Илья научился читать раньше, чем слова.

В 1921 г. семья Пригожиных эмигрировала из России сначала в Литву, потом в Германию, а с 1929 г. они поселились в Бельгии. Илья Романович всегда живо интересовался историей и философией. Будущее же свое он связывал с профессией концертирующего пианиста. В Свободном университете в Брюсселе его особенно привлекала термодинамика – наука, связанная с тепловой и другими формами энергии. Став здесь в 1943 г. бакалавром естественных наук, Илья Пригожин написал диссертацию о значении времени и превращения в термодинамических системах, за которую два года спустя был удостоен докторской степени. В 1947 г. он был назначен профессором физической химии в Свободном университете, а в 1962-м стал директором Солвеевского международного института физики и химии в Брюсселе.

Пригожина больше всего интересовали в термодинамике неравновесные специфически открытые системы, в которых либо материя, либо энергия, либо то и другое обмениваются с внешней средой в реакциях. При этом количество материи и энергии либо количество материи или количество энергии со временем увеличивается или уменьшается. Чтобы объяснить поведение систем, далеких от равновесия, Илья Пригожин сформулировал теорию диссипативных структур. Им было доказано существование неравновесных термодинамических систем, которые, при определённых условиях, поглощая вещество и энергию из окружающего пространства, могут совершать качественный скачок к усложнению, причём такой скачок не может быть предсказан, исходя из классических законов статистики. Считая, что неравновесность может служить источником организации и порядка, он представил диссипативные структуры в терминах математической модели с зависимыми от времени нелинейными функциями, которые описывают способность систем обмениваться материей и энергией с внешней средой и спонтанно себя рестабилизировать.

Ставший теперь классическим пример диссипативной структуры в физической химии известен как нестабильность Бенарда. Такая структура возникает, когда слои легкоподвижной жидкой среды подогреваются снизу. При достаточно высоких температурных градиентах тепло передается через эту среду как обычно, и большое число молекул в жидкости образуют специфические геометрические формы, напоминающие живые клетки.

В 1947 году Пригожин сформулировал и доказал теорему термодинамики неравновесных процессов, которая гласит: «В стационарном состоянии производство энтропии внутри термодинамической системы при неизменных внешних параметрах является минимальным и постоянным. Если система не находится в стационарном состоянии, то оно будет изменяться до тех пор, пока скорость производства энтропии, или, иначе, диссипативная функция системы не примет наименьшего значения». Когда я говорю о Пригожине, то для меня это, прежде всего, человек, который вскрыл физику рождения сложности в поэтапной эволюции живой материи.

В 1977 г. Илье Романовичу была присуждена Нобелевская премия по химии «за работы по термодинамике необратимых процессов, особенно за теорию диссипативных структур». «Исследования Пригожина в области термодинамики необратимых процессов коренным образом преобразовали и оживили эту науку», – сказал Стиг Классон в своей вступительной речи от имени Шведской королевской академии наук. Эта работа открыла для термодинамики «новые связи и создала теории, устраняющие разрывы между химическим, биологическим и социальным полями научных исследований». Исследования Ильи Романовича Пригожина отличают также элегантность и прозрачность, поэтому ученого заслуженно называют «поэтом термодинамики». Илья Романович был одним из тех редких людей, которые могли увидеть непростые вещи в простых вещах.

Хочу отметить, что это отличительная особенность всех великих ученых – видеть необычное в обычном! Так вот, Илья Романович был наделен такой способностью поистине до невероятной степени. В 1982 году Пригожин становится иностранным членом Академии наук СССР. Его работы многократно переводились на русский язык. К его работам обращаются многие ученые, не только физики и химики, но и биологи, палеонтологи и математики, историки, филологи. В 1989 году король Бельгии пожаловал Пригожину титул виконта.

В данной книге влияние этого гиганта будет прослеживаться красной нитью во многих главах, а принцип самообновления вообще может быть полностью описан инструментами нелинейной термодинамики от бифуркации до теоремы о минимуме производства энтропии, которые сформировал, ввёл в практику и математически доказал И.Р. Пригожин.

Доброборский Борис Самуилович

27.08.1945

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

Борис Самуилович Доброборский – учёный с очень разносторонней практикой, о которой ещё будет сказано ниже. Когда я впервые прочитал его «Теоретическую биологию», основанную на одноименном труде Бауэра, мир теоретической физики и мир биологии через его «теорию биоритмов» для меня слились воедино. И это был, конечно, ментальный прорыв, позволивший впоследствии найти новые, более всеобъемлющие (конвергентные) подходы к описанию биологических процессов, используя математические инструменты физиков-теоретиков. Он чётко указал на агента, который соединяет неразрывно мир физических теорий с миром биологических процессов. Этот могучий агент всего лишь всем известная молекула АТФ, но гениальное описание Доброборским процесса осуществления биоритмов, полностью завязанном на синтезе и распаде АТФ, позволило мне осознать, что на самом деле не существует в науке никакого барьера между физикой, математикой и биологией! В мире все едино и целостно, а разделение существует лишь в наших умах!

Борис Самуилович Доброборский родился в Санкт-Петербурге. В 1967 году окончил Ленинградский Горный институт по специальности радиоэлектроника, получив квалификацию радиоинженера. Доцент кафедры наземных транспортно-технологических машин автомобильно-дорожного факультета Санкт-Петербургского Государственного архитектурно-строительного университета. Академик Международной академии наук экологии и безопасности человека и природы. Автор нескольких изобретений и полезных моделей (виброгасящее устройство и др).

Борис Самуилович наш современник. Уникум этого ученого состоит в том, что, будучи инженером с техническим образованием, он является большим полиглотом, и проявляет живой интерес к изучению неравновесной термодинамики или термодинамике необратимых процессов. Его книга «Введение в теоретическую биологию», является современным развитием теорий Э.Бауэра и И.Пригожина.

Доброборский описал существование живой материи как периоды синтеза и распада АТФ. Логическим продолжением главного закона биологии, сформулированного Эрвином Бауэром, является закон Доброборского, который гласит: «устойчивость неравновесного термодинамического состояния биологических систем обеспечивается непрерывным чередованием фаз потребления и выделения энергии посредством управляемых реакций синтеза и расщепления АТФ». Из этого закона Борис Самуилович выделил два основных следствия:

– В живых организмах ни один процесс не может происходить непрерывно, а должен чередоваться с противоположно направленным: вдох с выдохом, работа с отдыхом, бодрствование со сном, синтез с расщеплением.

– Состояние живого организма никогда не бывает статическим, а все его физиологические и энергетические параметры всегда находятся в состоянии непрерывных колебаний относительно средних значений, как по частоте, так и по амплитуде.

Этими колебаниями ученый объяснил природу биоритмов, с помощью которых живые организмы обеспечивают устойчивость своего неравновесного термодинамического состояния, то есть биоритмы являются способом существования всех живых организмов.

Одной из важнейших вех научной деятельности Доброборского явилась его работа над теорией фенотипической адаптации, согласно которой все процессы адаптации условно могут быть разделены на два вида:

1. Оперативную фенотипическую адаптацию, в результате которой организм путем соответствующих оперативных физиологических реакций непрерывно реагирует на все кратковременные факторы, влияющие на его жизнедеятельность, не меняя при этом значения показателей его функциональных систем.

2. Устойчивую фенотипическую адаптацию, в результате которой при длительных воздействиях на организм факторов окружающей среды произошли такие изменения значений его функциональных систем, что организм стал более приспособлен к этим факторам.

Моя теория централизованной аэробно-анаэробной компенсации энергетического баланса (ЦААКЭБ), которая является фундаментом учения о термодинамических сферах и теориях регенерации, старения и критической адаптации изложенных в этой книге, фактически является усовершенствованной теорией фенотипической адаптации.

Подход Доброборского к решению ряда проблем теоретической биологии с позиций неравновесной термодинамики позволил в определенной степени объяснить сущность целого ряда закономерностей и явлений, ранее не имевших удовлетворительных объяснений.

А именно – установить механизм и закономерность обеспечения устойчивости неравновесного термодинамического состояния биологических систем; установить закон периодичности функционирования биологических систем; установить природу биоритмов и их роль в жизнедеятельности биологических систем; определить природу и основные законы фенотипической адаптации.

Бауэр, Пригожин, Доброборский называют жизнь термодинамически-неравновесным состоянием. Предлагаемая в этой книге концепция подразумевает, что жизнь – это не термодинамически-неравновесное состояние, а это именно равновесное состояние, но энергетически превышающее равновесное состояние окружающей среды. То есть это равновесие более высокого порядка. Для характеристики данного состояния более всего подходит даосский термин «деятельное недеяние», то есть непосредственного действия нет, но энергия в процесс заложена. Пригожин же, например, для наглядного объяснения этого состояния применял аналогию с маятником. Представьте: есть часы и есть маятник. Если маятник не раскачивать, он в итоге остановится и повиснет под действием силы тяжести. Представим теперь, что маятник повернут вертикально вверх и путем каких-то незначительных усилий, например, небольшого магнитного поля, удерживается в этом равновесии, то есть там тоже существует равновесие, но в нем заложена большая энергия. Если один из магнитов отключить, маятник упадет и создаст очень большой энергетический всплеск. По факту это и есть «неравновесное равновесие».

Далее вы проследите логический синергизм научного подхода Доброборского с представленным в этой книге термодинамическим взглядом на природу всего живого.

Павлов Иван Петрович

14.09.1849 – 27.02.1936

«Рефлекс целей есть основная форма жизненной энергии каждого из нас. Жизнь только того прекрасна и сильна, кто всю жизнь стремится к постоянно достигаемой и никогда не достижимой цели. Вся жизнь, все ее улучшения, вся ее культура делается людьми, стремящимися к поставленной ими в жизни цели».

К трудам Ивана Петровича Павлова я обратился в надежде найти практическое подтверждение моих мысленных экспериментов непосредственно в природе живого. И я нашел это подтверждение в описании условных и безусловных рефлексов. Я открыл для себя Павлова совершенно с другой стороны, нежели как его достижения преподносят студентам в медицинском ВУЗе. Павлов за много лет до открытия кибернетики на практике подтвердил математические эксперименты Зубова и Ляпунова относительно законов и формул, по которым функционирует живая материя. Таким образом, И.П. Павлов провел «эксперимент наоборот», его научные подходы во многом перекликаются с методами научного поиска, применяемыми в данной книге.

Иван Петрович Павлов – самый известный российский физиолог, основоположник учения о высшей нервной деятельности, академик Академии Наук СССР, лауреат Нобелевской премии по медицине и физиологии.

Ни один из русских ученых того времени, даже Менделеев, не получил такой известности за рубежом.

«Это звезда, которая освещает мир, проливая свет на еще не изведанные пути» – говорил о нем Герберт Уэллс. Его называли «романтической, почти легендарной личностью», «гражданином мира».

Иван Петрович Павлов родился 26 сентября 1849 года в Рязани. Его мать Варвара Ивановна происходила из семьи священника; отец Петр Дмитриевич был священником, служившим сначала на бедном приходе, но благодаря своему пастырскому рвению со временем стал настоятелем одного из лучших храмов Рязани.

В 1864 году Павлов успешно окончил Рязанское духовное училище и был сразу же принят в духовную семинарию. Здесь он показал себя очень работоспособным учеником, одним из лучших в своем классе. Он даже давал частные уроки, получив репутацию хорошего репетитора. Во время своего обучения Павлов впервые познакомился с научным трудом М. Сеченова «Рефлексы головного мозга». Во многом именно эта новая заинтересованность в бурно развивающейся в то время науке заставила его отказаться от продолжения духовной карьеры.

После получения в 1875 году звания кандидата естественных наук Павлов поступил на третий курс Медико-хирургической академии в Санкт-Петербурге. Летом 1877 года он работал в городе Бреслау в Германии с Рудольфом Гейденгайном, специалистом в области пищеварения. В следующем году, по приглашению С. Боткина, он начал работать в физиологической лаборатории при его клинике в Бреслау, еще не имея медицинской степени, которую Павлов получил в 1879 году. В лаборатории Боткина Павлов фактически руководил всеми фармакологическими и физиологическими исследованиями. В том же 1879 году Иван Петрович начал исследования по физиологии пищеварения, которые продолжались более двадцати лет. Многие исследования Павлова в восьмидесятых годах касались системы кровообращения, в частности регуляции функций сердца и кровяного давления.

К 1890 году труды Павлова получили признание ученых всего мира. С 1891 году он заведовал физиологическим отделом Института экспериментальной медицины, организованного при его деятельном участии; одновременно он оставался руководителем физиологических исследований в Военно-медицинской академии, в которой проработал с 1895 по 1925 год.

Будучи от рождения левшой, как и его отец, Павлов постоянно тренировал правую руку, и в результате настолько хорошо владел обеими руками, что, по воспоминаниям коллег, «ассистировать ему во время операций было очень трудной задачей: никогда не было известно, какой рукой он будет действовать в следующий момент. Он накладывал швы правой и левой рукой с такой скоростью, что два человека с трудом успевали подавать ему иглы с шовным материалом».

Считая, что умирающее на операционном столе и испытывающее боль животное не может реагировать адекватно здоровому, Павлов воздействовал на него хирургическим путем таким образом, чтобы наблюдать за деятельностью внутренних органов, не нарушая их функций и состояния животного. Мастерство Павлова в этой трудной хирургии было непревзойденным. Более того, он настойчиво требовал соблюдения того же уровня ухода, анестезии и чистоты, что и при операциях на людях.

Используя данные методы, Павлов и его коллеги показали, что каждый отдел пищеварительной системы – слюнные и дуоденальные железы, желудок, поджелудочная железа и печень – добавляет к пище определенные вещества в их различной комбинации, расщепляющие ее на всасываемые единицы белков, жиров и углеводов. После выделения нескольких пищеварительных ферментов Павлов начал изучение их регуляции и взаимодействия.

В 1904 году Павлов был награжден Нобелевской премией по физиологии и медицине «за работу по физиологии пищеварения, благодаря которой было сформировано более ясное понимание жизненно важных аспектов этого вопроса».

Пораженный силой условных рефлексов, проливающих свет на психологию и физиологию, Павлов после 1902 года сконцентрировал свои научные интересы на изучении высшей нервной деятельности. В институте, который располагался неподалеку от Петербурга, в местечке Колтуши, Павлов создал единственную в мире лабораторию по изучению высшей нервной деятельности. Ее центром была знаменитая «Башня молчания» – особое помещение, которое позволяло поместить подопытное животное в полную изоляцию от внешнего мира.

Исследуя реакции собак на внешние раздражители, Павлов установил, что рефлексы бывают условными и безусловными, то есть присущими животному от рождения. Это было его второе крупнейшее открытие в области физиологии.

Говоря о своем научном творчестве, Павлов писал: «Что ни делаю, постоянно думаю, что служу этим, сколько позволяют мои силы, прежде всего моему отечеству, нашей русской науке».

Академией наук учреждены золотая медаль и премия имени И. Павлова за лучшую работу в области физиологии.

Квинтэссенция мировоззрения Павлова выражена в его словах: «Человек – высший продукт земной природы. Человек – сложнейшая тончайшая система. Но для того чтобы наслаждаться сокровищами природы, человек должен быть здоровым, сильным и умным».

Говоря о Павлове, я не могу здесь обойти вниманием еще одного великого ученого, его ученика – Петра Кузьмича Анохина. Убежден в том, что то, чем занимался Анохин до сего момента, оставалось глобально недооцененным. Теория функциональных систем, которую создал и всю жизнь развивал Петр Кузьмич, зиждется на двух китах: первый – это учение о системах, которые в автоматическом режиме поддерживают постоянство внутренней среды, расходуя при этом внутренние резервы организма, и второй – учение о системах, которые также, в автоматическом режиме, поддерживают постоянство внутренней среды, но уже с использованием ресурсов внешнего мира. Фактически эти два типа систем можно назвать прообразами первой и второй термодинамических сфер, со строением и функциями которых Вы сможете познакомиться далее в книге.

Анохин ввел в обиход специфический принцип функционирования таких систем, дословно «принцип санкционирующей афферентации». Этот принцип на сегодняшний день является краеугольным камнем биокибернетики. Именно этот принцип, трансформировавшийся в понятие устойчивых петель обратной связи линейного и нелинейного иерархического характера, формирует основу современной математической биологии, фундамент которой был разработан А. А. Ляпуновым (с его подходами я познакомлю Вас чуть ниже). Анохин впервые попытался донести до научного мира мысль о том, что разум человека, как биологический объект, может и должен функционировать по тем же принципам устойчивой циркуляции информации, на которых зиждется функционирование биосистем. Однако невероятно идеологически ориентированная пропаганда того времени в принципе отвергала в науке нематериальные подходы. Анохин уже тогда вплотную подошел к чисто информационным подходам в области изучения работы интеллекта человека, но вместо поддержки и продвижения был подвергнут за это увольнению, ругани и другим козням социалистических материалистов.

Он, развивая подходы Павлова, еще в те годы осознал, что главный феномен жизни скрывается не столько в структуре биологического объекта, сколько в устойчивой циркуляции информационных потоков, осуществляемых таким объектом. Но, несмотря на это, только сегодня мы подошли к полноценному пониманию работ этого гиганта физиологии.

В этой книге есть раздел, посвящённый прикладным моментам термодинамической биологии, именно там вы найдёте описание (практически по Павлову), работы условных рефлексов внутри организма, описанных с точки зрения биокибернетических подходов и процессов автоматического управления в биологических системах. По своей сути гигантский кропотливый труд Ивана Петровича Павлова убедительно доказывает на практике правоту кибернетических подходов к описанию и моделированию биопроцессов и позволяет нам с вами, опираясь на теоретические подходы математиков, полностью когерентные с теорией условных и безусловных рефлексов Павлова, а также теорией функциональных систем Анохина, рассматривать почти любое заболевание или патологическое состояние организма как сбой в работе автоматически управляемых систем с центром управления, располагающемся в стволе головного мозга и подкорковых ядрах.

Отто Генрих Варбург

08.10.1883 – 01.08.1970

«Рак, в отличие от других заболеваний, имеет бесчисленное множество вторичных причин возникновения. Но даже для рака есть всего одна основная причина. Грубо говоря, основная причина рака – это замена дыхания с использованием кислорода в теле нормальной клетки на другой тип энергетики – ферментацию глюкозы».

К изучению трудов Отто Варбурга меня привела в некотором роде случайность. На просторах интернета я пытался найти подтверждения работы теории ЦААКЭБ относительно онкологических процессов. Однажды на стене Facebook я отметил для себя интересную статью об ученом из Италии – Тулио Симончини, который успешно вылечил нескольких онкологических пациентов в запущенной стадии, путем введения в организм больных пищевой соды, как с пищей, так и внутримышечно с целью общего защелачивания организма. В качестве ссылки приводилась статья об опытах Отто Варбурга и развитии им «биохимической теории рака». Учение Варбурга позволило мне развить в разделе специальных теорий – теорию критической адаптации.

Отто Варбург родился 8 октября 1883 года в немецком городе Фрайбурге у Эмиля и Элизабет Варбургов. Отец Отто был профессором физики и талантливым музыкантом, его предками были учителя, ученые, бизнесмены, артисты, банкиры и филантропы. В доме Варбургов часто бывали музыканты, артисты и коллеги отца, в том числе физики Макс Планк и Альберт Эйнштейн.

Отто Варбург был учеником выдающегося учёного Эрнста Фишера. Уже в возрасте 23 лет Отто защитил докторскую диссертацию по химии, после чего продолжил обучение у Людольфа фон Крэля в Гейдельберге и в 1911 году заслужил степень доктора медицины.

Когда началась первая мировая война, Варбург записался добровольцем в армию и непродолжительное время прослужил в чине офицера кавалерии вплоть до своего ранения. За заслуги во время Первой мировой войны Варбург награжден Железным крестом. Ближе к концу войны, когда её исход был очевиден, Альберт Эйнштейн, друг отца Отто, написал по просьбе друзей письмо Отто, в котором просил его вернуться в академию, так как потерять такой талант в науке было бы трагедией. Варбург прислушался к его увещеваниям и вернулся в Берлинскую лабораторию на должность профессора. На протяжении 50 лет своей научной деятельности Отто Варбург проводил комплексные исследования по фотосинтезу, изучению рака и ферментов клеточных окислительных реакций. Им разработаны аналитические методы, которые включают манометрию, используемую для измерения давления газов, спектрофотометрию, методику выполнения тканевых срезов для определения потребления кислорода без механического разрушения клеток. Исследования Варбурга были посвящены процессам клеточного дыхания, ферментам, окислительно-восстановительным реакциям в активной клетке.

Одним из самых весомых вкладов в науку, за который Отто Варбург был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1931 году с формулировкой «за открытие природы и функций «дыхательных ферментов», стало открытие фермента с-цитохромоксидазы. В своей работе он ингибировал дыхание в суспензии дрожжей при помощи CO, а затем получал спектры поглощения, снимая ингибирование путём облучения когерентным пучком света с разной длиной волны. Из полученных данных следовало, что ингибируемый фермент – гемопротеин, в котором гем находится в комплексе с CO. Варбург связал новый, неизвестный белок с функцией клеточного дыхания и назвал его Atmungsferment или «дыхательный фермент».

В 1932 году Варбург в первый раз получил новый дыхательный фермент желтого цвета, названный флавином. Оказалось, что это агент большой группы флавопротеинов – окислительных ферментов, образующих совместно с цитохрохромами дыхательную цепочку. Через три года было выделено ещё одно важное соединение – никотинамид, входящий в состав ферментов, которые участвуют в переносе водорода. Ученый сконструировал аппарат для изучения процессов тканевого дыхания, брожения, ферментативных реакций (аппарат Варбурга).

В продолжение своих исследований относительно клеточного дыхания, Отто Варбург сформировал теорию возникновения онкологических заболеваний у человека. Выдающийся ученый выдвинул невероятную по своей простоте и оригинальности версию о прямой связи между нехваткой кислорода и аномальным поведением здоровых клеток нашего организма.

В научных трудах Отто Варбурга говорится, что клетки злокачественных новообразований черпают жизненную энергию, проводя в своих митохондриях неокислительную, то есть бескислородную реакцию распада глюкозы, в то время как митохондрии здоровых клеток человеческого организма проводят окислительную реакцию распада. Таким образом, в условиях значительного уменьшения парциального давления кислорода у клетки есть два выхода: либо погибнуть, либо трансформироваться в злокачественную анаэробную клетку и начать бесконтрольно размножаться, подобно самостоятельному организму.

Долгое время теория Отто Варбурга представлялась недостаточно убедительной, поскольку она описывала лишь один из побочных эффектов рака, а не его первопричину. Сегодня американским ученым удалось сделать шаг вперед и подкрепить фундаментальные исследования немецкого химика новыми доказательствами, суть которых будет раскрыта в этой книге.

Отто Варбург заложил фундамент в изучение дыхательного цикла клетки, описал преимущества аэробного обмена перед анаэробным, связал процессы изменения дыхания клеток с кислотно-щелочным балансом среды в живом организме, чем предвосхитил становление современной онкологии. Вся лабораторная деятельность Варбурга фактически является убедительным обоснованием теории критической адаптации, с которой вы встретитесь далее.

Это еще один пример «эксперимента наоборот» – сначала Варбург на практике провел необходимые эксперименты и только спустя десятки лет кибернетики подвели под его работы стройные теоретические физико-математические конструкции.

Ляпунов Алексей Андреевич

25.09.1911 – 23.06.1973

«Управление, основанное на передаче информации, является составной частью всякой жизнедеятельности, более того, управление можно объявить характеристическим свойством жизни в широком смысле».

К личности А.А. Ляпунова меня привела книга Иосифа Самуиловича Шкловского – «Вселенная, жизнь, разум», про которую мы еще напишем подробнее. Ближе к концу книги Шкловский очень интересно преподносит информацию о математике Ляпунове и его работах.

Историческая справка:

И.С. Шкловский был одним из первых инициаторов движения SETI по поиску внеземных цивилизаций и возможного вступления в контакт с ними. В 1965 году прошла первая конференция этого движения в Бюрокане (Армения) в обсерватории (открыта в 1956 году), которую создал Амбарцюмян Виктор Амазаспович.

Без понимания работ Ляпунова я бы не смог правильно интерпретировать работы Павлова в контексте биологической термодинамики. Ляпунов дал мне тот необходимый математический аппарат, с помощью которого стало возможно подтвердить в теории «природные эксперименты».

Алексей Андреевич Ляпунов – выдающийся советский математик, один из основоположников кибернетики, науки об общих закономерностях получения, хранения, передачи и преобразования информации в сложных управляющих системах, будь то машины, живые организмы или общество. Член-корреспондент АН СССР. Специалист в области теории функций вещественного переменного и математических вопросов кибернетики. Его основные труды относятся к теории множеств, теоретическим вопросам программирования, математической лингвистике и математической биологии.

Алексей Андреевич принадлежал к древнему роду, вписавшему славные страницы в отечественную историю. По семейным преданиям, род Ляпуновых берет свое начало от князя Константина Галицкого, брата Александра Невского. С начала XIX века род Ляпуновых прочно входит в мир созидателей духовной культуры России – науки, искусства и медицины. Композитор С. М. Ляпунов, академики: математик А. М. Ляпунов, филолог-славист Б. М. Ляпунов и физиолог И. М. Сеченов приходились Алексею Андреевичу близкими родственниками (брат И. М. Сеченова был женат на сестре А. М. и Б. М. Ляпуновых).

В 1928 г. А. А. Ляпунов поступил на физико-математический факультет Московского университета. Однако через полтора года ему пришлось покинуть университет «как лицу дворянского происхождения». С 1932 г. Алексей Андреевич становится учеником академика Н. Н. Лузина. Под его руководством Алексей Андреевич получил математическое образование, а вскоре и первые результаты в дескриптивной теории множеств. В этой области математики А.А. Ляпунов работал до конца жизни. Теории множеств и теории функций посвящены 62 работы Алексея Андреевича, включая монографию.

С 1961 г. Алексей Андреевич работал в Институте математики Сибирского отделения АН СССР, где фактически создал отделение кибернетики. В Новосибирске он также основал кафедру теоретической кибернетики Новосибирского университета и лабораторию кибернетики Института гидродинамики СО АН СССР, которыми руководил до конца своей жизни.

В 1964 г. А. А. Ляпунов был избран членом-корреспондентом АН СССР по Отделению математики. В 1996 году одной из самых авторитетных профессиональных организаций в сфере высоких технологий – IEEE Computer Society – Ляпунову была присуждена медаль «Computer Pioneer».

Глубоким и постоянным был интерес Алексея Андреевича к биологии. Уже в тридцатых годах он столкнулся с тяжелым положением в генетике и встал на ее защиту. По инициативе А. Н. Колмогорова Алексей Андреевич вместе с Ю. Я. Керкисом проводил тогда статистическое исследование экспериментов по расщеплению признаков при наследовании. В пятидесятых годах Алексей Андреевич возобновил активную борьбу за восстановление отечественной биологии. Собственные активные исследования Алексея Андреевича в биологии относятся к последнему десятилетию его жизни. По оценке Н. В. Тимофеева-Ресовского и А. Г. Маленкова, помимо значительного числа важных конкретных результатов, Алексей Андреевич наметил контуры теоретической биологии. Нельзя не упомянуть об одном из главных вопросов, волновавших Алексея Андреевича, вопросе определения жизни с позиций устойчивости и управления. Обращаясь к нему, Алексей Андреевич подчеркивал иерархичность управляющих систем в живой природе.

Теорема Ляпунова о выпуклости занимает особое место в современной математике, поскольку лежит на стыке теории выпуклых тел и теории меры. Теорема Ляпунова стала отправной точкой многочисленных исследований как в области векторного интегрирования в рамках математического анализа, так и в сфере геометрического изучения специальных конечномерных выпуклых тел, служащих множествами значений безатомных векторных мер. Удивительность открытия Ляпунова связана с парадоксальным и хрупким балансом взаимодействия разнообразных конечномерных и бесконечномерных идей.

Важно отметить исключительную роль теоремы Ляпунова в обосновании «бэнг-бэнг» принципа в теории оптимального управления. Этот принцип утверждает, что оптимальные управления осуществляются крайними точками множества допустимых управлений. Смысл «бэнг-бэнг» принципа состоит в том, что в условиях ограниченных ресурсов для оптимального перехода управляемой системы из одного состояния в другое за минимальное время необходимо использовать крайнее «бэнг-бэнг» управление. Иначе говоря, если у системы есть оптимальное управление, у нее есть оптимальное «бэнг-бэнг» управление. Приведенная выше информация пригодится нам в дальнейшем в главе о построении конвергентного моделирования биопроцессов.

Для людей из ближайшего окружения Алексея Андреевича он был не только выдающимся математиком и одним из основоположников кибернетики, но и обаятельным и интересным собеседником, при общении с которым ощущалось соприкосновение с редким явлением духовной культуры. Он прекрасно знал литературу, интересовался архитектурой и живописью, любил демонстрировать свою минералогическую коллекцию. В совершенстве владея французским языком и никогда не выезжая за пределы своей страны, Алексей Андреевич глубоко знал историю, искусство и культуру Франции. Истинная суть феномена Алексея Андреевича – беззаветное служение Науке и последовательное гражданственное отношение ко всем реалиям нашего времени.

В данной книге роль Ляпунова и его любимого термина «управляемые системы» являются мощнейшим стержнем, который пронизывает все тело изложения материала.

Зубов Владимир Иванович

14.04.1930 – 27.10.2000

«А я дверей не закрываю,

Замков не вешаю стальных,

Друзей с любовью принимаю,

С отрадой в сердце – остальных».

Прикладная математика процессов управления, которой всю свою яркую жизнь занимался В. И. Зубов, это та область знаний, которая необходима в термодинамической биологии для того, чтобы описывать процессы сознательного (внешнего) управления применительно к разумной биосистеме (человеку), поскольку разум для нашего тела является мощнейшей внешней управляющей силой. Этим важны математические подходы Зубова в отличие от кибернетических подходов Ляпунова, которые больше применимы для описания и моделирования именно автоматических (бессознательных) процессов управления, проходящих в теле, но не выходящих за его рамки. Но именно поступательное моделирование биопроцессов, начиная с биокибернетики и переходящее в процессы внешнего управления с помощью разума, позволяет нам полностью и безошибочно строить биоматематические модели и давать прогнозы или целенаправленно находить ответы на разных от микро– до макроуровней устройства живого вещества.

Владимир Иванович Зубов происходил из семьи купцов первой гильдии, которая была лишена прав и состояния в 1917 году, в связи с чем жизнь семьи была отягощена бедностью. В 1944 году, когда Владимиру Ивановичу было 14 лет, произошла трагедия: в результате взрыва гранаты он потерял зрение. Узнав, что лучшая школа для слепых и слабовидящих находится в Ленинграде, Владимир переехал туда учиться.

Зубов обладал удивительной способностью следить за сложнейшими математическими выкладками, произносимыми вслух, и часто замечал в них ошибки, которые пропускали люди зрячие, видевшие выкладки, написанные на доске или плакатах. Ему рано стали давать на рецензию анонимные работы, на которые он писал содержательные отзывы с припиской – «Все правильно, как у Ляпунова». Позже, лет через десять, Владимир Иванович узнал, что это были статьи сидевшего в тюрьме, впоследствии видного ученого, Богданова Юрия Станиславовича.

В.И. Зубов защитил докторскую диссертацию в тридцать лет и работал научным консультантом в ряде исследовательских институтов Министерства судостроительной промышленности.

Характерной чертой Зубова-учёного была научная дерзость: он не боялся браться за решение актуальнейших и труднейших задач, стоящих перед наукой. Первая же монография Владимира Ивановича «Методы A.M. Ляпунова и их применение», изданная в 1957 году, была переведена за границей и принесла автору всемирную научную известность (дабы не ввести в заблуждение пытливого читателя, сразу внесем уточнение – Ляпунов Александр Михайлович – это двоюродный дед Ляпунова Алексея Андреевича, о вкладе которого вы уже прочитали выше).

В дальнейшем Владимир Иванович Зубов направил все свои замечательные способности на разработку только что появившейся теории оптимальных процессов не только как учёный-теоретик, но и как учёный-организатор науки. Он основал в Ленинградском государственном университете кафедру теории управления. Кафедра является старейшей на факультете прикладной математики процессов управления. Её история начинается до организации самого факультета. Она была открыта в 1967 году на базе лаборатории теории управляющих устройств и механизмов математико-механического факультета.

В 1968 году Владимиру Ивановичу Зубову была присуждена Государственная премия СССР за цикл работ по теории автоматического регулирования. С тех пор и до 2000 года В. И. Зубов являлся бессменным заведующим кафедры теории управления. В 1969 году по постановлению Совета Министров СССР на базе кафедры теории управления был открыт первый в нашей стране факультет прикладной математики процессов управления.

Изначально в поле зрения кафедры находились три крупнейшие проблемы теории управления: задача управления техническими объектами, задача управления технологическими процессами и задача распределения сил и средств. В частности, учёными кафедры были решены задачи стабилизации и управления вращательным движением твердого тела, управления нагревом массивных тел и составления расписания работы пресса и распределения капиталовложений по отраслям.

Человек невероятной жизненной энергии, Зубов обладал редким свойством – видеть в едином многое, а во многом единое. Владимир Иванович Зубов в любой области опирался на одни и те же принципы – общую теорию управления. Структура устройства иерархичных термодинамических сфер находит бесспорное математическое подтверждение в теории управления Зубова.

Путилов Константин Анатольевич

29.04.1900 – 03.01.1966

«Важной частью учения о термодинамических свойствах тел является теория соответственных состояний или, правильнее сказать, сравнительная физика».

Поскольку термодинамику мы изучаем, как правило, в курсе физики для средней школы, то такие понятия как первый закон термодинамики и второй закон термодинамики для меня были известны. Но вот третий закон термодинамики, а особенно нулевой закон термодинамики, как более сложные физические понятия не представляли для меня особенного практического интереса. Понять смысл этих постулатов природы мне удалось уже потом, в процессе создания учения о соподчиненных сферах. Из этих двух законов наибольшую роль в осознании работы биоструктур играет нулевое начало термодинамики, которое ещё называют принципом термодинамической допустимости Путилова.

В какой-то момент мне удалось осознать, что полноценное целостное математическое компьютерное моделирование работы организма на молекулярном уровне не представляется возможным из-за гигантского, не поддающегося никакому исчислению, количества деталей, которые в свою очередь могут взаимодействовать между собой совершенно различными способами. Вся эта бесконечность вариаций молекулярного взаимодействия сводит к нулю пользу от применения к моделированию организма в целом методов статистической математики.

Ключевая мысль, которая позволила приблизиться к теоретической возможности, несмотря на огромное количество деталей, всё-таки создать качественную целостную математическую картину жизнедеятельности организма, возникла в моем сознании во время прочтения, уже упомянутой ранее, книги Шкловского «Вселенная, жизнь, разум». В ней автор рассказывает одну историю, произошедшую на первой конференции SETI.

Остановимся на этом случае более подробно. Во время выступления один из учёных докладывал, что главное в науке – это количество накопленной информации, поэтому чем больше мы сможем обрабатывать и хранить информации, тем умнее и могущественнее мы будем становиться. На что один из академиков, входящих в президиум, очень интересно это утверждение развенчал: «Можно я задам один вопрос? Вы утверждаете, что самое важное – это информация и её количество. Чем больше количество информации, тем умнее мы становимся. Тем глубже проникаем в тайны природы. Тогда объясните, как это соотнести с тем фактом, что Эйнштейн в своё время придумал формулу E = mc2. Сколько информации содержится в этой формуле?»

Эта ситуация красочно описывает тенденции, властвующие в науке и в наше время высоких технологий, ракет и электронных микроскопов. Самые передовые и просвещенные группы учёных современности, опираясь на финансовые и компьютерные возможности, начинают декларировать, что самое главное и самое нужное – это создать компьютеры, способные с мгновенной скоростью обрабатывать сверхгигантские массивы данных, при этом утверждая, что это и есть путь успеха и научных прорывов. Ученые, применяющие такие подходы, в некотором роде обрели леность ума: вместо того, чтобы путем сильнейшего напряжения умственных способностей (так называемых «научных мучений») пытаться вскрыть с помощью скальпеля разума структуру реальности, они предпочитают просто сваливать в мощнейшую информационную машину, как в мусорное ведро, гигантские массивы big data. При этом они утверждают, что чем громаднее и глубже будет это «ведро», тем больше тайн природы откроется нашему взору. Я, честно говоря, не понимаю, на что они при этом надеются.

Можно абсолютно чётко утверждать, что это тупиковый путь. В данный исторический период этот вариант развития науки исчерпал себя почти полностью. Правда, он принес при этом немалые плоды человечеству. А вот дальнейшие научные горизонты будут покоряться лишь тем искателям, которые сделают ставку не на обработку сверхбольших массивов информации, а на поиск алгоритмов правильного функционирования и циркулирования информации в системе. Алгоритм может быть самый простой – E = mc2. Но сколько информации будет циркулировать по этому алгоритму? Да сколько угодно! Самое интересное, что сколько бы мы не накачивали информацией такой алгоритм, то всегда нам будет помогать понимание того, что за идею он собой представляет.

Так вот, в математическом моделировании биологических систем самое важное – это найти общий (надорганизменный) алгоритм протекания потоков информации. Вот что самое важное! Но как нащупать эти алгоритмы?

Ответ пришел от Путилова! Когда я натолкнулся на его формулировку нулевого начала термодинамики, я понял, что это и есть тот основополагающий физический принцип, который позволяет при его применении к моделированию биологических систем выявлять уже сами биологические алгоритмы. Этот принцип стоит над биологией и проявляется в биологии.

Путилов Константин Анатольевич – крупный советский физик, методист, опытнейший педагог, выдающийся специалист в области молекулярной физики и термодинамики, доктор физико-математических наук, профессор, родился 29 апреля 1900 г. в г. Мехов Келецкой губернии.

В 1918 г. окончил Пензенское реальное училище. В 1919–1923 гг. служил добровольцем в рядах Красной Армии, был инструктором, лектором и инспектором политуправлений на Урале и на Кавказе. Очень рано начал научную деятельность. Еще до поступления в университет он принимал активное участие в работе семинара по молекулярной физике на физическом факультете МГУ. В 1926 г. поступил на физико-математический факультет Московского университета. В период учебы опубликовал ряд научных работ и вскоре успешно защитил дипломную работу по теме «К электрической теории молекулярных сил». Впоследствии эти исследования послужили основой при разработке нового раздела физики, названного им молекулярной термодинамикой. Еще будучи студентом, он читал лекции по курсу физики в Центральном институте повышения квалификации педагогов. В 1930 г. с отличием окончил физико-математический факультет Московского государственного университета по специальности «Теоретическая физика». Свои исследования по термодинамике К.А. Путилов начал с уточнения основных понятий и законов и развил систему воззрений, которые были обобщены в цикле лекций, прочитанных им в 1938 г. На основе этих лекций им была издана книга «Лекции по термодинамике». Итогом всей его работы в области термодинамики была почти законченная рукопись «Термодинамика», которая была подготовлена к печати и опубликована в 1971 г. уже после его смерти. К исследованиям К.А. Путилова относятся также его работы по температурной зависимости насыщенного пара, по свойствам металлов, по теории двигателей. В разные годы он заведовал кафедрами физики многих институтов: Московского авиационного института (1943–1944), Высшего технического училища им. Н.Э. Баумана и др. Был научным консультантом в Институте прикладной минералогии. Опубликовал около 310 научных трудов в отечественных и зарубежных журналах. Автор нескольких изобретений и первого отечественного фундаментального учебника по курсу физики для высших учебных заведений. Первое издание этого учебника вышло в 1934 г.

Мало кто знает, что Константин Анатольевич являлся одним из вдохновителей идеи создания гидрореактивного двигателя. Все работы по конструированию долгое время были строго засекречены. На заре «холодной войны» постановлением Сталина в срочном порядке была развернута работа Специальной научно-исследовательской лаборатории по гидрореактивным двигателям №1, которую возглавил Путилов.

Константин Анатольевич был талантливым преподавателем. У него был удивительный дар превращать любого студента в исследователя, находившего нетрадиционные решения. Так, для определения минимального сопротивления самолета Путилов предложил в аэродинамической трубе с восходящим потоком горячего воздуха поместить модель, облепленную воском. Под воздействием тепла и силы тяжести воск растекался, образуя оптимальную форму модели.

Одним из важнейших столпов современной термодинамики является принцип термодинамической допустимости Путилова, который гласит: «в термодинамике допустимо пользоваться какими угодно воображаемыми идеализированными по своим свойствам телами и приспособлениями, без риска применяя эти представления в рассуждениях прийти к неверным результатам, если предварительно доказано, что их реализация, как бы ни были неправдоподобны их свойства, не противоречила бы ни первому, ни второму началу термодинамики». В термодинамике достаточно распространено использование для мысленных экспериментов разного рода воображаемые идеализированные тела, приспособления и механизмы. То обстоятельство, что такой подход не приводит к противоречию между теорией и опытными данными позволило К. А. Путилову сформулировать данный принцип.

Этот принцип позволяет использовать мысленные эксперименты для осознания, понимания и объяснения многих термодинамических механизмов, что позволяет прогнозировать функционирование той или иной модели. Принцип Путилова так же еще называют нулевым или общим началом термодинамики. Использование его биологами и биохимиками особенно целесообразно в построении термодинамических моделей функционирования живой материи, поскольку в живом организме одномоментно происходит огромное количество биохимических реакций разного толка, и в отличие от «технарей» биологи не имеют возможности моделировать каждую систему на практике. И только используя принцип Путилова возможно провести любой мысленный эксперимент с биологической моделью.

Принцип позволяет предположить наличие неких, еще не открытых наукой, биологических инструментов. Еще Эрвин Бауэр предполагал наличие такого принципа, он называл это «принципом биологической дедукции». Здесь можно и нужно поставить знак равенства. Принцип Путилова – принцип биологической дедукции. Принцип Путилова явился основой моих мысленных экспериментов, в результате которых появились теории, которые будут подробно рассмотрены в соответствующем разделе нашей книги.

Эрвин Рудольф Шрёдингер

12.08.1887 – 05.01.1961

«Я иду против течения, но направление потока изменится».

В процессе написания книги мне посчастливилось изучить многие интересные труды и узнать о жизни великих ученых, написавших эти прорывные вещи.

Среди них особенную помощь для моего разума дали такие глубочайшие личности, как Н. В. Тимофеев-Ресовский в своем труде «Краткий очерк теории эволюции» и Г. А. Гамов, который совершил прорыв к формированию подходов в понимании генетического кодирования биосистем, позволив тем самым Уотсону и Крику совершить ДНК-эволюцию в науке.

Эти великие люди делали передовую науку того времени, оперируя данными на уровне генов. Это были подходы молекулярного характера. Мне же, как Вы понимаете, еще более интересной представлялась системная интерпретация. Я хотел среди больших ученых, занимающихся атомами и молекулами, найти ту значимую фигуру, которой удалось рассмотреть всё это комплексно. Такой фигурой оказался Эрвин Шрёдингер. Понимая, что многим биологам, жаждущим познания, будет тяжело разобраться в его научных работах, он попытался написать популярную книгу, которая бы дала комплексное понимание физических подходов в понятной форме. И она очень хорошо получилась. В ней красной нитью идёт поиск подходов и ключей к тому, как обнаружить базовый алгоритм функционирования жизни, некую простую формулу.

Эрвин Шредингер – австрийский физик-теоретик, один из создателей квантовой механики. Иностранный член-корреспондент и иностранный почетный член АН СССР. Разработал волновую механику, сформулировал ее основное уравнение (уравнение Шредингера), доказал ее идентичность матричному варианту квантовой механики. Автор многочисленных работ по кристаллографии, математической физике, теории относительности, биофизике. В 1933 году ему присуждена Нобелевская премия по физике «за открытие новых плодотворных форм атомной теории».

Эрвин Шрёдингер был единственным ребёнком в обеспеченной и культурной венской семье. Его отец, Рудольф Шрёдингер получил по наследству небольшую фабрику клеенки, что обеспечивало его семью материально и оставляло ему возможности заниматься и естественными науками: он много лет был вице-президентом Венского ботанико-зоологического общества и выступал там с докладами. Эрвин Шрёдингер писал впоследствии, что отец был ему «другом, учителем и неутомимым собеседником». Мать Эрвина была чуткой, заботливой и жизнерадостной женщиной. Безоблачное детство Эрвина протекало в доме, где царили доброта, наука и искусство. До одиннадцати лет ребенка учили дома, а в 1898 году, успешно выдержав вступительные экзамены, Эрвин поступил в Академическую гимназию, которую окончил в 1906 году. Блестяще сдав выпускные экзамены в школе, осенью этого же года, Эрвин поступил в Венский университет, где выбрал для изучения курсы математики и физики.

После службы в армии Эрвин Шрёдингер получил место ассистента физического практикума во Втором физическом институте Венского университета. Круг его интересов был весьма широк: радиоактивность в ее связи с атмосферным электричеством, электротехника, акустика и оптика, в особенности, теория цветов. Тогда же он впервые заинтересовался квантовой физикой. В начале войны Эрвин Шрёдингер был мобилизован. Иногда ему удавалось выкроить время для чтения физической литературы – именно тогда Шрёдингер познакомился с только что появившимися работами Альберта Эйнштейна по основам общей теории относительности. Послевоенная жизнь в Австрии была трудна, поэтому получив приглашение поработать в Йенском физическом институте у Макса Вина, Шрёдингер поселился в Германии, а затем, в 1921 году он перебрался в Швейцарию, чтобы возглавить кафедру теоретической физики Политехникума в Цюрихе, которую до этого занимал Альберт Эйнштейн.

По складу ума Эрвин Шрёдингер, подобно Планку, Эйнштейну и ряду других физиков того времени, тяготел к классическим представлениям в физике. В 1925–26 годах Шрёдингером были выполнены работы, выдвинувшие его в первый ряд создателей волновой механики. Уравнение Шрёдингера – основное уравнение нерелятивистской квантовой механики, которое позволяет определить возможные состояния системы, а также изменение состояния во времени.

Знаменитый ученый Лайнус Полинг писал о Шрёдингере: «На мой взгляд, будет справедливо сказать, что Шрёдингер, сформулировав своё волновое уравнение, несёт основную ответственность за современную биологию».

В конце лета 1927 года Эрвин Шрёдингер переселился в Берлин, чтобы возглавить кафедру теоретической физики в Берлинском университете, которой до него руководил Макс Планк. Тепло принятый новыми коллегами, Шрёдингер быстро освоился на новом месте. Годы жизни и продуктивной работы в Берлине он потом вспоминал как «прекрасные». Все рухнуло в 1933 году, когда к власти пришли фашисты: Эрвин Шрёдингер был из-за политической неблагонадежности, вычеркнут из всех университетских списков Германии и Австрии. Дабы избежать нацистских преследований, Эрвин Шрёдингер эмигрировал в Ирландию, где ему предложили место директора вновь созданного Дублинского института высших исследований. Здесь он проработал семнадцать лет, активно занимаясь не только физикой, но и философией, поэзией и даже биологией.

Непосредственный вклад Шрёдингера в биологию связан с его книгой «Что такое жизнь?». В ней автор ввёл концепцию отрицательной энтропии, которую живые организмы должны получать из окружающего мира, чтобы скомпенсировать рост энтропии, ведущий их к термодинамическому равновесию и, следовательно, к смерти. В последней главе Шрёдингер возвратился к своей мысли, проходящей через всю книгу и состоящей в том, что механизм функционирования живых организмов не согласуется с законами статистической термодинамики. По мнению Шрёдингера, открытия генетики позволяют заключить, что в ней нет места вероятностным законам, которым должно подчиняться поведение отдельных молекул; изучение живой материи, таким образом, может привести к каким-то новым неклассическим (но при этом детерминистическим) законам природы.

Очарованный достижениями биологии, он посвятил эту книгу хромосомным метаморфозам. Репликация, кроссинговер, митоз, мейоз с точки зрения физики. Размер атома равен от одной пятитысячной до одной двухтысячной длины волны света. Длина волны света говорит нам о мельчайших частицах, которые мы можем увидеть в оптический микроскоп. Любая мельчайшая частица содержит в себе сотни миллионов атомов, из которых состоит тело человека. Главная мысль этой книги – это осознание Шредингером, что человек – машина, состоящая из гигантского числа атомов, которые все работают в слаженном режиме и четко подчиняются физическим законам.

Организм подчиняется четкой детерминированной системе физических законов, нам остается лишь найти точку приложения этих законов, найти понимание того, как они управляют и работают. Этим мы и будем заниматься все последующие главы, начиная от теоретических построений и заканчивая практическими и методологическими моментами.

Пройдя вместе с Вами по стопам великих учителей науки, я надеюсь, мне удалось сформировать ощущение великого оптимизма и веры в будущие научные свершения, которыми буквально пронизан каждый из этих людей. В связи с этим и прежде чем приступить к детальному описанию термодинамической биологии и теории конвергентных биопроцессов, я хотел бы познакомить Вас с одним из прекраснейших изречений, когда-либо сказанных об ученых, как о людях, которые неутомимо открывают тайны природы, порой не жалея при этом даже собственной жизни. Фраза эта принадлежит персидскому поэту-суфию, ученому и реформатору, одному из величайших сынов Востока – Джалал-ад-Дину Мухаммаду Балхи Руми:

«Такие люди – хозяева мира. Если они отправляются в путь, луна и солнце служат им подушкой. Взнуздают они своих коней, и седьмое небо становится их ристалищем. Из звездных чаш вкушают они вино. Лишь в справедливости ратуют они друг с другом. Их лица веселее розы. Они свободней тополя. Их захлестывают волны крови, но их одежды сияют чистотой. Они все в шипах, но светел их лик. Они узники, но бродят, как бродит вино. Их сжигает адский пламень, но они с улыбкой дарят рай тем, кто в нем нуждается. Все в их власти, но они ни в ком не нуждаются, никому не молятся. Они и в грош не ставят султанов с бунчуками и знаменами. Им не нужны рукоплескания. Будь их хоть тысяча, все они – как один. В небе одна луна и одно солнце, а в их небесах бесчисленное множество и лун, и солнц. В каждой стране бывает один падишах, в их городе все падишахи. Нет там ни кадия, ни мухтасиба, ни начальника стражи, ни палача. Не знают они ни гордыни, ни ненависти. Поклоняются только друг другу. Один-единственный повелитель в этом городе, он живет в каждом сердце: любовь…»

Раздел II: Термодинамическая биология

В данном разделе речь пойдет об основах термодинамической биологии, представленных такими составляющими, как:

1. Учение о иерархично-соподчиненных термодинамических сферах, основной задачей которого является объяснение того, каким образом законы физики, действуя на биовещество, приводят не к уничтожению последнего, а наоборот организуют его в сложнейшие структуры;

2. Специальные теории биологической термодинамики, представляющие собой логические ключи, созданные для описания нарушений в основных принципах работы организма, приводящих к болезням, старению и смерти, а также поиска методов их устранения;

3. Прикладная медицинская термодинамика, задачей которой является клинический и патофизиологический разбор основных патологических состояний организма, начиная от гипертонии и заканчивая старением, которое впервые рассматривается именно как заболевание, а не как естественный процесс;

4. Методология термодинамического воздействия на организм, открывающая путь к созданию новых, сверхэффективных медицинских протоколов, позволяющих излечивать основные заболевания, включая онкологию и само старение.

1. Учение об устройстве иерархически соподчиненных термодинамических сфер в структуре организма

Целью создания и развития «учения о соподчиненных термодинамических сферах» является упорядочивание многочисленных и разрозненных данных о принципах функционирования живой материи. «Учение о сферах» позволяет вести научный поиск методов лечения различных заболеваний на качественно новом уровне, однако фундаментом учения являются незыблемые законы физики, фундаментальные исследования великих умов разных эпох и эксперименты, которые преподносит нам сама природа. Учение о сферах является неким увеличительным стеклом, направив которое на организм, мы можем разглядеть удивительную гипотетическую физическую термодинамическую модель функционирования живого организма. Термодинамические сферы есть удобные ментальные инструменты для изучения «физики организма» с целью поиска физически обоснованных и оправданных методов лечения социально значимых заболеваний.

Первая термодинамическая сфера

Как родилась эта идея….

В свое время я с удовольствием прочитал книгу Иосифа Самуиловича Шкловского – «Вселенная. Жизнь. Разум». Он так живописно описал теорию соподчинения управляющих систем на нескольких страницах, что в голове сразу возникла четкая картина существования внешней мембраны и центра внутри, который, считывая информацию с мембраны, уже оперирует потоками вещества и энергии, которую необходимо поглотить и выделить в окружающую среду. Осознав, насколько удобно и доступно можно сконструировать сложнейшие процессы, проистекающие в живой природе, у меня мгновенно родилась идея отразить совокупность механизмов работы живого вещества в виде «сфер-матрёшек». И прообразом первой сферы стало описание «сферы Дайсона» в книге Шкловского. Фримен Джон Дайсон, наш современник, американский физик-теоретик предположил возможность существования во вселенной некоего гипотетического астроинженерного проекта в виде сферы, представляющей собой относительно тонкую сферическую оболочку большого радиуса (порядка радиуса планетных орбит) со звездой в центре. Предполагается, что технологически развитая цивилизация может применять подобное сооружение для максимально возможного использования энергии центральной звезды и/или для решения проблемы жизненного пространства. Согласно теоретическим расчётам для сооружения сферы Дайсона вокруг Солнца необходимо вещество с массой порядка массы Юпитера.

Осознание, пусть даже лишь мизерной вероятности существования такой структуры, произвело на меня огромное неизгладимое впечатление. Тот факт, что разрозненные мелкие частицы системы, коими являются отдельные индивидуумы, при наличии разума и должном целевом управлении, могут создавать подобные грандиозные объекты не может не впечатлить! Это яркий пример космического масштаба, который иллюстрирует, насколько может быть огромной, гармоничной и стабильной управляемая система и насколько велика роль разума в управлении этой мегасистемой. Вероятно, что подобные объекты на самом деле существуют во вселенной. Просто они так далеки, что сегодня непонятно, как обнаружить и измерить их излучение с помощью спектрометрии. Последние научные данные позволяют нам говорить о том, что в отличие от гипотетических форм, мы уже достаточно приблизились к практическому наблюдению подобных структур.

Речь идет о звезде Табби, признаки странного поведения которой выявил космический телескоп Кеплер, постоянно наблюдавший за звездой с 2009 по 2013 год. Астрономы, гражданские ученые и компьютеры занялись поиском причины периодического уменьшения яркости излучения звезды – того признака, что вокруг нее движется экзопланета. Крупнейшие планеты могут блокировать до 1% света звезды, но звезда Табби теряет до 20% яркости. И это было бы странно уже само по себе. Но периодические затемнения не происходили с регулярными промежутками времени – они были спорадическими. Такую сигнатуру планета не объясняла. Ничего в наблюдениях не указывало на возможную причину помех. После рассмотрения различных возможных сценариев, ученые сошлись во мнении, что пыль от крупного облака комет была бы лучшим объяснением, но подобное объяснение было натянуто, поскольку сложно подобрать настолько крупные кометы, которые будут блокировать так много света звезды.

Альтернативное объяснение нашлось после заявления астронома Джейсона Райта о том, что за сигнал может быть ответственна продвинутая внеземная цивилизация, которая построила мегаструктуры вроде солнечных панелей вокруг звезды. Новые результаты также изменили требования к гипотезе с мегаструктурами инопланетян. Общее затемнение можно было бы объяснить массивной инопланетной сферой вокруг звезды. Астрономы подсчитали, что инопланетянам потребовалось бы отстроить минимум 750 миллиардов квадратных километров солнечных панелей, чтобы обеспечить 20-процентное падение яркости звезды. Это в 1500 раз больше площади Земли.

Таким образом, прообразом первой термодинамической сферы можно считать сферу Дайсона.

Итак, ПЕРВАЯ СФЕРА. Для удобства восприятия читателем представленного материала, изложенного в данной книге, нам будет необходимо ввести основные понятия – мембрана, управляющий центр и передающая среда. У меня родилась идея развернуть организм человека в виде мембран, контактирующих с внешней средой. Например, площадь слизистой оболочки кишечника или кишечной мембраны – если развернуть каждую ворсинку толщиной в одну клетку, – по данным разных авторов, составит примерно 200 квадратных метров. Если же взять мембрану лёгочной ткани, альвеолярную, то получится около 80 квадратных метров. Это и есть две основных мембраны, контактирующие с внешней средой. То есть, если человека представить в виде сферического аэростата, то мы увидим схожую картину. Огромная по площади сфера, которая воспринимает энергию, вещество и информацию от внешней среды. Эта информация поступает в управляющий центр – ствол головного мозга – и обрабатывается там, после чего запускается комплекс энергетических и биохимических процессов с целью адаптации к внешней среде, сохраняя при этом энергетический баланс внутренней среды. Почему именно сфера? Это удобно для нашего понимания. Нас еще со школы и института учат рисовать клетку в виде круга с ядром внутри. Возможно гипотетически предположить, что человек ни что иное, как большая клетка, состоящая из триллионов маленьких клеток, но чтобы не обманываться видимостью физической формы тела, мы это упрощаем в нашем понимании и превращаем в сферы. По аналогии ядро-цитоплазма. Ядро – управляющий центр. Цитоплазма – передающая среда.

В этом месте нашего повествования я хотел бы заострить внимание читателя на переходе научных взглядов с чисто медико-биологических к биофизическим. Такой переход стал возможен лишь благодаря работам А. А. Ляпунова в области математической биологии, суть которых сводится к двум проблемам: первая – это проблема устойчивости процессов управления в живых системах, а вторая – проблема осознания и описания структуры иерархически соподчиненных управляющих систем в живой природе. Именно представив организм в образе «первой сферы», мы получаем возможность четко и понятно применить математический инструментарий Ляпунова к описанию и компьютерному моделированию этого уровня организации управления в живом организме. Таким образом, четко прослеживаются этапы эволюции научного понимания: первый – медико-биологический, второй – математико-кибернетический, третий – биофизический, когда через математическое осознание функционирования живого объекта мы выходим на уровень понимания работы организма с точки зрения законов физики. И наиболее подходящей для этого областью физики, естественно, предстает нелинейная термодинамика диссипативных систем Пригожина.

Почему именно термодинамическая сфера? Потому что это очень удобно со стороны оценки работы системы. Термодинамика – это область физики, которая изучает принципы работы любых систем. Открытых и закрытых. Самостоятельных и зависимых. С дополнительной энергией и без. Живых и неживых. Разных. То есть термодинамика не изучает работу каких-либо конкретных составных частей, термодинамика изучает, как работает организм в целом. Что в целом происходит, каков глобальный ответ и какая происходит адаптация. Термодинамика есть предшественница системного анализа, общей теории управления, биологической кибернетики и многих других междисциплинарных научных ростков. Образ сферы позволяет сформировать гипотетическую модель человека как шара, имеющего определенные мембраны. Работа данной модели может быть описана формулами, используемыми в физике и математике. В дальнейшем это будет полезно при компьютерном моделировании тех или иных процессов, происходящих в живой материи. В первую очередь, это первый закон термодинамики в классическом виде, а также в синтезе с другими формулами и теоремами. Первый закон термодинамики здесь рассматривается как основополагающий описательный принцип распределения энергии. Суть его в том, что энергия делится на внутреннюю энергию и на энергию, затрачиваемую для совершения системой работы. Если же у пытливого читателя появится необходимость найти способ построения конкретно математической модели живой природы, ему будет полезно обратиться к общей теории управления Зубова и принципу «бэнг-бэнг» в теории оптимального управления Ляпунова.

Но вернёмся к предмету нашего обсуждения. Термодинамические сферы были придуманы мною для упрощения визуализации сложных процессов и для того, чтобы любознательный читатель мог легче познавать теоретическую часть термодинамической биологии, используя эту модель. Термодинамическая сфера – это хороший удобный виртуальный инструмент. Можно сказать, это адаптированная визуализация математических и физических формул. Сухие формулы, переведенные в ощущения, в образное мышление.

Далее я начал «играть со сферой», то есть проводить мысленные эксперименты для выявления причины того, как работает организм, и на примере первой сферы увидел, что есть некая проблема, связанная с несоответствием площадей развернутых мембран и тем энергетическим вкладом, которые они привносят в метаболизм. Учитывая, как тяжело переносит организм кислородное голодание, площади легочной мембраны казалось явно недостаточно относительно кишечной мембраны. Возникает вопрос: почему без воздуха, который взаимодействует с легочной мембраной, организм может продержаться намного меньше, нежели без воды и еды, которые взаимодействуют с кишечной мембраной? Почему так важна именно легочная мембрана при меньшей площади? Решение оказалось на поверхности. После некоторых раздумий я пришел к выводу, что полезное действие данных мембран необходимо оценивать не по площади, а по эффективности энергетического воздействия на метаболизм!

Как мы знаем, реакция аэробного дыхания дает 36 молекул АТФ на 1 молекулу глюкозы, против реакции анаэробного гликолиза, которая дает лишь 2 молекулы АТФ на 1 молекулу глюкозы. Путем простых вычислений, мы получаем коэффициент эффективности метаболизма каждой из мембран (1440 условных энергетических единиц для легочной мембраны и 200 для кишечной), и приходим к выводу, что вклад в энергетический баланс при аэробном обмене, будет в семь раз выше, чем при анаэробном. Этот энергетический коэффициент нам очень важен для дальнейшего изучения законов, согласно которым функционирует живая материя.

Еще в 1966 году, нобелевский лауреат в области физиологии и медицины, немецкий биохимик Отто Варбург, о котором я ранее упоминал в исторической справке, отметил, что «первопричина рака – это замена дыхания с использованием кислорода в теле нормальной клетки на другой тип энергетики – ферментацию глюкозы». Итого: баланс аэробного-анаэробного вклада в «энергетический котел» играет ключевую роль в функционировании организма.

После того, как был установлен энергетический баланс мембран я попытался визуализировать термодинамическую сферу в виде шара. Площадь шара – это мембраны, легкие и кишечник; точка в центре круга – это управляющий центр, в данном случае – это ствол головного мозга. Далее возник вопрос, каким образом передать информацию от мембран к управляющей системе, в которую уже заложены определенные рамки адаптации, и обратно? Как сделать так, чтобы вся информация интегрально (то есть обобщенно) быстро, адекватно, постоянно и бесперебойно поступала от мембран первой сферы к управляющему центру первой сферы? Нужно было выявить какой-либо передающий канал.

Если мы обратим внимание на структуру клетки, мы отметим наличие среды между ее оболочкой и ядром, а именно – цитоплазмы. В человеческом организме, по аналогии с клеткой и цитоплазмой, передающей средой является кровь. Она постоянно находится одновременно и на мембранах, и внутри управляющих систем. Сердце играет также немаловажную роль в передаче информации – оно осуществляет механическую передачу информации от мембран к управляющему центру и обратно, путем переноса растворенных в плазме крови определенных веществ – газов, пептидов и аминокислот, гормонов и прочих активных биохимических субстанций. Очень важную роль играют сосуды, которые как раз и являются каналами передачи информации.

Я давно прицельно обратил внимание на анатомию этих сосудов, с которыми работал уже много лет. У нас есть четыре артерии, которые доставляют кровь в головной мозг – это две вертебральных артерии и две внутренних сонных артерии. Данная информация должна гарантированно доходить от сердца до мозга без искажения. В данном случае артерии являются транспортными магистралями, каналами для передачи информации. Самое интересное, что если мы обратим внимание на анатомию кровоснабжения ствола головного мозга, мы увидим, что все эти четыре артерии соединяются в одну – базилярную артерию, она представляет собой цистерну, которая соединяет между собой внутренние сонные и позвоночные артерии. И уже из базилярной артерии отходят ветки к стволу мозга. Фактически, это путь от сердца к управляющей системе. Поэтому, если каким-либо образом скорость поступления информации по этому пути уменьшается за счет внешнего воздействия, возникает ситуация, когда управляющий центр получает искаженную информацию, что в свою очередь приводит к возникновению ряда патологических состояний, которые мы рассмотрим в разделе «Прикладная медицинская термодинамика».

Забегая вперед, для упрощения восприятия вышесказанного, приведем наиболее яркий клинический пример: остеохондроз шейного отдела позвоночника, нестабильность 3-го и 4-го шейных позвонков, сужение просвета позвоночных артерий и вен, уменьшение скорости циркуляции крови в бассейне ствола мозга. Произошло нарушение скорости передачи информации. В первую очередь это касается концентрации кислорода в крови, но не ограничивается этим параметром. Весь ствол мозга стал получать неправильную информацию от всех органов и систем из-за неполного сдавливания позвоночных артерий и вен!

Сначала мозг оценивает сложившуюся ситуацию как временное снижение уровня концентрации кислорода в атмосфере, при том, что на самом деле в атмосфере концентрация кислорода не поменялась. В ответ на получение искаженной информации, управляющий центр активируется и с помощью нервно-мышечной передачи пытается компенсировать недостаток кислорода в организме путем увеличения частоты сердечных сокращений и повышения артериального давления. Это яркий пример слаженной работы первой и второй термодинамических сфер, ничто иное, как пример быстрой адаптивной реакции. То есть, так называемую эссенциальную или идиопатическую артериальную гипертензию следует отнести именно к реакции адаптации организма, а не к патологическому состоянию. Только на одном этом примере мы можем себе представить, насколько важно беспрепятственное прохождение биохимической информации от мембран к управляющему центру. Таких примеров в нашей книге будет достаточно. Для этого есть специальный раздел – прикладная медицинская термодинамика, где будут подробно разобраны как заболевания, так и адаптивные реакции организма на изменение внешней среды.

Внесем еще одно ключевое понятие о первой сфере. Представим человека как огромный шар, который находится в некой гипотетически «идеальной» среде, где снаружи, там, где легочная мембрана, – постоянная концентрация кислорода и других газов, температура и давление, а кишечная мембрана погружена в идеальный бульон тоже с идеальными условиями. Поскольку это гипотетическая модель, мы сознательно не будем учитывать влияние второго закона термодинамики для упрощения подачи материала. В дальнейшем мы введем такое понятие, как принцип самообновления, которое нам позволит строить любые гипотетические модели, не нарушая термодинамических принципов.

Итак, при идеальных условиях передачи биохимической информации, эта сфера может существовать в идеальном равновесии сколь угодно долго – вечно. Если же появится малейшее нарушение передачи информации от мембраны к управляющей системе, сразу же возникнет биохимический дисбаланс – метаболический синдром, и если вовремя не устранить это нарушение передачи, путем воздействия на причину возникновения, этот дисбаланс со временем неизбежно приведет к прекращению существования данной системы. Биохимическое угасание будет иметь вид последовательных деструктивных изменений по направлению от мембраны к центру. Если описываемые процессы рассматривать по отношению к единичной клетке – это будет деструкция плазматической оболочки, затем клеточных включений и, в конце концов, клеточного ядра. Если же методически рассматривать ситуацию в целом по отношению к организму человека, можно привести следующую схему: компрессия сосудов – артериальная гипертензия – метаболический синдром – единичные атеросклеротические бляшки – сужение просвета магистральных сосудов – ишемический инсульт – смерть. Итогом любых нарушений передачи в управляющей системе первого уровня будет постепенный дисбаланс, начиная от мембран и далее по пути к самому управляющему центру.

Таким образом, первая термодинамическая сфера, это анатомо-физиологическая структура, которая состоит из легочной и кишечной мембран, крови – как передающей среды и ствола мозга в качестве управляющего центра. Первая термодинамическая сфера полностью подчинена принципам функционирования второй сферы, к описанию которой подошло наше повествование.

Вторая термодинамическая сфера

Несмотря на то, что первая термодинамическая сфера является ярким примером управляемой системы, у нее есть существенный недостаток – она может существовать исключительно в идеальной среде, чего не наблюдается в реальной жизни. Вследствие этого возможности первой сферы сильно ограничены. Окружающая среда, как правило, агрессивна в той или иной степени по отношению к организму. Такие факторы, как температура воздуха, атмосферное давление, состав воды, уровень солнечной радиации активно влияют на живую материю, то есть окружающая нас среда – это далеко не «идеальные условия» в отличие от гипотетической модели. Каким же образом организм компенсирует колебания постоянства среды? На этот вопрос нам поможет ответить вторая термодинамическая сфера.

Функция и суть существования второй сферы сводятся к обеспечению стабильности окружающей среды на мембранах первой сферы. То есть, вторая сфера следит за внутренними показателями первой и осуществляет подстройку к внешним факторам. Со временем ко мне пришло понимание, что путем эволюции появились механизмы, которые в автоматическом режиме помогают организму подстроиться под изменения внешней среды в режиме «по требованию». Эти механизмы позволяют контролировать частоту дыхания, уровень биологически активных веществ в крови и прочее. Совокупность этих механизмов я определил, как вторую термодинамическую оболочку. Ведь фактически наше тело и есть вторая сфера, в которой управляющим центром является область головного мозга, которая отвечает за безусловные рефлексы.

Мембраной будет являться кожа, рецепторы и органы чувств, а проводящей средой, соответственно, нервная ткань. Каким конкретно образом функционирует вторая сфера? Во-первых, это контроль дыхания, его частота и глубина, то есть контроль над количеством вдыхаемого воздуха.

Во-вторых, это пищевой инстинкт – автоматический контроль над количеством и качеством поглощаемых питательных веществ путем процесса добывания пищи, а это уже использование нервно-мышечной передачи. К проявлениям работы второй сферы также относится инстинкт самосохранения. Следует отметить тот факт, что вторая сфера подчиняется определенным биоритмам. При массивных затратах энергии, которые ей необходимы для стабилизации внутренней среды обеих сфер, требуется чередование периодов сна и бодрствования. Чтобы организм имел возможность восстановиться, регенерировать.

Все вышеперечисленные механизмы в высшей мере изучены и описаны великим русским ученым, первым российским нобелевским лауреатом Иваном Петровичем Павловым. В 1903 году на Мадридской конференции, И. П. Павлов впервые сформулировал принципы физиологии высшей нервной деятельности, которой он и посвятил последующие тридцать пять лет своей жизни. Уже тогда старейшина физиологов приоткрыл тайну управляющих систем на уровне нервной проводимости. Мы лишь представляем оптимизированный взгляд, который бы позволил максимально удобно визуализировать сложные процессы энергетического обмена, происходящего в живой материи. Для этого я руководствовался научным принципом использования соподчиненных иерархично систем Ляпунова или «методом матрешки», когда мы имеем возможность последовательно поместить термодинамические сферы одну в другую.

Для того, чтобы в полной мере отвечать функциям хранителя первой сферы вторая термодинамическая сфера должна обладать высокой энергичностью: иметь более высокий и быстрый энергетический обмен, энергетический запас и стабильность структур. Также ведущую роль имеет непрерывный быстрый информационный обмен между двумя сферами для их слаженной работы. То есть вторая сфера должна иметь высокую реактивность. Пищу нужно догнать, поймать и еще остаться самому при этом в живых, поэтому скорость передачи информации должна быть намного выше.

Чтобы достичь высокой скорости передачи информации, в работе второй сферы используется принцип «многоканальности» – нервные волокна по аналогии можно сравнить с оптоволокном, где информация передается не диффузно, а целенаправленно. В этом есть значимое отличие механизма распространения информации первой и второй сфер: первая – диффузный тип (гуморальный), вторая – многоканальный, целенаправленный механизм передачи и реагирования по типу «реле».

Представим себе ситуацию: рецепторы каким-либо образом фиксируют изменения гомеостаза на мембранах и/или изменения состава крови; в мозг посылается нервный импульс, биологическое реле срабатывает – возвращается ответный сигнал на запуск компенсаторных механизмов. Пример – долгий перерыв без принятия пищи, снижение уровня глюкозы в крови. Сначала возникает чувство голода, которое стимулирует к поиску пищи. Если пищу найти невозможно, срабатывает виртуальное биологическое реле и запускаются механизмы возобновления энергетического баланса за счет использования собственных ресурсов – получение энергии из печени, жирового депо, мышц и прочих резервов. Если говорить о такой критической ситуации как переохлаждение или острая кровопотеря, – централизация кровообращения для максимально долгого поддержания жизнедеятельности именно тот механизм, работу которого обеспечивает вторая сфера.

Вторая термодинамическая сфера функционирует по тем же законам и формулам, что и первая, но при этом количество энергии, циркулирующее по контурам второй сферы, гораздо выше по сравнению с энергетическим потенциалом первой сферы, что, собственно, и позволяет второй сфере обеспечивать, за счет своих ресурсов, бесперебойное функционирование первой сферы.

Если выразиться по-другому, то вторая сфера более приспособлена к изменениям внешней среды, чем первая именно за счет наличия в ней гораздо большего количества запасенной энергии.

В данном месте будет не лишним разобрать такое понятие, как «фрактальность» (самоподобие). Это понятие позволяет нам увидеть, что на каждом уровне иерархической организации живого вещества, мы можем использовать для описания процессов одни и те же математические подходы, с разницей лишь в количестве джоулей энергии, которыми собираемся оперировать. На микроуровне (биохимические подходы) мы будем пользоваться микроджоулями, а на уровне, например, биологического вида нам придется столкнуться с мегаджоулями, однако математический инструментарий будет прежним – фрактально-применимым (то есть на уровне математического аппарата мы наблюдаем самоподобие уравнений на уровне полной идентичности).

Таким образом, признаки второй сферы:

– Может активно перемещаться в агрессивной внешней среде и реагировать быстрее, чем первая сфера.

– Обеспечивает стабильность первой, за счет своих энергозапасов (печень, жир, мышцы и пр.) – поддерживает баланс биологически активных веществ и газов крови.

– Оберегает первую сферу и возобновляет через нее свои ресурсы, так как первая сфера является энергетическим реактором, который может собрать и аккумулировать энергию внешней среды.

– Вторая сфера – это анатомо-физиологическое образование, которое, по сути, представляет нашу физическую оболочку, наше тело.

– В отличие от первой сферы передача информации происходит не диффузно, а по выделенным высокоскоростным каналам, коими являются пучки нервных волокон.

– Соблюдается принцип фрактального действия физических законов.

Третья термодинамическая сфера

«Я не хочу, чтобы меня создавала окружающая среда. Я хочу сам создавать эту среду». Фраза из к/ф «Отступники» (режиссер М. Скорсезе)

Как мы уже отметили, контроль основных процессов, проистекающих на уровне второй сферы, осуществляется в автоматическом режиме. Дальнейшее совершенствование живой природы приводит нас к возникновению разума и вместе с ним к появлению сферы совершенно иного качества – третьей термодинамической сферы или сферы разума. Данная сфера представлена только у человека, её управляющая система – это корковое вещество головного мозга. Особенность разума в том, что он может качественно влиять на окружающую среду. Не количественно, как вторая сфера, путем дыхания и еды (ЧДД, количество съедаемой пищи и т.д.), а именно качественно. Разум можно объединить с некой гипотетической сферой, выстроенной вокруг тела человека, в которой он, используя мыслительный процесс (науку по Мечникову), может создавать различные комбинации и концентрации каких-либо веществ, либо изменять качественные показатели окружающей среды – давление, температуру и др. Например, это создание и прием лекарственных препаратов, приготовление пищи, фильтрация воды, изменение температуры и состава. То есть человек осознанно использует энергию внешней среды с целью изменения условий для обеспечения своего комфортного существования. Это любая физическая активность, не связанная с инстинктивными реакциями, а обусловленная разумной деятельностью.

Третья сфера – это некоторое представление, которое укладывает наличие разума как необходимого звена в единую цепочку соподчиненных термодинамических сфер. В такой цепочке разум необходим для качественного влияния на окружающую среду. Третья сфера полимембрана. Отличительная особенность её в том, что мембрана третьей сферы может создаваться непосредственно управляющей системой. В качестве примера, это и теплая одежда, которую мы надеваем, чтобы согреться, это и рабочий кабинет с кондиционером, это бассейн с подогретой водой и т.д. Если привести не обыденный, а высокотехнологичный пример, то это барокамера для проведения гипероксигенации, космический корабль и прочее.

Можно привести тысячу примеров. Это все то, чем мы окружаем себя каждый день для поддержания существования. И это пример управления внешними силами и энергиями для того, чтобы сделать их достоянием первых двух сфер.

Следует сказать об одной особенности. Она заключается в том, что существует переход количества энергии из одной сферы в другую, то есть, если, например, в первой сфере заканчивается энергия, то она может забрать недостающее количество энергии из второй, соответственно вторая сфера может получить энергию извне посредством третьей сферы. Это гипотетический фундаментальный постулат. За счет получения энергии извне, третья сфера оптимизирует условия существования второй сферы таким образом, чтобы это существование продолжалось сколь угодно долго. Однако до настоящего момента реализовать некую систему вечного существования на практике не представлялось возможным. Даже наличие развитого интеллекта не гарантирует получение рецепта вечной жизни без понимания принципов иерархического взаимодействия термодинамических сфер между собой и окружающей средой.

Третья сфера устроена таким образом, что постоянно уменьшает энтропию, то есть упорядочивает все процессы, которые происходят внутри нее. Она функционирует согласно диссипативным уравнениям Пригожина. В этом она схожа с механизмом синтеза, о котором мы расскажем в следующей главе, и именно поэтому она имеет возможность дополнить то, что не доделал механизм синтеза. Физический смысл третьей сферы – это продление срока жизни биосистемы путем максимальной стабилизации живого вещества. Требуется смена нескольких поколений, одаренных людей, чтобы разгадать тайну биологического равновесия. Возьмем, к примеру, теорию эволюции Дарвина. До него были труды Ламарка, без которого Дарвин не смог бы создать свою теорию. Сегодня это уже дополненная «синтетическая теория эволюции». Для того, чтобы обеспечивать непрерывный процесс эволюции, природа создала такую способность как размножение.

Эмбрион, который находится в матке, развивается не сам по себе, а под чутким контролем состава окружающей и внутренней среды плода (через гемато-плацентарный селективный барьер), который осуществляет материнский организм. Для плода создается оптимальный баланс температуры, давления и биохимических реакций. Ребенок в утробе матери – это яркий пример реализации третьей сферы в природе. Таким образом, этот маленький организм растет и развивается в идеальных условиях, автоматически поддерживаемых организмом матери. После рождения сфера разума включается далеко не сразу: сначала мы имеем «неразумное дитя», и лишь после психологического созревания можно говорить о возможном включении в процесс третьей сферы. От полутора до трех лет – это вторая сфера в чистом виде. Пока родители решают за ребенка вопросы его комфорта – надеть или снять кофточку, например – они являются его третьей сферой. Поэтому с позиций термодинамических взглядов, момент рождения ребенка не совпадает с моментом возникновения у него третьей сферы. Путь второй сферы у ребенка продолжается вплоть до обретения им самостоятельности, до того момента, когда он, уже будучи сформированной личностью, не будет зависеть от помощи родителей или каких-либо попечителей вплоть до государства.

Управляющая система третьей сферы зиждется на трех понятиях: первое – БИОС – чувство самоидентификации, чувство разума, чувство сознания. Это чувство в принципе одинаково у всех разумных существ и рас. Второе – оперативная система, которая работает в БИОСе – это ЛОГОС – язык, на котором этот разум может вербально и письменно общаться с представителями себе подобных. И третье – это нравственная программа, которая структурирует и направляет поступки – ТЕОС. У кого-то это религия, у кого-то воспитание, у кого-то научный интеллект. Сюда же можно отнести общее развитие, эрудицию и прочее. Существует много так называемых подпрограмм ТЕОСа. Христианство, ислам, буддизм, научный атеизм, коммунизм… У всех они разные. Но ТЕОС создает некий нравственный программный путь. У кого-то «понятия», у кого-то университетское братство. Одним из ярких примеров является ТЕОС, который описан у Бориса Акунина в «Алмазной колеснице»:

« – Путь Алмазной колесницы учит, что Большой Мир, то есть мир Своей Души, неизмеримо больше Малого Мира, то есть мира человеческих отношений. Спроси сторонника любой религии, кто такой праведник, и ты услышишь: праведник тот, кто жертвует собой ради других людей. На самом же деле жертвовать собой ради других – наихудшее преступление в глазах Будды. Человек рождается, живет и умирает один на один с Богом. Все прочее – лишь видения, созданные Высшей силой, дабы подвергнуть человека испытанию».

Дабы не вводить читателя в заблуждение, уточню – данный отрывок приведен лишь в качестве яркой иллюстрации одного из многих ТЕОСов, но он ни в коем случае не является основополагающим тезисом этой книги.

Фактически, теос и логос являются инструментами передачи информации для третьей сферы, а информация как раз и будет самой средой. Скорость передачи информации в третьей сфере еще более высока, нежели в первых двух сферах. Здесь мы имеем дело с передачей информации в чистом виде. И на сегодняшний день скорость передачи информации только нарастает. В качестве примера приведу следующую цепочку: скорость распространения звука между говорящими людьми, далее изобретение телеграфа, затем телефона, передача информации с помощью радиоволн и, наконец, оптическая передача данных, которая может быть ограничена на сегодня лишь скоростью света. Если гипотетически предположить, что рано или поздно наступит момент, когда логос и теос будут идентичны для всех, тогда человечество едиными усилиями сможет преодолеть любые барьеры. Это будет мощный коллективный разум, для которого не будет препятствий. Фактом написания этой книги, я делаю небольшой, но тем не менее, очень важный шаг в этом направлении.

В биологии понятие соподчиненных термодинамических сфер возникает впервые. Мы с вами убираем дискретность и логически ставим разум в одну биологическую цепочку с управляющими системами первой и второй сферы. Цель создания разума с точки зрения эволюции одна – обеспечение оптимальной жизнедеятельности и через нее достаточной продолжительности жизни, как можно более долгой. То есть, цель разума с точки зрения биологии как науки о живом веществе – это обнаружение и нахождение проблем в передающих средах, мембранах и управляющих центрах первых двух сфер и их своевременное устранение.

Вся наша жизнь – это стремление к ее продлению. Разум, как инструмент эволюции, имеет все возможности это обеспечить. Учение о термодинамических сферах в биологии позволяет определить место разума в природе. Третья сфера объясняет тот факт, что эволюционная причина возникновения разума связана с моментом стабилизации биосистемы человека. Природа добилась практического бессмертия вида за счет использования механизма размножения, но появление и совершенствование человеческого разума со временем позволит повысить устойчивость гармоничного функционирования организма во внешней среде и в конечном итоге обрести бессмертие для обеспечения в будущем выполнения более глобальных задач планетарного масштаба.

Разум – это термодинамическая необходимость живой материи. При длительной фенотипической адаптации рано или поздно многие живые организмы могут стать разумными, потому как в конечном итоге третья сфера необходима для экспансии живой материи во вселенной, а без наличия разума это не представляется возможным. Прогрессивное увеличение объема «разумной материи» – количества высокоразвитых людей с большой продолжительностью жизни сведет к минимуму последствия нарушения передачи информации вследствие каких-либо природных флюктуаций. Ярким примером из техники является компьютерный сервер с RAID-массивом жестких дисков, на каждом из которых полностью дублируется вся информация с целью ее защиты.

В завершение этой главы, я хотел бы привести цитату Ильи Ильича Мечникова, которая кратко отражает всю суть третьей термодинамической сферы:

«Можно совершенно точно утверждать, что не человек намеревается переделать свою физическую природу, а природа сама переделывается, пользуясь силами нервной системы одного из созданных ей высших представителей живой материи».

Принцип самообновления (Синтез и распад)

Мы с вами достаточно подробно разобрали материал о трех термодинамических сферах: гипотетически мы рассматривали их взаимодействие и влияние друг на друга в идеальных условиях. С точки зрения термодинамики биологическая жизнь есть не что иное как открытая система, которая оперирует вдали от термодинамического равновесия. Иными словами, это устойчивое состояние, возникающее в неравновесной среде при условии диссипации (рассеивания) энергии, которая поступает извне.

Согласно второму закону термодинамики, в системе есть стремление переходить к беспорядку – это универсальный закон. Если представить существование трех сфер в определенной благоприятной среде, то возникает вопрос, что необходимо для того, чтобы эти три сферы существовали сколь угодно длительное время в оптимальном физическом состоянии высокоэнергетичного организма? Ответ напрашивается сам собой: должен постоянно функционировать некий механизм, который будет компенсировать (уравновешивать) действующее на систему второе начало термодинамики, а именно, необходимо наличие постоянного самообновления организма! Ведь без эффекта самообновления составные части термодинамических сфер и процессы, происходящие в них, будут постоянно приходить в негодность согласно второму закону термодинамики, что приведет к нарастанию хаоса и распаду системы. На практике этот процесс называется старением организма с последующей смертью.

С другой стороны, мы наблюдаем постоянный процесс самообновления клеточного материала и регенерации тканей, вследствие чего организм может поддерживаться в неизменном виде достаточно длительное время. В норме в живой ткани происходит замена отработанных элементов на новые. Необходимо внести ясность, как происходит самообновление организма и каким образом оно зависит от потока вещества и информации.

ПРИМЕР. Представим себе автомобиль, который активно эксплуатируется, но никогда не проходит технического обслуживания. Через определенное время этот автомобиль придет в негодность из-за поломки, связанной с износом той или иной детали. Но, предположим, что у нас есть какая-то машина, которая особенно нам дорога. Например, раритетное авто Элвиса Пресли. И мы не просто проводим регулярное ТО, но и в профилактических целях заменяем комплектующие, раньше, чем они придут в негодность. Проводку, свечи, стартер, амортизаторы, фары и прочее. Такая машина будет ездить вечно. Да, внешне эта машина останется ретро-автомобилем Пресли, но на самом деле это будет уже не та машина, которая была изначально. Принципиально это будет новый автомобиль, который постоянно «на ходу». Ничто не может препятствовать тому, чтобы данная машина ездила вечно, поскольку мы постоянно ее обновляем.

Итак, если на практике, мы можем поддерживать сколь угодно долго в рабочем состоянии дорогой нашему сердцу автомобиль, то теоретически мы также можем поддерживать в оптимальном состоянии наш организм, столько времени, сколько захотим. Нужно честно признать, что гипотетически, при наличии бесперебойного антиэнтропийного принципа самообновления, ничто не мешает человеку жить и 100, и 200, и 500, и 1000 лет! Процесс самообновления организма можно и нужно своевременно корректировать, а для этого надо понимать, как устроена иерархия термодинамических систем организма. На сегодняшний день это один из глобальных научных барьеров, не преодолев который, все мы вынуждены будем умирать в возрасте от шестидесяти до ста лет.

Поскольку в организме постоянно происходят сложные реакции синтеза и восстановления, будет справедливым применить второй закон термодинамики не в отношении целого организма, а конкретно в отношении его структурных элементов – а именно клеток. Износ и умирание берут на себя элементы системы, а не сама система: умирают клетки, но не организм в целом.

Представьте живой организм как большой город, в котором клетки – это его жители, которые умирают и рождаются. В зависимости от того, как будет изменяться популяция жителей, город будет либо развиваться, либо угасать. Либо такой город будет постоянно жить в оптимальном рабочем состоянии, допуская лишь малейшие колебания численности в строго определенных рамках. Такой город будет волнообразно дышать по теории биоритмов Доброборского. Можно привести аналогию в цепочке: вид – человек – клетка. На сегодняшний день природа обеспечила бессмертие вида. Внутри него действует принцип самообновления посредством рождения и умирания структурных единиц, особей вида. Если наложить принцип фрактальности действия физических законов, можно создать инструмент, который позволит обеспечить бесконечно долгое существование организма непосредственно внутри вида. Посредством мысленного эксперимента мы приходим к выводу, что природа уже доказала возможность такого процесса, наша задача лишь найти ключи к осуществлению этого на уровне человеческого организма.

Давайте подробнее остановимся на механизмах синтеза и распада, которые происходят в организме, на том, как и чем эти механизмы регулируются. Для этого к нашей структуре соподчиненных термодинамических сфер мы добавим принцип самообновления форменных элементов. Его работа обусловлена гармоничным взаимодействием механизмов синтеза и распада.

Механизм синтеза

Механизм синтеза обусловлен функционированием стволовых клеток, которые присутствуют во всех органах и тканях и при делении образуют новые элементы. В связи с этим я остановлюсь чуть подробнее, но не вдаваясь в цитологические тонкости (дабы не упустить общую картину), на том пути, который проходит мультипотентная стромальная стволовая клетка (МССК), поэтапно делясь под воздействием факторов роста, других биорегуляторов и изменяющихся условий внешней среды.

Молекулярные механизмы, управляющие дифференцировкой МССК, до сих пор остаются одной из самых неисследованных тем.

Некоторые коллеги предлагают двухстадийную модель дифференциации МССК: от стволовых клеток до клеток, идущих по пути дифференциации. На стадии стволовых клеток происходит асимметричное деление МССК, в результате которого образуются две клетки, одна из которых сохраняет стволовую функцию, а вторая вступает на путь дифференциации в виде плюрипотентного клеточного предшественника. Деление происходит при наличии какого-либо фактора роста, так как ММСК в подавляющем большинстве пребывают в состоянии генетической блокировки. Клетка-предшественник в свою очередь претерпевает целый ряд симметричных делений, образуя при этом внушительный набор трипотентных и бипотентных предшественников.

Сам процесс деления на этой фазе не сопровождается слишком серьёзными фенотипическими изменениями, и поэтому эти этапы объединяют в стадию стволовых клеток.

Когда же бипотентные клетки начинают делиться дальше, появляются унипотентные предшественники, и начинается этап деления клеток, идущих по пути дифференциации, так как на этом этапе унипотентные предшественники приобретают фенотипические характеристики клеток того типа, в который они должны дифференцироваться. Далее унипотентные клетки становятся источниками полностью дифференцированных клеток.

Один из наиболее изученных примеров представляет собой каскад биопроцессов, представляющих собой остеогенез. Асимметричное деление ММСК дает начало раннему остеопредшественнику, который в свою очередь, двигаясь по пути дифференциации, преобразуется в позднего остеопредшественника, преостеобласт, остеобласт и, в конечном итоге, в остеоцит.

Все эти преобразования сопровождаются активацией и дезактивацией целого ряда клеточных биорегуляторов (Cbfa1/Runx2, Msx2, Dlx5, Osx) и экспрессией маркеров остеосинтеза: остеопонтина, коллагена I типа, щелочной фосфатазы, костного сиалопротеина, остеокальцина и других. Нарушение регуляторного контроля на любой стадии этого процесса приводит к задержкам в дифференциации, что в итоге приводит к формированию функционально неполноценных остеобластов.

Гипотеза существования «мезенхимальных стволовых клеток», сформулированная еще в конце ХХ-го столетия, опирается непосредственно на базис знаний, полученных в работах А. Я. Фриденштейна, о преобразовании клональных стромальных клеток костного мозга в скелетные ткани. Но, накопленная на сегодняшний день информация о постнатальных стволовых клетках соединительных тканей, создала предпосылки для появления новой интересной идеи, согласно которой предполагаемые «мезенхимальные стволовые клетки» являются общими прародителями всех негемопоэтических производных мезодермы, а не только скелетных тканей; и, хотя они были обнаружены в костном мозге, источниками МССК могут являться и другие органы и ткани.

Развитие скелетных и мышечных тканей в эмбриогенезе не предполагает наличия общего предшественника и существование постнатальных клеток с одновременно мышечным и скелетным потенциалом и не может быть объяснено с точки зрения биологии развития. К тому же существование различных предшественников мышечных и скелетных тканей подтверждается многими попытками индукции миогенной дифференцировки МССК, большая часть из которых оказались либо неудачными, либо недостаточно эффективными.

Анализ литературы по данной тематике не позволяет понять теоретических основ такой дифференцировки для культур любых МССК. С другой стороны, есть достаточное количество публикаций, в которых показана миогенная дифференцировка МССК. Существенная часть этих работ посвящена формированию из МССК кардиомиоцитов. В частности, для МССК показана направленная дифференцировка в кардиомиобласты ДНК-деметилирующими агентами (5-азацитидин), совместным культивированием и добавлением кардиомиогенных дифференцирующих сред. При культивировании МССК с кардиомиоцитами и добавлением среды, которую продуцируют кардиомиоциты, было показано, что для запуска процесса миогенной дифференцировки необходим прямой контакт клетка-клетка, а вот присутствие цитоиндукторов является недостаточным условием.

Эта идея получила развитие в работах, выполненных на ММСК из жировой ткани. Данные работы убедительно показали, что при обработке культур клеток МССК из костного мозга 5-азацитидином изменяется структура межклеточных взаимодействий. Клетки начинают объединяться, образуя миотубоподобные структуры. Через неделю возникают процессы спонтанного сокращения, а уже через три недели процессы сокращения удивительным образом синхронизируются. Образовавшиеся структуры положительно метятся антителами против миозина, десмина и актина. Спонтанная дифференцировка МССК из немышечных тканей в клетки скелетных мышц в литературе не описана. Это наводит на мысль, что к миодифференцировке способны не все, а лишь определенная часть популяций МССК, для которых миогенный путь развития является наиболее преимущественным.

Тесты in vitro, проводимые при воздействии на культивируемые клетки искусственных гуморальных сигналов, а затем выявление специфических маркеров, не представляют четкой аналогии с гистологической картиной, наблюдаемой в ткани при дифференциации клеток в естественных условиях. С другой стороны, используются способы, цель которых показать спонтанное перепрограммирование судьбы клетки под действием случайного набора факторов, присутствующих в среде. Оба способа изменения программы преобразования клетки являются в равной степени важными биологическими феноменами. Однако они радикально отличаются как теоретически, так и экспериментально.

В каждом случае принципиально важно, является ли вводимый индуктор специфическим химическим сигналом, запускающим перепрограммирование судьбы клетки или эффект от его воздействия связан со спонтанной дифференцировкой из-за далеких от оптимальных ростовых условий опытной среды. Возможность спонтанной дифференцировки является характеристикой данной культуры и представляет собой преобразование клетки в пределах дифферона, а не перепрограммирование ее судьбы.

Принятый ранее взгляд на дифференциацию как на ряд последовательных клеточных изменений на пути к окончательно дифференцированной клетке был подвергнут пересмотру, поскольку стволовые клетки взрослого организма оказались способны в определенных условиях дифференцироваться в клеточные типы, отличные от тех, что встречались в тканях, из которых эти клетки были выделены.

К примеру, было показано, что терминально дифференцированные хондроциты, остеобласты и адипоциты под воздействием внеклеточных стимулов могут превращаться в другие типы мезенхимальных клеток in vitro. В процессе такого видоизменения, дифференцированные клетки теряют фенотипические свойства, характерные для их клеточного типа, и активно пролиферируют, становясь похожими морфологически и функционально на примитивные стволовые клетки. Создавая определенные изменения внешней среды, можно добиться того, что эти дедифференцированные клетки развиваются в другой тип клеток, то есть проходят повторную дифференциацию. Из этого следует, что и предшественники, и дифференцированные клетки сохраняют полипотентность, и в соответствующих условиях (например, в процессе регенерации тканей) могут избирать разные пути дифференциации.

МССК в соответствующих индуцирующих условиях, способны дифференцироваться не только в мезодермальные типы клеток. Они также дают начало производным других зародышевых листков – эктодермы и эндодермы. В последние годы опубликовано несколько работ, демонстрирующих возможность использования МССК из костного мозга в качестве источника получения клеток, вырабатывающих инсулин. Для переключения МССК в предшественники эндодермы с целью последующей их дифференцировки, используются методы культивирования в специальных средах, содержащих индукторы и методы трансфекции генами самых основных факторов транскрипции (Foxa2, Hb9, Pdx1). Полученные таким образом инсулин-продуцирующие клетки полноценно активны и демонстрируют глюкозо-зависимую секрецию инсулина как in vitro так и in vivо.

Опираясь на представленную выше информацию, можно понять, насколько процесс запуска дифференцировки ММСК зависит от внешнего управления разноплановыми биорегуляторами. Открывая на этом пути новые факторы роста и другие регуляторы, мы в будущем надеемся получить ключ к пониманию причин сбоя в стволе дифференцирующих делений МССК, а значит, и к пониманию того, дисбаланс каких факторов (нехватка, переизбыток) приводит, например, к разным типам рака (от низкодифференцированного до высокодифференцированного), а также к возникновению доброкачественных опухолей.

Еще немного гистологии: места в ткани, где постоянно залегают стволовые клетки, делящиеся по мере надобности для дальнейшей дифференциации, называются нишами стволовых клеток. Это микроокружение стволовой клетки, необходимое для её жизнедеятельности и координации её поведения с нуждами организма. По современным представлениям, ниша – это связующее звено контроля и регуляции между клеткой и целостным организмом. Ниша стволовой клетки обеспечивает её факторами, необходимыми для её жизнедеятельности. Благодаря своим анатомическим особенностям, ниша способствует взаимному контролю и обмену информацией между клетками, координирует их действия. Так же, ниша обеспечивает координацию между различными популяциями клеток, регулируя их ориентацию и местоположение в тканевом компартменте, а, следовательно, регулирует морфогенез и функции тканей.

В организме присутствуют как полипотентные стволовые клетки, так и тканеспецифические. Источником полипотентных стволовых клеток является костный мозг. Он состоит из фиброзной стромы и собственно кроветворной ткани. В кроветворной ткани костного мозга выделяют несколько ростков гемопоэза, количество которых увеличивается по мере созревания. Зрелых ростков в красном костном мозге пять: эритроцитарный, гранулоцитарный, лимфоцитарный, моноцитарный и макрофагальный. Тканеспецифичные прогениторные клетки (клетки-предшественницы) – малодифференцированные клетки, которые повсеместно располагаются в различных тканях и органах и отвечают за обновление их клеточной популяции, то есть замещают погибшие клетки. Их главное отличие от других стволовых клеток в том, что клетки-предшественницы могут делиться лишь определённое количество раз, в то время как другие стволовые клетки способны к неограниченному самообновлению. Поэтому периодически клетки-предшественницы тоже погибают, но на их место приходят с кровотоком новые клетки-предшественницы, выработанные при делении и дифференцировке полипотентных стволовых клеток костного мозга. Они попадают в тканевую нишу, закрепляются там и становятся клетками предшественницами.

Все стволовые клетки через определенные биохимические медиаторы (соматотропный гормон, соматомедин и многие др.) воспринимают сигнал автоматической управляющей системы головного мозга о том, насколько организму нужна или не нужна продукция новых элементов в данный момент. И в случае необходимости начинают продуцировать новые элементы путем собственного деления. С возрастом количество стволовых клеток и количество соматомедина в тканях прогрессивно снижается – это доказанный факт, который косвенно подтверждает данную теорию.

Одно из самых значимых исследований современности по изучению продолжительности жизни было проведено японскими учеными из Keio University School of Medicine. Они провели исследование с целью определить гормональные пути, потенциально вовлеченные в энергетический гомеостаз, необходимый для того, чтобы прожить больше ста лет. Было обследовано 252 долгожителя (возрастом 100–108 лет) на протяжении шести лет. Были получены следующие результаты: длительность жизни долгожителей была напрямую связана с количеством предшественника соматостатина – инсулиноподобного фактора роста-1 (соматомедина). Подробнее о роли этих и других биохимических медиаторов мы расскажем в теоретическом разделе (глава о старении организма) и прикладном разделе (глава о роли биорегуляторов).

Основной физической задачей процесса синтеза клеточных элементов является увеличение порядка в организме, то есть синтез обеспечивает осуществление диссипативной функции. Для того, чтобы реализовать математическую модель процесса синтеза, необходимо воспользоваться диссипативной теорией Пригожина: в тех открытых системах, что находятся в сильно неравновесных условиях, могут спонтанно возникать такие типы структур, которые способны к самоорганизации, то есть к переходу от беспорядка, «теплового хаоса», к упорядоченным состояниям. Создатель новой неравновесной термодинамики Илья Романович Пригожин, о котором ранее говорилось в историческом разделе, назвал эти структуры диссипативными, стремясь подчеркнуть парадокс: процесс диссипации (то есть безвозвратных потерь энергии) играет в их возникновении конструктивную роль. Особое значение в этих процессах имеют флуктуации – случайные отклонения некой величины, характеризующей систему из большого числа единиц, от ее среднего значения.

Одним из простейших случаев такой спонтанной самоорганизации является так называемая неустойчивость Бенара. Если мы будем постепенно нагревать снизу не слишком толстый слой вязкой жидкости, то до определенного момента отвод тепла от нижнего слоя к верхнему, обеспечивается одной лишь теплопроводностью, без конвекции. Когда разница температур нижнего и верхнего слоев достигает некоторого порогового значения, система выходит из равновесия и происходит поразительная вещь. В жидкости возникает конвекция, при которой ансамбли из миллионов молекул внезапно, как по команде, приходят в согласованное движение, образуя конвективные ячейки в форме правильных шестиугольников. Это означает, что большинство молекул начинают двигаться с почти одинаковыми скоростями, что противоречит и положениям молекулярно-кинетической теории, и принципу порядка Больцмана из классической термодинамики. Если в классической термодинамике тепловой поток считается источником потерь (диссипации), то в ячейках Бенара он становится источником порядка. Пригожин характеризует возникшую ситуацию как гигантскую флуктуацию, стабилизируемую путем обмена энергией с внешним миром.

Отметим некоторую особенность: организм не просто поглощает негэнтропию (порядок) из внешней среды, он его намеренно создает, то есть структурирует входящую внешнюю энергию, строго следуя диссипативной теории Пригожина.

Физически основным и самым интересным моментом нелинейной термодинамики является ни что иное как точка бифуркации, то есть момент решения нелинейного уравнения, где диссипативная система может выбрать разные варианты этого решения. Варианты эти будут зависеть от предыдущей истории системы и от состояния (физического и информационного) внешней среды, окружающей систему.

Механизм синтеза как раз и представляет собой такую точку, то есть физически бифуркация выглядит как каскад непрерывных и постоянных делений стволовых клеток (от мультипотентных до дифференцированных клеток ткани).

Только в организме, кроме всего прочего, присутствует строгий автоматический контроль информационного и физического состояния среды, окружающей эти клетки. Это уже называется внешним управлением системой через состояние среды, поэтому сюда, кроме нелинейной термодинамики Пригожина, необходимо применить кибернетические подходы Ляпунова в теории оптимального управления. Только тогда мы увидим, что неопределенность, возникающая в точке бифуркации у Пригожина, в живом организме на самом деле таковой не является, поскольку подчиняется не только внутренней истории самой системы, но и подлежит невероятно четкому и эффективному внешнему управлению через изменение свойств, окружающей данную систему (стволовую клетку) среды.

Механизм распада

Обратимся еще раз к приведенному выше примеру с автомобилем Элвиса, который мы хотим сохранить как можно дольше. Для того, чтобы установить новый агрегат, сначала необходимо удалить изношенный. Так и в живом организме, в соответствии с биофизическим равновесием, наряду с механизмом синтеза, присутствует альтернативный механизм распада, который отвечает за утилизацию отработанного «уставшего» клеточного материала. Механизм распада реализован процессом апоптоза и функционированием фагоцитов – тканеспецифичных макрофагов, которые наряду со стволовыми клетками присутствуют во всех органах и тканях.

Среди фагоцитов отдельно можно выделить две самые многочисленные группы клеток крови. Первая группа – это нейтрофилы. Их задача убирать всяческий «мусор», который образуется в организме или попадает в него извне, то есть они выполняют неспецифическую функцию мусорщиков организма. Вторая группа – это моноциты, назовем их «интеллигентными макрофагами», их основная функция состоит в активном фагоцитозе труднодоступных объектов, поэтому они обладают свойством проникать в ткани через сосудистую стенку, и устранять из них нежелательные клеточные и молекулярные элементы. При невозможности удалить крупные инородные объекты, моноциты окружают такие объекты и изолируют их от тканей организма. Моноциты обладают способностью, проникая в ткани, дифференцироваться в тканеспецифические макрофаги – гистиоциты. Моноцит также интересен тем, что являясь фактически дифференцированной клеткой крови, он тем не менее сохраняет уникальные возможности дополнительной дифференцировки в гистиоциты разных тканей. Именно поэтому механизм распада и обладает свойством дифференциального выбора того, что должно быть подвергнуто разрушению. Основным органом, контролирующим работу фагоцитов, является селезенка. Согласно изречению Галена, селезёнка – орган «полный таинственности». В первую очередь, селезенка интересна тем, что количество стволовых клеток в ней составляет 3–4 клетки на 100 от общего клеточного объема, а это огромное количество! Внутреннее содержимое селезёнки получило название пульпы. В пульпе селезёнки различают две основные зоны: красную и белую.

Белая пульпа селезёнки составляет до 20% объёма органа. Включает в себя лимфатические узелки и периартериальные лимфатические влагалища (муфты). Строму белой пульпы также образует ретикулярная соединительная ткань. Кроме ретикулярных клеток к стромальным элементам относят также некоторые разновидности макрофагов, дендритные и интердигитирующие клетки, которые выполняют функции антигенной презентации. Эта функция позволяет обучать макрофаги, распознавать клетки, и принимать решение о необходимости утилизации той или иной клетки. При признаках старения клетки, ее мутации или онкологического преобразования возникает один и тот же эффект, который отражается на мембране – это эффект снижения метаболизма, то есть эффект снижения энергетической силы самой клетки. Макрофаги определяют этот момент и принимают четкое решение, достойна ли клетка продолжить свое существование или пришла пора ее утилизировать.

Красная пульпа селезёнки составляет 80% объёма органа и выполняет следующие функции:

– Депонирование зрелых форменных элементов крови.

– Контроль состояния и разрушение старых и поврежденных эритроцитов и тромбоцитов.

– Фагоцитоз инородных частиц.

– Обеспечение дозревания лимфоидных клеток и превращение моноцитов в макрофаги.

Красная пульпа селезёнки включает венозные синусы и селезёночные тяжи Бильроте (часть красной пульпы, расположенной между синусами). В тяжах Бильроте находятся форменные элементы крови, макрофаги, плазматические клетки, лежащие в петлях ретикулярной соединительной ткани. Здесь, по аналогии с мозговыми тяжами лимфатических узлов, заканчивают свою дифференцировку и секретируют антитела плазмоциты, предшественники которых перемещаются сюда из белой пульпы. В пульпарных тяжах встречаются скопления В– и Т-лимфоцитов, которые могут формировать новые узелки белой пульпы. В красной пульпе задерживаются моноциты, которые дифференцируются в макрофаги. Синусы красной пульпы, расположенные между селезёночными тяжами, представляют собой часть сложной сосудистой системы селезёнки. Эти широкие тонкостенные сосуды неправильной формы выстланы эндотелиальными клетками необычной веретеновидной формы с узкими щелями между ними, через которые в просвет синусов из окружающих тяжей мигрируют форменные элементы.

В физическом смысле механизм распада осуществляет непрерывное производство энтропии в организме и подчиняется теореме Пригожина, которая гласит: в стационарном состоянии производство энтропии внутри термодинамической системы при неизменных внешних параметрах является минимальным и постоянным. Если система не находится в стационарном состоянии, то оно будет изменяться до тех пор, пока скорость производства энтропии или, иначе, диссипативная функция системы не примет наименьшего значения.

Австрийский физик-теоретик Эрвин Шрёдингер объясняет, как живая система экспортирует энтропию, чтобы поддержать свою собственную энтропию на низком уровне:

«Живой организм непрерывно увеличивает свою энтропию, или, иначе, производит положительную энтропию и, таким образом, приближается к опасному состоянию максимальной энтропии, представляющему собой смерть. Он может избежать этого состояния, то есть оставаться живым, только постоянно извлекая из окружающей его среды отрицательную энтропию. Отрицательная энтропия – это то, чем организм питается. Или, чтобы выразить это менее парадоксально, существенно в метаболизме то, что организму удается освобождаться от всей той энтропии, которую он вынужден производить, пока жив».

Отличительной особенностью механизма распада является то, что он состоит из двух частей. Первая – это апоптоз, действующая ныне теория запрограммированной смерти клетки, и вторая часть – фагоцитоз, который был открыт и подробно описан Мечниковым, то есть утилизация продуктов апоптоза. Апоптоз и фагоцитоз являются частями единого механизма распада.

Таким образом, в этой главе мы описали два инструмента системы самообновления организма – механизм синтеза, который отвечает за репликацию клеточного материала и механизм распада, отвечающий за удаление отработанных элементов в организме со свойством дифференциального выбора для оценки элементов. Только совокупное гармоничное взаимодействие этих двух сопряженных механизмов может компенсировать прирост энтропии внутри самой системы. То есть нивелировать отрицательный эффект второго начала термодинамики на живой организм, учитывая, что следствия второго закона термодинамики берут на себя непосредственно форменные элементы, а не организм в целом.

Итак:

– Принцип самообновления, выраженный в природе гармоничной и слаженной работой механизмов синтеза и распада, позволяет перевести действие второго закона термодинамики со всей системы на ее составные части – клетки;

– При появлении дисбаланса между работой механизмов синтеза и распада возникает неизбежный частичный переход влияния второго закона термодинамики с элементов системы непосредственно на организм в целом. Физически этот процесс проявляется старением организма;

– Механизмы синтеза и распада действуют согласно определенным теориям и теоремам, что необходимо учитывать в построении компьютерных моделей принципов функционирования живого организма;

– Оптимальное функционирование механизмов синтеза и распада зависит от состояния среды и количества биорегуляторов в ней, которое определяет управляющая система, находящаяся в стволе головного мозга;

– Механизм распада обладает свойством дифференциального выбора того, что подлежит утилизации, реализованного наличием в организме процесса апоптоза клеток до апоптатических телец, которые впоследствии поглощаются макрофагами;

– В природе принцип самообновления успешно реализован и применен на уровне фактически вечного существования биологических видов, где роль подвергающихся умиранию составных частиц отводится непосредственно телам организмов представителей вида.

2. Специальные теории термодинамической биологии

«Любая физическая теория, какой бы сложной математикой она не выражалась, должна быть доступна в объяснении даже ребенку».

Альберт Эйнштейн

Специальные теории термодинамической биологии преследуют цель решения комплекса специальных проблем. Эти теории отвечают на вопрос о существовании неких алгоритмов функционирования живого вещества и помогают найти правильное решение в той или иной ситуации. К примеру, теория критической адаптации позволяет приблизиться к решению вопросов профилактики и лечения онкологических заболеваний. Теория старения объясняет ряд ключевых моментов, понимая которые можно прямым образом воздействовать на продолжительность жизни. Общность этих теорий заключается в единстве понимания работы организма на разных его уровнях.

Все эти теории представляют собой специализированные пояснения устройства термодинамических сфер и принципа самообновления применительно к конкретным клиническим ситуациям. Они позволяют нам проводить мысленные эксперименты, согласно принципу термодинамической допустимости Путилова, тем самым обеспечивая оптимизацию научной деятельности путем целенаправленного выявления предсказанных заранее объектов этого поиска.

Теория Централизованной Аэробно-Анаэробной Компенсации Энергетического Баланса организма человека (ЦААКЭБ)

«Научная гипотеза всегда выходит за пределы фактов, послуживших основой для ее построения».

В. И. Вернадский

Теория ЦААКЭБ – первая теория, с которой я начал осознание термодинамических принципов работы живого вещества. Она родилась, как и большинство медицинских теорий, из моей обширной практики в связи с лечением шейного отдела позвоночника. Свою практику я начинал с лечения осложнений остеохондроза – грыж и протрузий межпозвонковых дисков, снимал компрессию путем мануального воздействия на проблемные зоны. Поток пациентов был большим, особенно людей пожилого возраста. Как правило, у данной категории больных присутствовал целый букет сопутствующих заболеваний, таких как гипертоническая болезнь, сахарный диабет, состояния после перенесенного инфаркта миокарда и инсульта. Чаще всего, пациенты жаловались на повышенное артериальное давление. В какой-то момент, я обратил внимание на то, что у подавляющего большинства моих пациентов после сеансов лечения, помимо основного эффекта, стала появляться тенденция к снижению цифр артериального давления до нормальных. То есть артериальная гипертензия, которая у них присутствовала до начала лечения грыжи межпозвонкового диска, отступала вместе с грыжей. В связи с этим эффектом впоследствии мне пришлось практически всем пациентам корректировать дозировки назначенных им ранее гипотензивных фармпрепаратов, вплоть до их полной отмены. Чем далее я практиковал, тем более убеждался, что это глобальная закономерность. Вскоре я стал применять свою авторскую методику лечения грыж шейного отдела позвоночника для того, чтобы лечить артериальную гипертензию. Здесь следует отметить вмешательство «счастливой случайности», ведь если бы я не начал лечить грыжи межпозвонковых дисков, то никогда бы не дошел до того, что таким образом можно лечить гипертонию.

В медицине и фармакологии такая закономерность уже не редкость. Возьмем, к примеру, всем известную «голубую таблетку» для лечения эректильной дисфункции. Изначально препарат силденафил был синтезирован с целью улучшения кровотока в миокарде и лечения стенокардии и ИБС, однако в 1992 году, в ходе клинических испытаний, было выявлено, что влияние его на сердечный кровоток минимально, но он обладает выраженным влиянием на кровоток в области органов малого таза.

Проводя мысленные эксперименты, я все больше убеждался в том, что все явления, происходящие в живой материи, должны иметь биофизическое обоснование. Согласно первому закону биологии, который сформулировал Эрвин Бауэр, организм внутри себя должен иметь некий энергетический потенциал, чтобы совершать работу против равновесия, требуемого внешней средой. Интерпретация этого закона в физике есть не что иное, как первое начало термодинамики, а оно, в свою очередь, является основой функционирования первой термодинамической сферы. Оба этих закона – и физический и биологический – можно отразить с помощью следующих формул:

Q = U + A

(физическая формула),

где Q – теплота, U – внутренняя энергия системы, A – работа, совершаемая системой.

Поскольку в живом организме должна иметь место ЕКОНСТ, приведем вариант формулы, применимый для живых систем:

Е = ЕКОНСТ + А

(биологическая формула),

где Е – сумма всех энергий, проникающих в биосистему, ЕКОНСТ – постоянная общая внутренняя энергия биосистемы, А – сумма всех работ, совершаемых биосистемой во внешней среде.

Исходя из принципов функционирования первой термодинамической сферы, появилась научная гипотеза централизованной аэробно-анаэробной компенсации энергетического баланса организма человека: для поддержания постоянного уровня (ЕКОНСТ) энергетики метаболизма в стволе мозга производится постоянный мониторинг микроциркуляторного и клеточного уровня аэробной (кислород – ЕАЭР) и анаэробной (глюкоза, липопротеиды и т. д. – ЕАНАЭР) молекулярных компонент обмена веществ.

ЕКОНСТ = ЕАЭР + ЕАНАЭР.

При уменьшении по каким-либо причинам ЕАЭР (снижение содержания кислорода в микроциркуляторном русле и клетках ствола мозга), происходят два типа централизованных реакций адаптации организма с целью поддержания общего неизменного значения ЕКОНСТ. Это централизованные реакции аэробной и анаэробной компенсации с целью поддержания неизменного уровня ЕКОНСТ. Причем реакции анаэробной компенсации, как менее энергоэффективные, запускаются только при полном истощении резервов реакций аэробной компенсации.

Реакции аэробной компенсации – это нейрогенные кардио-сосудистые реакции, которые выражаются в стойком подъеме АД (увеличение силы сердечного выброса), сужении периферических капилляров в покое, увеличение ЧСС (рост минутного объема). Смысл этой реакции в увеличении перфузии ствола мозга и, соответственно, в восстановлении уровня ЕАЭР.

Реакции анаэробной компенсации – это нейрогуморальные метаболические реакции, которые приводят к повышению анаэробного метаболизма сахаров, фосфолипидов и других энергоемких биохимических соединений. Смысл этой реакции в увеличении ЕАНАЭР, для сохранения баланса ЕКОНСТ, при сниженном ЕАЭР.

Борис Самуилович Доброборский в своей работе «Термодинамика биологических систем» рассматривает подобные реакции организма как проявления фенотипической адаптации. Доброборский отметил тот факт, что фенотипическая адаптация живого организма к любым изменениям окружающей среды сначала происходит малыми силами по более простому пути. В первую очередь, происходит насыщение кислородом головного мозга до определенного уровня, после чего отключается рефлекторный механизм, вызывающий компенсаторную артериальную гипертензию. Если же мозг сталкивается с кислородным голоданием на протяжении длительного времени, то согласно теории фенотипической адаптации Доброборского, происходят изменения на биохимическом уровне, а именно происходит смещение баланса биохимических процессов, то есть увеличивается вклад в энергетический баланс анаэробных процессов и уменьшается вклад аэробных.

Мозг, недополучая кислород, определяет его снижение, как снижение уровня кислорода в атмосфере и тем самым, пытается адаптировать работу организма в анаэробных условиях. Иными словами, мозг пытается адаптироваться под изменившуюся внешнюю среду, которая на самом деле осталась прежней. Поскольку мозг в такой ситуации начинает получать сигналы о преждевременном износе сердца, то он, как управляющий центр, в целях сбережения сердечного ресурса перестраивает биохимические процессы под условия сниженного парциального давления кислорода. Происходит смещение аэробно-анаэробного равновесия в сторону анаэробного, сохранив, таким образом, общий баланс энергии, который необходим, чтобы исполнять всеобщий закон биологии Бауэра и уравновешивать действие на организм второго закона термодинамики.

Рассматривая работу этих компенсаторных механизмов – «быстрого» и «медленного», приведем клинический пример:

Если путем сдавливания сосудов шеи вызвать у человека кратковременную гипоксию – у него моментально рефлекторно повысится АД и ЧСС; перестали сдавливать – все показатели быстро восстановятся до нормы. Это пример «быстрой» адаптации.

Если же у человека имеется уже длительно существующая окклюзия сосудов из-за шейного остеохондроза или есть сужение просвета сосудов вследствие атеросклеротического процесса, мы увидим проявления действия «медленной» адаптации со смещением аэробно-анаэробного баланса, а именно, развитие метаболического синдрома в общем, и сахарного диабета 2-го типа, в частности.

Несмотря на то, что теория энергетического баланса когерентна с теорией фенотипической адаптации Доброборского, теория является усовершенствованной теорией, вследствие введения таких понятий как:

– ЕКОНСТ – позволяет нам иметь возможность структурировать баланс энергий организма. Понятие об аэробном и анаэробном вкладе в общий «энергетический котел» организма.

– В теории мы четко привязываем регуляцию этих энергетических процессов к парциальному давлению кислорода в стволе мозга (анатомическая привязка).

– Все это позволяет нам более детально анализировать и прогнозировать работу организма в тех или иных условиях и объясняет причины и механизмы развития метаболических нарушений.

Термодинамическая теория старения

«Нет неизлечимых заболеваний, есть недостаток знаний. И старение – это болезнь, которую можно лечить».

В. И. Вернадский

Основной механизм жизни – обмен со средой и беспрерывное обновление организма – не указывает на обязательный конец этого процесса, напротив, он лежит в основе возможности продолжать его бесконечно долго, как это имеет место в биологической эволюции. На самом первичном, элементарном уровне жизни уже существует статус практического бессмертия – периодически омолаживающиеся одноклеточные. Ни законы физики, ни законы и практика биологии не налагают ультимативный запрет на увеличение видовой продолжительности жизни. Жизнь в целом, в глобальном масштабе, есть воспроизводящее себя неумирание.

Все мы знаем, как в медицине размыты и аморфны вопросы о теориях старения. На сегодняшний день какой-либо единой теории, объясняющей процесс старения организма, нет. Предложенная мной теория старения основана на концепции термодинамических сфер, принципе самообновления, теории регенерации и теории энергетического баланса – ЦААКЭБ. Организм – это сложная неравновесная открытая термодинамическая система, вследствие чего ее главный управляющий центр – головной мозг, – должен постоянно получать достоверную оперативную информацию со всех мембран, органов и тканей. По своей сути, старение есть не что иное, как фенотипическая адаптация длиною в целую жизнь, обусловленная искажением информации на пути от мембран к центру и, как следствие, возникновением искаженной коррекции внутренней среды управляющим центром.

Согласно теории ЦААКЭБ, основную роль в процессе старения играет постепенное длительное замещение процессов получения энергии клетками от аэробных процессов в пользу анаэробных. Для клеток мозга кислород – это энергия в чистом виде. Это та субстанция, которой он оперирует в первую очередь. В своей деятельности мозг будет опираться на показатели кислорода в первую очередь. В условиях гипоксии мозг, путем изменения концентрации центральных биорегуляторов в крови, отдает приказ всем клеткам тела о перестройке метаболических процессов в пользу анаэробного синтеза.

В случае, если гипоксия затрагивает лишь мозг, а в циркулирующей крови кислорода достаточное количество (например, при нарушении проходимости сосудов шеи), возникает дисгармония в работе органов и систем. Дисгармония заключается в том, что хроническое кислородное голодание мозга провоцирует его на изменение механизмов производства энергии путем замещения аэробных процессов синтеза АТФ на анаэробные.

В свою очередь, тканевые макрофаги (гистиоциты) каким-то образом распознают в окружающих клетках смещение аэробно-анаэробного энергетического баланса на фоне нормального поступления кислорода из атмосферы и, воспринимая необоснованное увеличение гликолиза как опасное изменение метаболизма, начинают постепенное уничтожение клеток с повышенным анаэробным гликолизом, воспринимая их либо как отработавшие элементы, подвергнутые апоптозу, либо как клетки, вступившие на путь онкологического перерождения.

Рассматриваемая нами модель процессов, прогрессирующих с возрастом, носит упрощенный характер. На самом деле этот процесс происходит на протяжении долгих лет, поскольку организм обладает множеством адаптационных и компенсаторных защитных механизмов. Ткани стареют именно по причине того, что происходит несоответствие энергетических балансов клеток тканей и тканевых макрофагов. Таким образом, неправильная центральная регуляция и автономная регуляция или «механизм распада» (который подробно рассмотрен в главе о принципе самообновления), вступают в диссонанс, который со временем прогрессирует. При этом макрофаги, естественно, добираются до ниш стволовых клеток, и уничтожают их вместе со стволовыми клетками. С возрастом мы отмечаем прогрессирующее убывание в организме полипотентных элементов.

Все, о чем мы говорили выше, так или иначе связано с таким ключевым понятием в патогенезе старения как метаболический синдром. На сегодня нет единого определения, что такое метаболический синдром.

Чаще всего, метаболический синдром рассматривается как симптомокомплекс, присущий многим заболеваниям. Как правило, врач – узкий специалист, трактует определение метаболического синдрома согласно специфике своей деятельности.

С моей точки зрения, изложенной в этой книге, метаболический синдром – есть проявление информационно-биохимического диссонанса, который возникает согласно теориям и принципам функционирования живого вещества, а именно, несоответствие между внутренней мощностью биохимического реактора по эффективной утилизации кислорода и реальной концентрацией кислорода в атмосфере по причине нарушения обратной связи с центральным регулятором. Таким образом, получается, что организм, настроенный на работу в условиях сниженной концентрации кислорода в атмосфере, в реальности находится в условиях с нормальным содержанием кислорода. С возрастом подобный диссонанс лишь усиливается. Гипотетически представьте, что будет, если абсолютно здоровый человек окажется в условиях с повышенным содержанием кислорода в атмосфере на длительное время? В результате этого произойдет накопление свободно-радикальных групп, которые представляют собой основу всех дальнейших биохимических каскадов, что мы и наблюдаем у пациентов со смещением аэробно-анаэробных процессов. Сегодня в первую очередь наука занимается поиском эффективного воздействия на отдельные звенья метаболического синдрома, вместо того, чтобы искать методы воздействия на первопричину. Возникает эффект, когда «за деревьями становится не видно леса». Лишь комплексный подход по устранению причины неправильной работы центрального регулятора может гарантировать успех в лечении метаболического синдрома.

Пример с автомобилем. Допустим, мы обнаружили, что двигатель не заводится или работает с перебоями, не держит обороты и прочее. Можно поменять сотню датчиков, проводов, заменить свечи и получить лишь временный эффект. Либо не получить эффекта вовсе. А порой достаточно всего лишь правильно выставить угол зажигания, и вся система сама придет в норму, согласно заложенной технической программе.

Использование стволовых клеток в лечении многих заболеваний имеет под собой достаточно веские основания, только если сочетать терапию стволовыми клетками со многими другими реабилитационными методами, направленными на устранение хронической гипоксии головного мозга. Что же мы наблюдаем сейчас? Представьте себе, что у нас есть популяция «золотых рыбок» – существ нежных, но плодовитых. И вот мы берем их и подсаживаем в нечищеный аквариум с мутной водой, в которой обитает популяция сомов-санитаров. Рыбки не успеют размножиться до того, как их съедят сомы. Тот же самый эффект прослеживается при введении стволовых клеток в организм извне. По крайней мере, на данной ступени развития иммунологии. Сначала нужно почистить аквариум!

Чтобы проиллюстрировать клиническим примером благотворное влияние комплексной умной реабилитации на организм человека, находящегося по современным меркам в безнадежной критической ситуации и терминальной стадии старения, дадим слово одной из самых уникальных пациенток нашей клиники.

К мне обратилась основоположница российской детской онкогематологии, заслуженный врач РФ, доктор медицинских наук, ведущий научный сотрудник отделения химиотерапии гемобластозов НИИ детской онкологии и гематологии Российского онкологического научного центра им. Н.Н. Блохина РАМН – Лидия Алексеевна Махонова.

Вот как она описывает процесс умной реабилитации:

«Впервые я отметила боли в области поясничного отдела позвоночника, когда мне исполнилось 80 лет. Потом присоединились боли в области правого коленного сустава. Боли беспокоили как в покое, особенно в ночное время, так и при физической нагрузке. Сначала я не придавала этому особого значения. Когда боли стали более выраженного характера, я обратилась к специалистам. Мне поставили диагноз – артрит коленного сустава и плечевого сустава. Коленный сустав был настолько разрушен, что врачи уже планировали готовить меня к оперативному лечению. Но учитывая мой возраст, в дальнейшем от проведения операции отказались в пользу консервативной терапии. Назначили массу болеутоляющих и противовоспалительных препаратов, также назначили хондропротекторы и физиотерапию. Эти лечебные мероприятия, в общем, помогали, но только на некоторое время.

Основная неприятность со здоровьем случилась в возрасте 86 лет. Я была в отпуске и отдыхала на даче в Подмосковье. Внезапно я почувствовала резкую слабость в руках и ногах. Руки совершенно не работали, висели как плети. Была нарушена координация, перестала поворачиваться шея. Передвигаться я могла только на коляске и все больше лежала. После выполнения МРТ позвоночника у меня определили грыжи в поясничном отделе, которые уже были до этого, но самое главное, после МРТ шейного отдела позвоночника, совершенно ясно определили грозное осложнение выраженного остеохондроза – две межпозвоночные грыжи со смещением позвонков, вследствие чего было в значительной мере нарушено питание спинного мозга.

Меня начали готовить к срочной операции. Все эти симптомы, а именно то, что отказали ноги и руки, были связаны с тяжелейшим дистрофическим поражением шейного отдела позвоночника и нарушением питания спинного мозга. После многих консилиумов, учитывая мой возраст – 86 лет, специалисты отказались от оперативного вмешательства. Мне назначили более 15 всевозможных препаратов и отправили домой с первой группой инвалидности. Я абсолютно не могла себя обслуживать, ухаживала за мной постоянная сиделка. О работе и речи идти не могло. Передвигалась редко и исключительно на инвалидной коляске. Артериальное давление порой поднималось до 200/120 мм рт. ст. Периодически присоединялась тахиаритмия.

Волею случая я попала на прием к главному врачу клиники «Здоровье 21 века» Шишонину Александру Юрьевичу и начала заниматься по специально разработанному для меня протоколу комплексной реабилитации. Сначала мне выполняли процедуры по восстановлению базилярного кровотока в головном мозге и шейного отдела спинного мозга. Затем, через 10 дней меня отправили в реабилитационный зал. Я стала заниматься на специализированных тренажерах, порой были веса до 50 килограмм – а у меня первая группа инвалидности! Вот так постепенно прошел год, я привыкла к регулярным занятиям и начала отмечать положительную динамику.

Сначала я ликвидировала свой постельный режим, у меня улучшилась координация, через год после начала занятий я встала с инвалидной коляски и хожу самостоятельно – вот только не бросаю две палочки для некоторой поддержки. Быстрее всего, практически сразу, вернулась вся сила в руки – а до этого меня кормили с ложки, одевали, я совершенно не могла себя обслуживать! Сейчас я полностью себя обслуживаю, готовлю себе сама, чищу картошку, стираю – живу полноценной жизнью! За эти два с половиной года произошло чудо. У меня полностью стабилизировалось артериальное давление – 120/80. Я не принимаю никаких препаратов, включая Норваск – который я принимала 15 лет подряд. У меня очень хороший полноценный сон. Но что самое главное, благодаря реабилитации в клинике «Здоровье 21 века» я сохранила голову – ясность и четкость мышления, память и умственные способности. Это удивительно для моего возраста – 88 лет!

Хочу рассказать еще об одной неприятности, которая случилась со мной. Где-то полтора года назад, я отметила какие-то перебои в сердце и учащение ритма ЧСС. Будучи сама врачом, я пришла к мысли, что данное состояние похоже на аритмию. В одной из кардиологических клиник мне поставили диагноз – мерцательная аритмия, постоянная форма. В качестве причины указали возрастные изменения – извините, 87 лет уже. Дистрофия ткани и прочее, и прочее. Как всегда, предложили сначала кардиологические препараты и препараты для профилактики инсульта. Теперь, уже в этой ситуации, я полностью доверилась мнению Александра Юрьевича и положилась на его компетентное мнение. Александр Юрьевич видоизменил режим занятий и добавил компоненты для кардиореабилитации (с целью улучшения коронарного кровообращения).

Я продолжила заниматься и параллельно обратилась в кардиохирургическое отделение для контрольного обследования. В тот момент у хирургов возникла идея улучшить мое состояние путем выполнения радиочастотной абляции сердца (это малоинвазивное вмешательство выполняется путем проведения сосудистого катетера по периферическим сосудам до участка патологической проводимости миокарда и прижиганием его электродом). Пока меня обследовали и готовили к операции, выяснилось, что на фоне моих регулярных занятий в клинике, результаты моих обследований (ЭКГ, ЭХО-КГ и прочие) значительно улучшились по сравнению с предыдущими! Тем самым, необходимость в операции в очередной раз отпала. Выраженность мерцательной аритмии уменьшилась на 50%!

В заключении я хочу еще раз отметить не только как пациент, но и как врач и ученый с 60-летним опытом работы, ощутивший на себе все процессы поэтапного восстановления и регенерации, тот важнейший факт, что мое лечение проходило без применения фармпрепаратов и без необходимости выполнения оперативных вмешательств».

Данный клинический пример является ярким подтверждением того, что при полном восстановлении кровоснабжения головного мозга в сочетании с физической нагрузкой постепенно развиваются регенераторные процессы, которые способствуют постепенному восстановлению органов и тканей даже в самом преклонном и старческом возрасте. Значительную роль в этом процессе играют собственные сохранившиеся тканеспецифические стволовые клетки, которые в благоприятных условиях аэробного обмена способствуют регенерации организма.

С возрастом количество стволовых клеток в организме катастрофически снижается. У новорожденного 1 стволовая клетка встречается на 10 тысяч, к 20–25 годам – 1 на 100 тысяч, к 30 – 1 на 300 тысяч. К 50-летнему возрасту в организме уже остается всего 1 стволовая клетка на 500 тысяч. Истощение запаса стволовых клеток вследствие старения или тяжёлых заболеваний лишает организм возможностей самовосстановления. Из-за этого жизнедеятельность тех или иных органов становится менее эффективной.

Великий Мечников увидел картину старения в микроскоп. Он был выдающимся гистологом, соответственно и теория его была в большей степени описательного характера. В отличие от трудов Мечникова, предлагаемая здесь теория отличается тем, что в его великолепное описание привносится объяснение происходящих явлений и их механизмов с точки зрения термодинамической биологии.

Нынче, в общемировой медицине нет ни одной теории старения объяснительного характера. Как правило, большинство теорий имеют описательный характер. В этом и есть отличие знания того, «что происходит?», от понимания: «почему и как происходит?».

В физиологии механизмы старения считаются самыми сложными и разнообразными. Существует около 300 и более научных и наукообразных гипотез и теорий старения. На текущий момент ни одна теория старения человека не объясняет этот феномен на 100%. Все теории старения могут быть частными случаями друг друга, в чем-то альтернативны друг другу, но в большинстве своём они дополняют друг друга.

Все теории старения можно условно разделить на две большие группы: эволюционные теории и теории, основанные на случайных повреждениях клеток. Первые считают, что старение является не необходимым свойством живых организмов, а запрограммированным процессом. Согласно им, старение развилось в результате эволюции из-за некоторых преимуществ, которые оно даёт целой популяции. В отличие от них, теории повреждения предполагают, что старение является результатом природного процесса накопления со временем повреждений, с которыми организм старается бороться, а различия в старении у разных организмов является результатом разной эффективности этой борьбы.

Для демонстрации описательного характера основных общепринятых на сегодняшний день теорий старения, приведём их список с пояснениями по этому поводу:

Свободно-радикальная теория старения

В ходе жизнедеятельности каждой клетки через неё проходит огромное количество кислорода. Он используется для клеточного дыхания, дающего клетке энергию. Но небольшая доля кислорода при этом уходит в паразитные соединения, обладающие огромной реакционной способностью. Их называют АФК – активные формы кислорода (хотя в их составе бывает и не только кислород). Примерами таких веществ могут служить всем хорошо известные перекись водорода и озон. Эти два вещества, однако, относительно малоактивны и могут существовать долго. Другие же АФК несравненно агрессивней. В организме они живут лишь тысячные доли секунды. А потом вступают в реакцию с другими молекулами, повреждая их. Они атакуют белки, липиды клеточных мембран, ДНК… В результате атак со стороны АФК повреждаются митохондрии. Накопление этих повреждений и является сутью старения.

Данная теория несомненно затрагивает один из глобальных механизмов старения, но несмотря на всю ее простоту и доступность понимания, она не объясняет причину возникновения и накопления с возрастом свободно-радикальных групп, а лишь констатирует факт, что именно они являются повреждающими факторами. Термодинамическая же теория старения не спорит с вышеизложенным, но дает четкое указание на причину путем объяснения ЦААКЭБ!

Теория «перекрестных сшивок»

Этот механизм старения немного похож на воздействие свободных радикалов. Только роль агрессивных веществ здесь играют сахара, в первую очередь – всегда присутствующая в организме глюкоза. Сахара могут вступать в химическую реакцию с различными белками. При этом, естественно, функции этих белков могут нарушаться. Но что гораздо хуже, молекулы сахаров, соединяясь с белками, обладают способностью «сшивать» молекулы белков между собой. Из-за этого клетки начинают хуже работать. В них накапливается клеточный мусор. Одно из проявлений такой сшивки белков – потеря тканями эластичности. Внешне наиболее заметным оказывается появление на коже морщин. Но гораздо больший вред приносит потеря эластичности кровеносных сосудов и лёгких.

Данная теория констатирует увеличение сахара в крови с возрастом и наличие повреждающих «сшивок», и полностью подтверждает основной постулат теории ЦААКЭБ о повышении анаэробного (гликолитического) компонента с возрастом, что опять же, с термодинамической точки зрения абсолютно созвучно теории старения представленной в этой книге.

Теория апоптоза

Один из крупнейших современных биохимиков, академик Владимир Скулачев выдвинул свою гипотезу старения, обновив теорию Августа Вейсмана о запрограммированной смерти. Скулачев считает, что старение – это не столько накопление поломок в организме, ведущих к смерти, сколько запускаемая программа апоптоза (самоубийства клеток), которую в принципе можно отменить. По мнению академика, клетки «уходят в апоптоз» по многим причинам. Одна из основных – появление «бездомных» клеток. Клетки в организме «привязаны» к определенному органу и существуют только в соответствующем биохимическом окружении. И если вдруг какая-либо клетка случайно попадает в «чужой» орган или ткань, то она быстро «кончает жизнь самоубийством». Или другой пример – развитие человеческого эмбриона. На определенной стадии у него появляется хвост, который потом исчезает. Клетки хвоста тоже «уходят в апоптоз». Апоптирующая клетка отмирает очень аккуратно: она как бы сама себя разбирает на части, которые соседние клетки впоследствии используют в качестве строительного материала. Этим апоптоз отличается от травматической гибели клеток – некроза, когда разрывается клеточная мембрана и содержимое клетки выплескивается наружу.

С точки зрения термодинамических взглядов, апоптоз представляет собой процесс неуклонного перехода клеток в анаэробную фазу с последующим распадом клетки на апоптатические анаэробные тельца в финале. Апоптатическая теория рассматривает апоптоз как программу, процесс, который можно отменить. Согласно термодинамическим взглядам, в отсутствие внешнего управления, клетка возвращается к своему архаичному состоянию, но этот процесс является обратимым!

Теломерная теория старения

Советский ученый Алексей Оловников в 1971 году предположил, что ограниченное количество делений клетки связано с механизмом удвоения ДНК. Он устроен так, что концы линейных хромосом (теломеры) с каждым делением укорачиваются. Поэтому после некоторого количества делений (около 50) клетка больше делится не может. Было выяснено, что длина теломер (концевых участков) хромосом зависит от возраста человека. Чем старше человек, тем средняя длина теломер меньше. Таким образом, при каждом делении клетки ее ДНК укорачивается, что служит «счетчиком» числа делений и, соответственно, продолжительности жизни.

Данную теорию можно и нужно связать с поэтапным уничтожением макрофагами полипотентных тканевых клеток, которые должны обеспечивать синтез новых клеток с длинными теломерными хвостами, но не имеют возможности полностью это обеспечить. Если же будет запущен процесс возобновления запаса новых полипотентных клеток, то и теломерная теория старения утратит свой эффект.

Элевационная теория старения

Выдвинута и обоснована в начале 50-х годов прошлого века ленинградским ученым Владимиром Дильманом. Согласно этой теории, механизм старения начинает свою работу с постоянного возрастания порога чувствительности гипоталамуса к уровню гормонов в крови. В итоге увеличивается концентрация циркулирующих гормонов. Как результат, возникают различные формы патологических состояний, в том числе характерные для старческого возраста: ожирение, диабет, атеросклероз, канкриофилия, депрессия, метаболическая имуннодепрессия, гипертония, гиперадаптоз, аутоиммунные заболевания и климакс. Эти болезни ведут к старению и в конечном итоге к смерти.

Другими словами, в организме, существуют большие биологические часы, которые отсчитают отпущенное ему время жизни от рождения до смерти. Эти часы в определенный момент запускают деструктивные процессы в организме, которые принято называть старением.

Элевационная теория старения особенно мне импонирует тем, что абсолютно когерентна с постулатом о неправильной работе центрального регулятора, но опять же, в этой теории не указывается конкретная причина возникновения нарушения в работе управляющего центра. Термодинамические же взгляды безошибочно указывают нам на причину!

Формулировка термодинамической теории старения

В этом материале кратко рассмотрены лишь наиболее известные теории старения. В настоящее время ни одна из теорий не может на 100% объяснить сам процесс старения и механизмы его протекания. Поэтому сегодня эффективные средства и технологии сохранения молодости могут быть только комплексными, то есть сочетающими в себе результаты работ по нескольким разным теориям старения. Только учет идей и результатов исследования всех теорий с дальнейшим синтезом этих знаний может дать хороший эффект.

Впервые, опираясь на труды Мечникова, изыскания Пригожина, опыты Варбурга и других великих ученых, в этой книге удалось создать стройную и понятную, обладающую объяснительной силой, теорию старения, что в последующем неизбежно приблизит человечество к моменту получения ключей от сохранения молодости.

Сформулировать такую теорию невозможно кратко, нужно понимать принципы, на которых зиждется термодинамическая теория.

Основной же причиной старения является нарушение поступления информации от мембран к управляющему центру в живых системах, вследствие чего возникает такое состояние внутренней среды, которое не полностью компенсирует действие на систему второго начала термодинамики, и система вынуждена подвергаться распаду.

Теория физиологической регенерации

В этой главе мы более подробно рассмотрим именно физиологическую регенерацию (механизм синтеза, описанный ранее), происходящую в течение всей жизни организма, не связанную с повреждениями ткани. Мы говорим не о той регенерации, которая происходит при травме или порезе, а о постоянной регенерации, которая проявляется постоянным обновлением клеточного материала. В качестве сравнения регенерации при травме можно провести параллель с теорией фенотипической адаптации Доброборского: при травме включаются экстренные кратковременные механизмы для восстановления ткани. При физиологической регенерации работают механизмы «медленной» и постоянной адаптации к условиям внешней среды.

Согласно термодинамическим представлениям, теория регенерации – это не что иное как теория жизнедеятельности стволовых клеток. В каждой ткани есть так называемые тканеспецифичные стволовые клетки, они до самой смерти пытаются регенерировать и продуцировать новые элементы ткани. Способность к регенерации у тканей живого организма выражена в разной мере. В случае «мембранных» тканей, таких как: эпителий кишечника и легочного дерева, а также эпидермис – этот процесс выражен очень интенсивно, что обусловлено тем, что мембрана постоянно взаимодействует с окружающей средой, а качество обработки информации на ней ни в коей мере не должно страдать. А, например, ткань мозга и вообще вся нервная ткань регенерируют значительно медленнее, так как напрямую с внешней средой не граничат, и вследствие этого подвергаются меньшим рискам воздействия внешних факторов. Так же прослеживается зависимость регенерации от возраста. У взрослых эти процессы протекают в разы медленнее, с определенным возрастом в некоторых тканях они прекращаются вовсе. У эмбриона, новорожденного и растущего организма, примерно до 25 лет, мы наблюдаем превалирование процессов регенерации над процессами деградации клеток, поэтому организм растет и развивается. Причины этого мы рассмотрим ниже.

Огромную роль в процессах регенерации тканей играют вещества, инициирующие деление клетки. Это факторы роста: тромбоцитарный фактор роста, эпидермальный фактор роста, факторы роста фибробластов, факторы роста нервов, эритропоэтин, интерлейкин 2 и интерлейкин 3, а также инсулиноподобный фактор роста в связке с СТГ. И это только часть огромного пула биорегуляторов. Сегодня известно, что колонии стволовых клеток, помещенные в искусственные условия для размножения, начинают функционировать как отдельный организм, то есть проявляют признаки саморегуляции окружающей среды. Клетки начинают вырабатывать и выделять, так называемый, культуральный секрет в среду, в которой они находятся, с целью обеспечения благоприятных условий для дальнейшего роста и деления. То есть, по аналогии, в искусственной среде стволовые клетки создают вокруг себя нишу, характерную для живого организма. Состав этой среды содержит множество подобных факторов роста. Среди них есть «первые скрипки», которые берут на себя ведущую роль в биохимических процессах, участвующих в регенерации, и биорегуляторы «вторых ролей», функции и значимость которых пока еще до конца не изучена. Если рассматривать организм в целом, то можно увидеть дирижера в этом биохимическом оркестре – это гипоталамус. Именно он принимает решение, какой уровень и какого вещества должен поддерживаться на данный момент в плазме крови.

Регуляция может происходить как непосредственно выделением самих факторов роста, так и выделением веществ – инициаторов их синтеза. Уровень и степень регенерации той или иной ткани зависит не от возраста, а от условий, в которых находятся клетки этой ткани, то есть от концентрации и состава биорегуляторов и всех других компонентов в крови. А это, в свою очередь, зависит от того, насколько правильно считывается информация с мембран и доходит до управляющих систем. Соответственно, при тонкой регуляции биохимического состава среды вокруг клетки возможно любую клетку ткани превратить в стволовую – это так называемые индуцированные стволовые клетки.

Индуцированные стволовые клетки (ИСК) – стволовые клетки, полученные из каких-либо иных (соматических, репродуктивных или плюрипотентных) клеток путём эпигенетического перепрограммирования.

В зависимости от степени дедифференцировки клетки при перепрограммировании различают: индуцированные тотипотентные, индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) и получаемые так называемым прямым перепрограммированием или каким-либо иным способом индуцированные прогениторные (мультипотентные или унипотентные) стволовые клетки, иногда называемые также индуцированными соматическими стволовыми клетками (ИССК).

В настоящее время существует три пути перепрограммирования соматических клеток в плюрипотентные стволовые клетки:

1. Пересадка ядер, взятых из соматических клеток, в оплодотворенную яйцеклетку, из которой предварительно удалено ядро;

2. Слияние соматических клеток с плюрипотентными стволовыми клетками;

3. Модификация соматической клетки, индуцирующая её превращение в стволовую клетку с помощью генетического материала, кодирующего белковые репрограммирующие факторы: рекомбинантных белков, микроРНК, синтетической самореплицирующейся полицистронной РНК и низкомолекулярных биологически активных веществ.

То есть, при создании определенного «клеточного микроклимата» и правильной работы управляющего центра становится возможным заложить фундамент для бесконечной физиологической регенерации.

В основе теории регенерации лежит принцип самообновления, который, в свою очередь, неразрывно связан с теориями старения и ЦААКЭБ. Это часть единого цикла восстановительных процессов, которые происходят в организме. Основной постулат теории регенерации заключается в том, что физиологическая регенерация в организме происходит постоянно. Обратите внимание, что изначально организм стремится к постоянному самообновлению, то есть планирует длительное существование, что противоречит существующим на сегодняшний день гипотезам о том, что организм запрограммирован на обязательную смерть как конечную точку. Возникает противоречие теории регенерации с теорий программируемой смерти.

Человек запрограммирован на чрезвычайно долгую жизнь. Если извне поступает энергоемкое вещество (кислород, глюкоза и др.) в достаточном количестве для того, чтобы продуцировать новые клетки, никаких ограничений для постоянства внутренней среды, а, следовательно, и функционирования – нет. К примеру, одна из теорий старения построена на утверждении о том, что со временем регенераторная способность стволовых клеток в значительной мере утрачивается. Но фокус заключается в том, что на самом деле происходит подмена понятий. Клетки не перестают регенерировать, с возрастом просто уменьшается их количество, а те, что остались – регенерируют на сниженном уровне. Они не получают соответствующих сигналов из-за снижения пула центральных биорегуляторов в крови, согласно основным положениям ЦААКЭБ.

Что касается гибели стволовых клеток, то они погибают согласно термодинамической модели старения – со временем они теряют свой энергетический потенциал и становятся мишенями для макрофагов. Согласно теории ЦААКЭБ происходит смещение биохимических процессов в пользу анаэробного обмена. Запускается конфликт внутри организма, после чего многие благородные элементы, включая стволовые клетки, становятся жертвами фагоцитов. Если соединить вышеизложенные теории в звенья одной цепи, выстраивается картина, объясняющая возрастное замедление регенераторных процессов уменьшением количества стволовых клеток (вследствие уничтожения популяции макрофагами) и снижением эффективности их функционирования. Подобный термодинамический подход позволяет нам пересмотреть методы применения терапии стволовыми клетками, принятые на сегодняшний день.

Если в организме присутствует смещение кислотно-щелочного баланса, то без устранения непосредственной причины этого смещения введение стволовых клеток в организм извне в большей степени обречено на неудачу. Сегодня, вместо огульного введения стволовых клеток в организм, целесообразно сосредоточить научный поиск в способах защиты их от макрофагов, не меняя окислительного баланса. Прежде чем приступать к восстановлению процессов физиологической регенерации макроорганизма, необходимо установить и ликвидировать причины гибели его составных единиц – клеток. Таким образом, метод термодинамической дедукции приводит нас к тому что, где и как искать.

Теория регенерации постулирует три факта: первый, что стволовые клетки со временем не теряют своей способности ни к регенерации, ни к делению, второй – что макроорганизм испытывает дефицит стволовых клеток, вследствие массовой их утилизации макрофагами согласно принципу самообновления и теории ЦААКЭБ, и третий – что скорость деления стволовых клеток снижается вследствие уменьшения количества центральных биорегуляторов в крови опять же согласно теории ЦААКЭБ.

Использование теоретических термодинамических принципов позволяет нам приблизиться к реализации процессов естественного омолаживания (регенерации) на практике, при этом не встречая никакого противоречия со стороны законов термодинамики, а значит, и самой природы!

Данные модели полностью укладываются в формулировку принципа термодинамической допустимости Путилова: «В термодинамике допустимо пользоваться какими угодно воображаемыми идеализированными по своим свойствам телами и приспособлениями без риска, применяя эти представления в рассуждениях, прийти к неверным результатам, если предварительно доказано, что их реализация, как бы ни были неправдоподобны их свойства, не противоречила бы ни первому, ни второму началу термодинамики».

В построении мысленных экспериментов, данный принцип может и должен рассматриваться как один из постулатов термодинамики.

В заключении необходимо отметить следующий факт: если нам нужно, чтобы какая-либо ткань или организм в общем регенерировали, нам следует создать необходимые условия для стволовых клеток, остальное произойдет автоматически. При этом в обязательном порядке нужно следить за четким функционированием управляющего центра. Если мы будем настраивать пул биорегуляторов, но при этом постоянно сталкиваться с противодействием управляющего центра, то у нас получится движение на месте – ничего не будет происходить. С центральным регулятором бороться практически невозможно, наоборот, его усилия должны быть абсолютно когерентны нашим.

Теория критической адаптации

(Теория генеза онкологических состояний)

Данная теория объясняет, каким образом происходит развитие онкологических заболеваний и что служит их причиной. Теория критической адаптации неразрывно связана с предыдущими теориями – ЦААКЭБ, старения и регенерации.

Сегодня одними из самых эффективных методов лечения онкологических заболеваний являются: оперативный, лучевой и лекарственный методы. С последним часто объединяют все системные способы воздействия на опухоль: химиотерапию, гормонотерапию, иммунотерапию, иногда разные виды биотерапии. Хирургический метод предполагает непосредственное удаление опухоли с соблюдением обязательных правил абластичности, специфических принципов онкохирургии. Лучевая терапия – воздействие на опухоль потоком того или иного вида излучения (рентгеновские лучи, гамма-лучи, поток быстрых электронов и т.д.). Химиотерапия – введение в организм лекарственных препаратов, оказывающих повреждающее действие преимущественно на опухолевые клетки. В ряде случаев химиопрепараты могут полностью уничтожать опухоль, но чаще – тормозить ее развитие. Несмотря на достаточно высокую эффективность, все эти методы лечения служат для борьбы с последствиями, но не с причиной заболевания. Каким же образом можно воздействовать на причину? Что запускает канцерогенез?

Еще в 1924 году нобелевский лауреат Отто Варбург выяснил, что здоровые клетки генерируют энергию благодаря окислительному распаду органических веществ в митохондриях, а опухолевые и раковые клетки, напротив, получают энергию через неокислительный распад глюкозы. В своих опытах Варбург помещал раковую опухоль в различные среды существования. После определения её в щелочную среду, то есть насыщенную кислородом, он отметил интенсивную гибель раковых клеток, в то время, как в кислой среде деление опухолевых тканей резко усиливалось.

Переход на анаэробный энергетический обмен, согласно теории Варбурга, приводит к автономному бесконтрольному существованию клетки: она начинает вести себя как самостоятельный организм, стремящийся к воспроизведению. На основании этого открытия ученый предположил, что рак можно рассматривать как митохондриальное заболевание. Теперь многие исследователи находят новые доказательства в поддержку теории Отто Варбурга о происхождения рака. Изучив митохондриальные липиды в опухолях разных частей мозга у мышей, они обнаружили, что основные аномалии кардиолипина имеются во всех типах опухолей и тесно связаны с ослаблением деятельности по выработке энергии. Таким образом, аномалии кардиолипина могут лежать в основе необратимых дыхательных нарушений в клетках опухолей, а это значит, что теория Варбурга верна.

Согласно этой теории, как правило, проистекает большинство онкологических процессов в организме человека. Именно высокоинтенсивным анаэробным обменом в опухоли можно объяснить возникновение раковой кахексии. Опухоль становится ловушкой аминокислот, глюкозы и липидов, используя их для получения энергии. Вместе с тем, не только опухоль активно поглощает пластические и энергетические источники, но и обмен веществ, согласно теории ЦААКЭБ, регулируется таким образом, что в крови начинает циркулировать больше глюкозы, аминокислот и др. для обеспечения перехода организма на работу в анаэробном режиме. Для мозга нужны питательные вещества, и в тканях они поглощаются до какой-то степени, но в крови все равно их пул растет, что способствует росту опухоли. В этом месте через центральный регулятор замыкается патофизиологический порочный круг.

Автономное поведение клеток обуславливается тем, что наряду со снижением концентрации кислорода в тканях резко падает уровень пула биорегуляторов и макрофагов, вследствие чего клетка естественным образом становится агрессивным анаэробом в отсутствие других вариантов существования.

Данная теория по большей части описывает механизмы нарушения нормальной дифференцировки клеток, но не отвечает на вопрос об истинной причине нарушения смещения равновесия в сторону анаэробного обмена. При использовании термодинамических подходов напрашивается вывод, что теория Варбурга отражает лишь одно из звеньев в цепи патологических событий, приводящих к возникновению опухолевого процесса.

Цепь событий выглядит следующим образом: нарушение передачи информации между мембранами и центральным регулятором – смещение энергетического равновесия в соответствии с теорией ЦААКЭБ – общее закисление крови и тканей – критическая локальная (но не некротическая!) ишемия в участке ткани вследствие наличия атеросклеротической бляшки и/или тромба – критическая активация тканевых стволовых клеток с целью продолжения своего существования, но в другой форме, по причине критического снижения концентрации кислорода – неконтролируемая пролиферация недифференцируемых клеток.

Модель раковых стволовых клеток (РСК) подразумевает, что любое злокачественное новообразование (неоплазия) развивается из одной клетки. В результате неких событий генетический аппарат некогда нормальной клетки трансформируется настолько, что происходит её перерождение в инициирующую раковую клетку. В результате последующей пролиферации (деления) этой клетки формируется злокачественная опухоль. Согласно концепции РСК, эта опухоль устроена иерархически, то есть разные типы раковых клеток обладают разной способностью к делению. Поскольку любое новообразование может развиться только из активно делящейся клетки, наиболее подходящие кандидаты для злокачественной трансформации – нормальные тканевые стволовые клетки (дающие начало полностью дифференцированным клеткам, выполняющим свои узкоспецифические задачи в том или ином типе тканей), так как они обладают длительным сроком жизни и высокой скоростью деления. В соответствии с этим концепция РСК подразумевает, что инициирующее событие в канцерогенезе – злокачественное перерождение нормальных тканевых стволовых клеток, которые становятся инициирующими РСК.

В 1997 году Доминик Бонне (Dominique Bonnet, London Research Institute) и Джон Дик (John Dick, Toronto General Research Institute) продемонстрировали, что единичные лейкемические стволовые клетки, взятые у пациентов с острой миелоидной лейкемией, при трансплантации мышам дают начало полному спектру клеток с различными злокачественными фенотипами, наблюдаемыми при этом заболевании у человека.

Из-за морфологической неполноценности анаэробного обмена в клетке, высокоразвитые соматические клетки превращаются в недифференцированные, беспорядочно растущие клетки – клетки раковой опухоли. Почему же бездействует макрофагальный иммунитет?

Как мы знаем, в первую очередь, макрофаги поглощают апоптатические тельца, образовавшиеся вследствие распада низкоэнергентичной клетки. Так как макрофаги прибывают с кровью – то количество их будет снижаться соответственно выраженности локальной ишемии. В опухолевой клетке энергетический обмен представлен в виде анаэробного гликолиза, но как мы знаем, энергетический потенциал клетки определяется количеством вырабатываемого АТФ вне зависимости от механизма обмена. Энергетический потенциал опухолевой клетки настолько усилен, что дает количество АТФ сходное с количеством АТФ в молодой здоровой клетке, что по-видимому, вводит фагоциты в своеобразное заблуждение и они, сталкиваясь с клетками с большим количеством АТФ, воспринимают их как здоровые и развивающиеся и не уничтожают их.

Так же, согласно термодинамической теории старения, вследствие перехода большинства клеток организма на анаэробный обмен, у фагоцитов появляется дополнительный объем работы для уничтожения стареющих клеток. Те макрофаги, которые все же смогли достигнуть зоны опухолевого роста, попадают в среду с низким содержанием кислорода и высокой кислотностью, что в свою очередь, делает их практически беспомощными в борьбе с опухолевыми клетками. Поэтому с точки зрения термодинамических взглядов на живую материю, пытаться каким-либо образом усилить противораковый иммунитет на уровне фагоцитов малоэффективно. Необходим кардинально иной подход – а именно, устранение условий возникновения и распространения опухоли.

Создание благоприятных условий в организме для изменения энергетического обмена путем замещения анаэробных механизмов аэробными позволит запустить биохимические процессы обратные развитию опухоли вплоть до полной ее деградации. Также параллельно следует восстанавливать кислотно-основной баланс крови органов и тканей с целью снижения закисления организма. Удаление основного опухолевого очага путем оперативного вмешательства или при помощи облучения, конечно необходимо. Но выполнять это нужно только в условиях нормального клеточного дыхания органов и систем и, особенно, на фоне стабильного гормонального фона в отсутствие стресса.

Совокупность экспериментальных и клинических данных позволяет полагать, что стрессорное действие опухоли вызывает стимуляцию выделения АКТГ, который, в свою очередь, повышает секрецию глюкокортикоидов, вызывающих усиление метастазирования злокачественных опухолей.

Ранний послеоперационный период особенно опасен в отношении начала роста микрометастазов. В это время наиболее выражен посттравматический синдром – угнетение защитных реакций организма по отношению к различным агрессиям. Так складывается ситуация, способствующая метастазированию опухолей, проявлению «взрывной способности рака».

В лечении онкологических заболеваний основной целью должно быть подведение к опухолевым клеткам кислорода и насыщение им тканей. В первую очередь, нужно создать такую лекарственную формулу или технологию, которая позволит донести достаточное количество кислорода непосредственно в зону опухоли и раковую клетку. Со временем подобный способ обязательно найдется. Что же касается клеточного иммунитета, то мы можем заставить макрофаги убивать единицу с высоким количеством АТФ только непосредственно внедрившись в их геном.

В 2013 году врачи онкологического центра при детской больнице в Филадельфии (США) провели исследования в области генной инженерии и смогли перепрограммировать вирус иммунодефицита человека. Его генетический код изменили таким образом, что зараженная T-клетка нападала на раковые ткани, не затрагивая здоровые. Здоровые лимфоциты вообще не участвуют в борьбе. Инфицированные Т-клетки распознают онкологические клетки благодаря специфическому белку CD19. Таким образом, смогли помочь семилетней Эмили Уайтхэд из Нью-Джерси, которая в течение двух лет сражалась с лимфобластным лейкозом.

Но даже такой селективный и высокотехнологичный путь не дает гарантии, во-первых, от грозных побочных эффектов и, во-вторых, от рецидивов, метастазирования и дальнейшего развития опухолевого процесса. Пока нет достаточного катамнеза, говорить об эффективности подобных методов рано и нецелесообразно. Еще раз заострим ваше внимание на том, что без восстановления центральной регуляции окислительного баланса, эффективность лечения онкологических заболеваний и отсутствие рецидива в последующем будет под большим вопросом. А каким образом привести организм в условия оптимального кислородного обмена, мы расскажем в главе, посвященной методологии.

Еще один важный момент. Большое разнообразие онкологических процессов состоит в том, что при сбое в процессе управления дифференцировкой МССК на любой его стадии, клетка, которая должна была бы умереть или разделиться, не получая соответствующих гуморальных сигналов от управляющего центра и от клеточного окружения, начинает просто воспроизводить в неограниченном количестве свои копии, что и приводит к образованию опухоли. И морфологическая структура опухоли будет зависеть от того, на какой стадии дифференцировки было потеряно нормальное управление. Так появляются разные типы опухолей – от низкодифференцированного рака, до высокодифференцированных доброкачественных опухолей, а их морфология будет четко зависеть от того, на каком этапе произошел сбой процесса гуморального управления.

Учитывая все вышеизложенное, я обращу ваше внимание еще и на тот факт, что, безусловно, при подозрении на наличие генетических сбоев, которые привели к образованию опухоли, необходимо все же пытаться проводить анализ того, по какой причине произошли эти сбои. Было ли это истинным генетическим сбоем (например, по типу мутации) или же генетический аппарат стал перестраиваться именно по причине потери качества гуморального управления на определенной стадии дифференциации ММСК. От выяснения этих тонкостей будет зависеть и тактика лечения, и, безусловно, тактика предотвращения рецидивов.

Итак:

– Теория генеза онкологических процессов дает нам понимание теоретических основ возникновения их основной массы. Критическое снижение концентрации кислорода в участке ткани с наличием стволовых клеток приводит к снижению биорегуляторов, что приводит к переходу клеток в автономный режим существования, обуславливая опухолевую трансформацию стволовых клеток в отсутствие эффективной работы макрофагального иммунитета.

– Эффективный путь лечения основан на применении всех существующих методик, направленных на сохранение естественного гомеостаза. Результаты исследований, проводимых на базе клиники St. Jude Children’s Research Hospital, Memphis, USA, говорят о высокой эффективности применения дозированной физической нагрузки в комплексной реабилитации детей после химиотерапевтического лечения.

– Понимание термодинамических принципов и применения термодинамических моделей в онкологии дает нам четкое направление и область для успешного научного поиска.

3. Термодинамика разумных биосистем (Учение о значительном продлении жизни и молодости)

Как мы неоднократно упоминали, идеальная сфера может пребывать сколь угодно долго в благоприятной среде, если не нарушен процесс передачи информации от мембраны к управляющему центру и производится адекватная корректировка внутренней среды в соответствии с этой информацией. Данная гипотетическая модель недалека от практики. Человеческий организм является сложной термодинамической системой и в отличие от животных (2-я сфера) и растений (1-я сфера) состоит из трех термодинамических сфер, что обуславливает его устойчивость. Вследствие этого, нет каких-либо непреодолимых причин для того, чтобы он не жил сколь угодно долго. Тем не менее, мы наблюдаем обратный эффект.

Основная причина, почему умирает организм – это слишком сложные пути передачи информации от мембран к сферам, в узких местах которых, со временем теряется и искажается информация, так необходимая для гармоничной работы системы. Задача термодинамики разумных биосистем – выявить эти узкие места и с помощью третьей сферы – нашего разума и его инструментов, вовремя предотвратить, выявить и исправить изменения в этих узких местах, либо при невозможности исправления сбоев в передаче информации, подкорректировать внутреннюю среду альтернативным образом.

При осознании данной цели становится очевидна роль разума в эволюции. Эта роль состоит в стабилизации материи живого вещества путем определения этих узких мест и ответной своевременной коррекции нецелесообразных и неправильных адаптивных реакций. Это, своего рода, осознанная работа над ошибками центрального регулятора. Именно осознание роли разума как термодинамической необходимости живой материи в будущем позволит человеку поддерживать свое функционирование очень длительно, а в некоторых случаях – бесконечно долго.

Разум есть неизбежное и закономерное эволюционное порождение живой материи. Это абсолютно укладывается в единую концепцию гравитационно-энтропийного равновесия (на которой мы подробно остановимся в главе о конвергентном моделировании процессов биосистем). Разум – это следующая ступень эволюции живой материи, управляющий центр, действующий по тем же законам, но на другом, гораздо более высоком уровне осваиваемых энергий.

Какие же узкие или/и уязвимые места имеются в нашем организме относительно передачи информации, будь то биохимическая составляющая или нервный импульс?

Первое узкое место – это передающая среда первой сферы – кровь. Компрессия или атеросклероз крупных сосудов шеи обуславливает искажение информации, передаваемой от мембран на пути в головной мозг. Второе узкое место – это, безусловно, печень, поскольку она является «биохимическим усилителем головного мозга». Например, мозг может выработать достаточное количество СТГ в ответ на приходящий кислород, но на фоне проблем с печенью усилия мозга будут тщетны, поскольку не произойдет адекватного синтеза ИФР-1, что также нарушит адаптацию внутренней среды. Такими же узкими местами в передаче информации будут являться сами мембраны при их поражении – легочная (ХОБЛ, туберкулез и др.), кишечная (болезнь Крона, неспецифический язвенный колит и др.). Сосудистые поражения – эндартерииты. Само сердце является узким местом при наличии проблем в его работе. Болезни почек – нефриты любого генеза.

Каким образом добиться остановки процессов дегенерации, то есть старения, при условии нормальной работы органов и систем? В данном случае большую роль будет играть периодическая, но проводимая большими циклами гипербарическая оксигенация или гипербария воздухом (в зависимости от каждого конкретного случая). Регулярная и систематическая, что возможно только при участии разума. Стволовые клетки, получая соответствующий сигнал о концентрации кислорода, подтвержденной соответствующим уровнем концентрации центральных биорегуляторов начнут более активно регенерировать, органы и ткани будут поддерживаться в молодом состоянии или начнут омолаживаться путем фагоцитоза старых клеток и замены их на молодые (новые).

Вместе с сеансами гипербарической оксигенации целесообразно поддерживать гормональный фон в юном состоянии, а именно контролировать уровень соматомедина, соматотропина и других активных биорегуляторов (их состав насчитывает уже сотни открытых веществ данного класса) в соответствии с возрастом 25–30 лет.

На фоне оксигенации и гормональной поддержки, регулярные физические занятия позволят все время иметь в распоряжении запас АТФ, который в аэробных условиях и при наличии достаточной концентрации пула биорегуляторов в крови будет потрачен на процессы регенерации.

Таким образом, цель разума в эволюционном смысле не в том, чтобы накапливать информацию, оставлять ее на каких-либо носителях, а потом уходить, растворяясь в небытие. Цель разума в том, чтобы с помощью значительного продления жизни максимально заселять разумным видом планету и путем объединения мощных разумных инструментов (интернет, универсальный переводчик, облачные хранилища и др.) обеспечить экспансию биосферы в космическое пространство. Это будет возможно только после решения задачи увеличения продолжительности жизни в два, три и более раз.

Сегодня долгосрочные задачи прародителей решают потомки путем смены поколений. Сейчас это основной и главный механизм, созданный эволюцией для обеспечения существования вида. Но эволюционно природой был создан разум как инструмент более эффективный и более быстрый для дальнейшего развития. Разум – это даже не общечеловеческий инструмент, он не принадлежит человеку, он принадлежит планете. Только с его помощью планета в будущем сможет избежать ужасных катастроф или каких-либо глобальных климатических изменений.

Любая сложная система с течением эволюции постепенно, для сохранения устойчивости своей материи, должна приобрести такое качество как разум. И это неизбежный закон физики живого вещества.

4. Несколько слов об ощущении времени (или «Как отличить реальность от иллюзии…»)

«Я всегда хотел быть мистиком и представлял себе путь мистика как созерцание, путешествия и медитацию. Но подлинным путем мистика для меня стала научная дедукция, которая открыла мне путь к далеким горизонтам познания…»

Автор

Эта глава дается для того, чтобы читателю были понятны некоторые моменты, связанные с глубочайшими психологическими клише, в которых надежно вмурованы людские умы. Я постараюсь дать понимание того, что ощущают люди, ограниченные этими догмами, после чего, вы, уважаемый читатель, будете более свободно и реалистично относиться к тем вещам, которые разобраны в этой книге.

Что есть ощущение времени? Каждый из нас ощущает, как идет, течет, изменяется время. Мы физически ощущаем этот процесс. Давайте разберем на физиологическом уровне, из чего складывается наше ощущение времени, не вдаваясь в метафизические подробности.

С точки зрения физиологии, при помощи органов чувств, мы ощущаем движение материи. Глобально – это смена времен года и суток. Взросление ребенка, старение человека – все это есть материальные процессы разных уровней, ощущаемые нами движения материи. В самых простых наших сиюминутных ощущениях мы называем их движением. Глобальные же процессы мы называем ходом времени. По сути, движение рукой и смена времен года – это одно и то же – это движение материи. Или же взросление ребенка – с годами мы воспринимаем этот процесс как течение времени. А на самом деле, ребенок просто очень постепенно увеличивается в размерах – материя изменяется. Любой из нас – это вихрь материи, постоянно находящийся в движении. На атомарном молекулярном и биохимическом уровне. Но движение – это такое действие, которое может распространяться в любом направлении! А вот ощущение времени мы всегда связываем с движением в одну сторону! Мы придаем ему вектор – вперед, но не назад. В будущее, а не в прошлое. Такое биологическое ощущение сложилось потому, что мы привыкли к тому, что материя в биологических объектах (растения, животные, люди) непрерывно движется в одном направлении, то есть объекты рождаются, растут, состариваются и, в конечном счете, умирают.

Так как это самое постоянное наблюдение, повторяющееся много-много раз, сопровождает нас всю жизнь, у нас уже сложилось биологическое восприятие глобального медленного движения материи, которое мы воспринимаем как движение в одну сторону.

Таким образом, наше ощущение времени представляет собой некий симбиоз двух моментов – с одной стороны, мы постоянно ощущаем и анализируем постоянное движение материи, с другой стороны, вследствие использования такого ключевого инструмента как память, в процессе эволюционирования мы четко определяем для себя вектор силы этого движения, действующий строго в одном направлении.

Именно это ошибочное ощущение, что живая материя может двигаться в этом направлении под воздействием какой-то очень мощной внешней силы и порождает такой феномен биологической иллюзии, который называется время. То есть, выражаясь простыми словами, для человека время есть непреодолимая сила, неуклонно влекущая за собой все процессы материального, а особенно, биологического мира. Однако, опираясь на предыдущие главы этой книги, мы с вами уже понимаем, что рождение, рост, старение и смерть, есть не что иное как вначале гармоничное, а затем, при нарушении передачи информации, и дисгармоничное взаимодействие в работе первой и второй термодинамических сфер, а также основополагающего принципа самообновления. А сила, последствия действия которой мы наблюдаем на уровне макроорганизма (видим глазами), является не гипотетическим временем, а непосредственно вторым началом термодинамики, которое вследствие дисгармонии в работе сфер не до конца уравновешивается принципом самообновления и начинает с какого-то момента постепенно разрушать всю систему.

Мы можем четко констатировать, что у неразумных существ подобного ощущения времени нет. Они постоянно живут в настоящем – это недоказуемо с точки зрения практики, но это можно обосновать с точки зрения термодинамических взглядов.

Если мы с помощью восстановления правильной работы управляющих систем добьемся того, что люди перестанут стареть или будут стареть в разы медленнее – наше ощущение времени изменится неизбежно. Управляющие памятью нервные центры, которые будут наблюдать нестареющие объекты, придут к тому, что рано или поздно ощущение времени и сам физический подход к этому ощущению, поменяют свою структурность.

Первый вывод. Не надо попадаться в ловушку нашего БИОСа. То, что мы все время наблюдаем снаружи, – не факт, что не может быть по-другому. Если мы научимся грамотно управлять потоками материи внутри организма, это будет выглядеть для нас по-другому. Пока мы не расширим психологические рамки путем созерцания полученного эффекта, придется с помощью логики и здравого смысла изменять сильно укоренившиеся понятия.

Немного из практики буддизма. Что такое нирвана? Нирвана, это когда «остановились мысли». Концепция Зорбы-Будды, с одной стороны, – человек с остановленными мыслями: с другой стороны, – тот, кто может наслаждаться, а не тот, у кого пропали все желания. К этой концепции можно прийти только путем научного подхода. Осознавая истинные причины дисгармонии потоков материи (поражение в узких местах каналов передачи информации) мы можем контролировать эти причины и восстанавливать нормальное течение информации. Разум появился эволюционно именно для того, чтобы управлять направлением и интенсивностью движения материи. Когда мы поймем радость очень долгой, а возможно, и бесконечной жизни, в течение которой мы можем постоянно расширять свои познания о мироздании, время для нас перестанет существовать. Остановка мыслей в буддистской философии – это нечто более приземленное. Это состояние животных, у которых нет разума. Эта медитативная практика может привести человека в состояние нирваны низкого уровня. В состояние нирваны (осознания) высокого уровня, о котором говорил мистик Ошо, называя его принципом Зорбо-Будды, может привести только научная практика. Научно-обоснованный зорбо-буддизм.

Когда мы впервые увидим, как организм, постепенно обновляясь, становится молодым, это будет разрыв картины мира. Время для нас остановится. И общество должно быть подготовлено к этому с помощью постепенной пропаганды научного и в высшей степени сознательного подхода к такому явлению.

5. Прикладная медицинская термодинамика (Термодинамический взгляд на разные заболевания)

Это единственный раздел, который дается именно для практикующих врачей, для того, чтобы они могли более эффективно лечить пациентов, используя термодинамические подходы. Данный практический раздел основан на фундаментальных термодинамических основах, рассмотренных выше, и исходит из метода биологической дедукции Эрвина Бауэра и принципа термодинамической допустимости Путилова.

Гипертония (Адаптивное состояние длительной аэробной компенсации энергетики организма)

В прикладном разделе пойдет речь о различных состояниях организма, которые будут рассмотрены в контексте учения о функционировании первых двух сфер принципа самообновления. Поэтапно мы проследим их причины, взаимосвязи и пути решения сопутствующих проблем. В этом разделе будет более конкретно рассмотрен вопрос дискретности медицинского мышления и обоснованы пути его объединения. Поскольку, углубляясь в мелочи, нельзя забывать о фундаментальных принципах функционирования вещества в принципе и биовещества, в частности. Лишь совокупность тонкого видения проблемы и общего взгляда на нее, есть эффективный путь познания основ функционирования организма. Как говорит древняя даосская пословица, «беря большое, не упускай малое…»

Начнем с того, с чего все собственно и началось, а именно с гипертонической болезни, которая стала исчезать у пациентов, для лечения которых я эффективно применял свою методику коррекции тонуса глубоких мышц шеи с целью декомпрессии межпозвонковых дисков с грыжами и протрузиями шейного отдела позвоночника. То есть выходило так, что в ходе лечения грыжи межпозвонковых дисков шейного отдела позвоночника, на фоне очень хорошего эффекта по данной патологии дополнительно начинала исчезать гипертоническая болезнь. Каким же образом манипуляции с шеей влияли на артериальное давление? Что являлось причиной его снижения у большей части пациентов?

Результаты научного поиска в этом направлении позволили мне прийти к выводу, что нормализация артериального давления происходит вследствие улучшения кровотока ствола мозга, к которому приводит декомпрессия позвоночных артерий и вен во время сеанса коррекции глубоких мышц шеи. Дело в том, что с возрастом происходит прогрессирование остеохондроза и начинают возникать осложнения, связанные с постепенным смещением шейных позвонков. Анатомические особенности шейных позвонков таковы, что через отверстия в их поперечных отростках проходят вены и артерии (arteria vertebralis, venae vertebralis). Из-за смещения позвонков и постоянного спазма глубоких мышц вокруг них, сосуды впоследствии зажимаются, происходит сужение их просвета (это хорошо видно при УЗИ – артерии тонкие и извитые), а по венам кровоток может быть снижен в десятки раз или отсутствовать вовсе, количество доставляемого кислорода в головной мозг снижается. Так как мозгу не хватает кислорода, он принимает экстренные меры и отдает команду сердцу на увеличение силы и/или частоты сердечных сокращений, чтобы кровь через все блоки и препятствия все-таки поступила к мозгу и принесла спасительный кислород. Развивается устойчивое компенсаторное повышение давления и/или ЧСС – таким образом мозг защищается от гипоксии. Поэтому, как только удается разблокировать позвоночные артерии и вены, давление и частота сердечных сокращений уходят. Качество жизни пациентов значительно улучшается – восстанавливается перфузия головного мозга, уменьшается риск развития инсульта.

Как правило, у большинства людей пожилого и старческого возраста, диагноз «эссенциальная» или «идиопатическая» артериальная гипертензия как раз подразумевает ничто иное, как компенсаторное повышение артериального давления вследствие нарушения кровообращения в стволе мозга за счет компрессии сосудов на уровне шейного отдела позвоночника.

Общепринятая практика заключается в назначении симптоматической терапии этой группе пациентов. Либо вазодилятаторы для расширения капилляров, либо бэта-блокаторы, которые замедляют сердечную проводимость, либо это блокаторы ренин-ангиотензиновой системы, либо диуретики для выведения жидкости из организма и уменьшения объема циркулирующей крови, а чаще всего, все вместе в разных комбинациях. Механизм работы этих препаратов ясен – снизить давление в системе. Но ключевой момент заключается в том, что организм (а точнее мозг) никогда ничего не делает просто так. Вот и получается, что вместо того, чтобы разобраться в причинах повышения давления, его начинают активно снижать.

Итак, артериальная гипертензия. С течением времени у человека развивается остеохондрозный процесс в шейном отделе, а поскольку там позвоночные артерии проходят через поперечные отростки позвонков, то их просвет естественно сужается, нарушается поступление крови в ствол мозга и в ромбовидную ямку, где находится сосудистый центр. Остеохондроз – это заболевание, которое связано непосредственно с психологическим состоянием индивидуума, а именно, с накоплением стрессовых факторов в организме. Эволюционно так сложилось, что любое нервное потрясение проявляется в напряжении мышц шеи – необходимо «вжать голову в плечи, спрятать ее», чтобы защитить шейные артерии, потому как хищник, в первую очередь, хватает именно за шею. По своей сути, эта реакция является атавизмом. Эволюция должна продолжаться и подобные атавизмы со временем исчезнут. Но пока такой эффект есть, то любой стресс, социального или какого-либо другого характера, возникает автоматическая реакция – шея напрягается, а голова втягивается в плечи. У большинства людей есть особые мышцы-мишени, которые при стрессе затвердевают. Это своего рода порочный круг: стресс вызывает выброс адреналина, который в свою очередь напрягает мышцы шеи и верхней части спины, отчего адреналина образуется еще больше, и т.д.

Со временем это состояние становится привычным, возникает хронический спазм глубоких мышц и вообще спазм всех мышц шейного и грудного отделов. На этом фоне нарушается микроциркуляция и питание межпозвонковых дисков, связок, происходит их ослабление, и позвонки начинают смещаться и пережимать сосуды. Парциальное давление кислорода в стволе мозга уменьшается, потому что уменьшается приток крови. Ствол мозга путем активации сосудистого центра в ромбовидной ямке подает эфферентный сигнал на сердце, и оно путем увеличения силы и частоты сердечных сокращений, начинает повышать давление. По теории Доброборского это первая стадия фенотипической адаптации. По теории ЦААКЭБ это аэробная компенсация энергетического баланса.

Сначала появляются кратковременные эпизоды повышения артериального давления с целью нормализации перфузии мозга. Через силу, через все эти препятствия проталкивается кровь. Как только вследствие этого механизма парциальное насыщение кислорода в тканях мозга возросло, артериальное давление снижается. Это своего рода «биологическое реле». Можно провести аналогию с перегретым двигателем внутреннего сгорания: включается вентилятор, двигатель охлаждается, вентилятор отключается. Если на этом этапе не начать лечение, то самостоятельно спазм мышц никуда не уходит. Как правило, назначается симптоматическое лечение, не связанное с устранением основной проблемы. Пациент думает, что он лечится, принимая гипотензивные препараты, а непосредственная причина развивается дальше. Далее происходит следующее: раз за разом, после скачкообразного подъема АД, организм начинает воспринимать данное состояние как нахождение во внешней среде с малым количеством кислорода.

То есть регулярно центральный аппарат – мозг – получает меньше кислорода, чем должен был бы получить по тем параметрам, которые заложены в «БИОСе». Соответственно, управляющий центр приступает к процессам дополнительного выделения энергии из процессов, не связанных с дыханием. Потому что константу, то есть общее потребление энергии организмом, он должен сохранить, иначе неизбежно начнет происходить разрушение системы (организма).

Головной мозг отмечает регулярные сверхнагрузки на сердечную мышцу и активирует далее механизм спазма периферических сосудов, таким образом снижая нагрузку на сердце. Происходит постепенная, медленная централизация кровообращения. Так мозг временно компенсирует состояние гипоксии. При необоснованном назначении бета-блокаторов и вазодилататоров, действующих на ренин-ангиотензин-альдостероновую систему, мозг получает дополнительное токсическое воздействие, которое сводит на нет все его адаптивные реакции. Управляющий центр упорно продолжает процесс компенсации энергетического баланса, за счет чего, со временем, эти препараты перестают действовать должным образом.

Когда процесс кислородного голодания усугубляется (никто остеохондроз не лечит!), активируется следующий адаптивный механизм – биохимический компонент. Появляется необходимость извлечения энергии из анаэробных источников. Происходит смещение аэробно-анаэробного энергетического баланса, а затем и смещение кислотно-основного баланса, вследствие чего организм «закисляется». Тем самым прослеживается картина фенотипической адаптации по отношению к работе в среде без кислорода. Таким образом, развивается сахарный диабет второго типа в виде нарушения обмена инсулина и нарушения нормальной работы поджелудочной железы. То есть организм пытается с помощью этих реакций сохранить энергетическую константу в организме, но современная медицина воспринимает приведенные адаптивные реакции организма как патологические состояния и предписывает их заблокировать медикаментозным путем, что есть достаточно грубое вторжение в цепочку каскадов тонких биохимических процессов.

Без общего понимания механизмов регуляции центрального уровня это не только малоэффективно, но и вредно. На фоне постоянного дисбаланса, в форме энергетического субъекта начинает потребляться не только глюкоза, но и собственные белки организма, нарушается функция печени и переносчиков холестерина в крови. Липопротеиды высокой и низкой плотности, белковые сомы начинают употребляться для биохимического распада, соответственно качество их резко падает, нарушается процесс доставки вторичных желчных кислот обратно в печень для производства качественной желчи. Желчь, не имея в достаточном количестве компонента вторичных желчных кислот, начинает так же застаиваться и плохо отделяться, оказывая токсический эффект на печень. Печень начинает снижать производство соматомедина, поскольку соматомедин – это высокоэнергозатратное производство, гормон очень сложный, а нужно его не меньше, чем инсулина. Развивается так называемый «порочный круг».

Усилия науки в основном направлены на поиски все более сложных и селективных биохимических агентов, способных жестко блокировать описанные выше химические каскады, то есть происходит поиск причины эссенциальной гипертонии на молекулярном уровне. Однако истинная причина находится на уровне регуляции, на уровне правильной и гармоничной работы первой сферы. Вторая сфера в данном случае страдает от всего этого круговорота уже как субстрат, из которого управляющий центр любыми путями извлекает энергию, то есть страдает непосредственно наше тело, вследствие длительного нарушения энергообменных процессов. Вот как в общих чертах выглядит цепочка непосредственных причин и патофизиологических звеньев развития эссенциальной артериальной гипертензии.

Для того, чтобы остановить данные адаптивные реакции и повернуть биохимические процессы вспять, то есть вернуть к нормальному функционированию организм, необходимо воздействовать непосредственно на причину. В первую очередь, необходимо в срочном порядке восстановить базилярный кровоток и поддерживать его длительное время на нормальном уровне, поскольку согласно теории фенотипической адаптации (она же теория ЦААКЭБ), организм, как сложная открытая и неравновесная система, не может единовременно перестроиться. Если ствол мозга уже перестроил регуляцию биохимических процессов в связи с недостатком кислорода, значит он должен удостовериться в том, что мы регулярно восполняем уровень кислорода, и что так будет продолжаться и далее. Только тогда биохимические механизмы адаптации будут слабеть, и гомеостаз придет в норму. В своей практике мы применяем коррекцию, как метод освобождения позвоночных артерий от остеохондрозных зажимов и обязательные занятия в реабилитационном зале, чтобы насытить кровь кислородом и выработать дополнительно АТФ, который необходим организму для восстановительных процессов.

Как можно подтвердить эффективность реабилитации объективными методами? Во-первых, это мониторирование артериального давления до и после сеансов. Во-вторых, УЗ-мониторинг сосудов шеи. Уже после первой коррекции мы видим моментальное улучшение кровотока. В-третьих, пациенты отмечают клинически выраженное улучшение общего самочувствия, прилив сил и увеличение выносливости. В-четвертых, измерение и мониторинг pH крови.

Физические упражнения очень помогают, особенно учитывая, что позвонки при остеохондрозе нестабильны в пожилом возрасте, необходимо укреплять мышечный корсет шейного отдела позвоночника, иначе они не будут стабильно удерживаться, несмотря на коррекцию. То есть это такая методика, где одно без другого не работает.

В отличие от фитнесс-зала, имея практически тот же арсенал, пускай несколько более усовершенствованный, мы четко понимаем цели, что нам нужно сделать, чтобы укрепить мышечный корсет, и что нам нужно сделать, чтобы насытить организм энергией, а именно – АТФ. Для насыщения АТФ мы прорабатываем большие мышечные группы путем небольших весов, с определенным количеством повторений, чтобы накопить достаточно энергии и, главное, сохранить ее в организме. А что касается укрепления позвоночника – то существуют специальные упражнения на определенные мышцы с целью закрепления эффекта коррекции. Мы учитываем небольшие пределы адаптации наших пациентов, чтобы не навредить высокоэнергозатратной нагрузкой, поэтому в данном случае велосипед и беговая дорожка противопоказаны. И еще очень важный момент. Необходимо достаточно долго и системно, на протяжении нескольких месяцев, заниматься в реабилитационном зале, дабы организм привык к тому, что теперь это его постоянный режим работы. Большая ошибка, когда пациент, который почувствовал себя здоровым после десяти занятий, прекращает курс реабилитации. Именно длительное и системное воздействие является ключом к успеху. Грамотная, умная реабилитация – это большая совместная работа врача и пациента.

Метаболический синдром (Адаптивное состояние первой ступени анаэробной компенсации энергетики организма)

Согласно теории ЦААКЭБ, при нарушении поступления кислорода в центр управления, расположенный в стволе головного мозга, происходит адаптация метаболизма в сторону снижения потребления кислорода и одновременно увеличение путей анаэробной энергетики, завязанных на трофическое использование высокоэнергетических биомолекул в качестве источника энергии без использования при этом кислорода (путем анаэробного гликолиза или протеолиза, например). Вследствие этого возникает дисбаланс между способностью организма утилизировать кислород и количеством кислорода в атмосфере, что приводит к появлению в организме избытка молекулярного кислорода, который не был вовлечен в биохимические каскады. Это обуславливает появление и нарастание с возрастом свободнорадикальных групп, которые вовлекаются уже в биохимическую деятельность организма и нарушают нормальный ход большинства биохимических каскадов, приводя к появлению на макроуровне развернутой клинической картины метаболического синдрома, постепенно прогрессирующего с возрастом. В этом стремлении организма снизить потребление кислорода, используя анаэробные источники, можно рассмотреть четкое направление потребления биохимических ресурсов в бескислородной энергетике.

Дело в том, что в начале этого процесса организм начинает с повышенного потребления различных сахаров и утилизирования их в реакциях анаэробного гликолиза, однако слишком высокая концентрация сахара в крови недопустима из-за токсических эффектов. Поэтому при истощении мощностей организма по использованию сахаров, далее естественным образом начинают применяться в качестве анаэробного субстрата и другие биомолекулы (жиры, липиды, фосфолипиды и, наконец, белки). Учитывая тот факт, что биохимическая реализация анаэробного протеолиза, липидолиза и т.д. намного сложнее для понимания, чем реакции обычного анаэробного гликолиза, я, в качестве упрощения, решил в этой главе разобрать тонкости появления и развития метаболического синдрома именно на самой простой форме – компенсаторном увеличении обмена глюкозы или, как его называют клиницисты, сахарного диабета второго типа.

Давайте рассмотрим сахарный диабет 2-го типа как одно из патогенетических звеньев метаболического синдрома, а не как самостоятельное заболевание. Это, так называемый, инсулиннезависимый диабет. «Сахарная болезнь», которую начали лечить со времен открытия инсулина, то есть диабет 1-го типа, это действительно самостоятельное заболевание. Что же касается сахарного диабета второго типа, это очередной механизм адаптации организма, проявляющийся неуклонным повышением уровня сахара в крови с возрастом. Его распространенность велика. Количество случаев выявления диабета второго типа стойко коррелирует с количеством диагнозов «гипертоническая болезнь». Есть повод задуматься – откуда такая закономерность? Так вот. Сахарный диабет второго типа – это фактически первая ступень каскада анаэробной компенсации (теории ЦААКЭБ).

Центральный аппарат приспосабливает организм к существованию в условиях низкого содержания кислорода. Поэтому он изменяет гормональный баланс, кислотно-щелочной баланс, баланс сахаров в крови, чтобы сахара было больше, а среда, соответственно кислее. Этому способствует кислород, которого на самом деле достаточно в атмосфере, а управляющий центр получает информацию о том, что его мало. Под воздействием недоутилизированного кислорода организм еще сильнее закисляется, возникают свободные радикалы, и мы видим развернутую картину метаболического синдрома. Дисгармония в ответных реакциях центрального регулятора приводит к таким последствиям, как увеличение уровня глюкозы в крови.

Как возможно помочь пациенту в данной ситуации? Точно не низкоуглеводными диетами. Во время такой диеты организм получает меньше глюкозы, соответственно, организм начинает извлекать глюкозу из внутренних резервов. В первую очередь страдает печень, потому что из нее начинает интенсивно извлекаться гликоген. Возрастает нагрузка на поджелудочную железу, потому что она должна вырабатывать глюкагон в большом количестве. Надпочечники так же задействованы в процессах компенсации, осуществляя неспецифическую стресс-реакцию на данный усугубляющийся биохимический диссонанс. То есть мы наблюдаем системное истощение внутренних пластических структур. Когда становится понятно, что диета не помогает, – а она не может помочь, потому что организм начинает извлекать сахар из второй сферы (нашего тела), – добавляют в рацион сахароснижающие препараты. По химическому составу и механизму действия они делятся на несколько групп: производные сульфонилмочевины, бигуаниды, тиазолидиндионы, ингибиторы ДПП-4 и др.

Механизм сахароснижающего действия производных сульфонилмочевины заключается в том, что они способны связываться с АТФ-зависимыми калиевыми каналами на клеточных мембранах бета-клеток поджелудочной железы.

Данное взаимодействие приводит к закрытию каналов (то же физиологически происходит при увеличении количества АТФ в бета-клетке при росте концентрации глюкозы в крови). Как следствие, спонтанный выход ионов калия из бета-клеток приостанавливается, положительный заряд внутри бета-клеток нарастает, клеточная мембрана деполяризуется, и это запускает каскад сигналов, приводящий к увеличению выделения и образования нового инсулина. В связи с тем, что данное действие не опосредуется концентрацией глюкозы в крови, производные сульфонилмочевины способны снижать её уровень как при гипер, так и при нормогликемии. И потому при приеме производных сульфонилмочевины всегда есть некоторый риск гипогликемии, что проявляется внезапным чувством голода, дрожью, сердцебиением, нарушением остроты зрения и при более выраженном снижении концентрации глюкозы – дезориентацией и потерей сознания.

Метформин противопоказан при выраженной почечной недостаточности и декомпенсации сердечной недостаточности в связи с риском аккумуляции препарата в организме и риском развитием грозного осложнения лактатацидоза. Метфомин относительно часто вызывает побочные эффекты со стороны желудочно-кишечного тракта (в частности, диарею, реже тошноту), особенно в начале лечения.

Ингибиторы фермента ДПП-4.

Лекарственные средства (глиптины), подавляют действие этого фермента, приводят к увеличению концентрации гормонов кишечника ГПП-1 и ГИП, что, в свою очередь, усиливает выработку инсулина и подавляет выработку глюкагона.

Вся эта борьба пластически истощает человека, он теряет ощущение внутреннего баланса, что приводит к депрессии. Пациенты постоянно думают о диетах, о приеме препаратов, постоянно измеряют сахар, с целью и без. Хотя они не являются истинными диабетиками. Между тем, у пациентов возникает постоянная навязчивая «тяга к сладкому». Это отмеченный клинический симптом, который обусловлен тем, что управляющая система решила переводить общую биохимию организма на анаэробный гликолиз. Соответственно и возникает этот рефлекс.

Ограничение в употреблении сахаросодержащих продуктов малоэффективно, потому как управляющий центр в конечном итоге возьмет верх и начнет извлекать глюкозу непосредственно из органов и тканей организма. Согласно термодинамическим взглядам, безуглеводная диета является губительной практикой для организма в данном конкретном случае. В терминальной стадии борьбы с этими ветряными мельницами некоторым клиницистам приходится даже прибегать к системному введению инсулина. Непонимание сути подобных состояний неизбежно приводит к тому, что организм еще больше изнашивается.

Лечение сахарного диабета 2-го типа должно начинаться с правильной диагностики. Прежде всего, надо оценить центральный кровоток регулирующего аппарата. Если подтверждаются данные о наличии проблем в перфузии головного мозга, необходимо назначить курс реабилитации с коррекцией. Как правило, у подавляющего большинства пациентов, которые прошли полный курс «умной» реабилитации, вместе с нормализацией артериального давления приходит в норму и уровень сахара в крови.

Неотъемлемой составляющей мониторинга состояния пациента является измерение pH крови – таким образом возможно определить, какая энергетическая составляющая – кислород или глюкоза – в большей мере задействованы в обмене, а также оценить, какие процессы преобладают в тканях – аэробные или анаэробные. Уровень pH необходимо оценивать с точностью до сотых долей и в зависимости от времени суток, рациона и прочего… Важно в каких рамках может изменяться значение pH. Это есть доказательная база эффективности комплексной терапии с целью нормализации обменных процессов.

Атеросклероз (Адаптивное состояние второй ступени анаэробной компенсации энергетики организма)

Атеросклероз – это накопление холестерина в стенках сосудов. Механизм развития атеросклеротического поражения сосудов на сегодняшний день достаточно подробно изучен и описан, и мы лишь кратко остановимся на этом моменте.

В норме эндотелий артерии абсолютно гладкий, однородный на всем протяжении, его клетки располагаются плотным слоем, тем самым препятствуя проникновению компонентов крови в стенку сосуда. Однако под воздействием повреждающих факторов эндотелиальные клетки теряют свою непроницаемость и липопротеиды низкой плотности (ЛПНП) начинают проникать в толщу эндотелия, постепенно накапливаясь в нем. Моноциты крови, проникая в субэндотелиальный слой, активируются и становятся макрофагами, которые с упорством поглощают липопротеиды, пока не превратятся в пенистые клетки, которые, накапливаясь и увеличиваясь в размерах, составляют основу растущих бляшек. В дальнейшем происходит разрастание средней оболочки артерии, мышечные клетки начинают мигрировать в эндотелий. Претерпевая сложные изменения, они начинают синтезировать соединительнотканные волокна, которые становятся основой атеросклеротической бляшки. Со временем она увеличивается в размерах настолько, что может перекрыть просвет артерии.

С точки зрения термодинамических взглядов, атеросклеротический процесс, также является адаптационным механизмом организма, но не самостоятельной болезнью. Для того, чтобы понять, что же происходит на самом деле, прежде всего надо правильно перевести само слово «холестерин» с греческого на русский. Это один из основных моментов, потому как сегодня правильный энциклопедический перевод этого термина все чаще подменяется ошибочным толкованием.

Как правило, слово «холестерин» в сознании врачей – это желчь + жиры. А на самом деле, жир это стеатос! А стерос – это «кристалл». То есть холестерин – это в переводе: «кристаллы желчи» или «твердая желчь». Как раз из-за этого недоразумения – неправильного перевода второй части слова, очень часто у врачей происходит перекос мышления в сторону обмена жиров и прочего. Как ни странно, это как раз тот ключевой момент, который дает понимание термодинамики процесса.

Фармацевтические компании разработали такую группу препаратов, как статины, которые путем метаболического блокирования процессов синтеза холестерина в печени снижают его продукцию, после чего снижается его концентрация в плазме крови. Клинического значения это никакого не имеет, поскольку в своей обширнейшей практике я наблюдаю у групп пациентов с высоким холестерином отсутствие атеросклеротических бляшек и, наоборот, с низким холестерином – выраженные бляшки в сосудах. На самом деле, концентрация холестерина в плазме крови с точки зрения клинициста с большим опытом – не значит ничего.

Для чего в печени вырабатывается холестерин? В первую очередь, он необходим для построения мембран всех клеток и для синтеза миелиновых оболочек нервных волокон. Холестерин участвует в синтезе холиевых кислот и из него фактически формируется желчь, которая потом уже в кишечнике участвует в переваривании жиров. Для более глубокого понимания именно феномена атеросклероза нас прежде всего интересует обмен желчи, который состоит из двух этапов. Первый – это выработка первичных желчных кислот, выделение их в кишечник в составе желчи. Смешиваясь с пищей, они доходят до конечного отдела тонкой кишки и в последних двух метрах перед входом в толстую кишку всасываются, уже в виде вторичных желчных кислот, поскольку они по пути прошли обработку микрофлорой и ферментами кишечника. Затем они попадают в кровь и доставляются обратно в печень.

Момент их всасывания и доставки обратно в печень очень важен и интересен. Перенос желчных кислот из последних двух метров кишечника через кишечную мембрану в кровь и далее осуществляется при помощи липопротеидов. Есть первичные желчные кислоты с разными молекулярными массами, они захватываются пептидными комплексами, которые циркулируют в крови. И когда желчные кислоты соединяются с этими пептидами, они получают название липопротеиды разной плотности. На самом же деле мы видим, как это трактуется в лабораторных анализах – там имеются лишь липопротеиды высокой и низкой плотности. Их еще часто называют «плохими» или «хорошими».

С моей точки зрения, сам факт существования подобных названий в медицине, лишний раз указывает на низкое качество системных клинических взглядов по данному вопросу. На самом деле, это целая гамма, линейка липопротеидов разной плотности и разной концентрации. Переносчиком желчных кислот в данном случае является липопротеидный комплекс, а мы говорили, что согласно теории фенотипической адаптации, когда организм начинает сам из себя извлекать недостающую энергию, очень быстро начинают страдать белковые структуры. Организм не берет какие-то одни белки, он берет их отовсюду понемногу. Липопротеиды начинают терять в своем качестве и способности переносить желчные кислоты, особенно на фоне низкоуглеводных диет. Назначенная низкоуглеводная диета для того, чтобы снизить концентрацию сахара в крови, напрямую провоцирует нарушение процесса переноса первичных желчных кислот, потому что сахара в крови становится меньше, что в свою очередь провоцирует управляющий центр извлекать энергию из более сложных, а значит, и более ценных биохимических молекул, например, из белков.

Что же такое – вторичные желчные кислоты? Это та составная часть желчи, которая обеспечивает ее текучесть. Вторичные желчные кислоты не поступают в печень в достаточном количестве, и происходит загустевание желчи в мелких протоках печени и ее общий застой. Печень увеличивается, на УЗИ это определяется как жировой гепатоз, поскольку густая желчь по плотности похожа на жир при ультразвуковом исследовании.

В плазме крови ухудшается качество переносчиков – они хуже захватывают, хуже переносят, хуже отдают в печень. Таким образом, из-за некачественных переносчиков в местах разветвления сосудов при определенной напряженности потока крови, обусловленной повышением АД и ЧСС, холестерин начинает проникать в стенки сосудов и откладываться там в виде бляшек.

Вернемся к статинам. Они назначаются для того, чтобы в крови было меньше холестерина. Это препараты, которые воздействуют непосредственно на печень. То есть снижается уровень выработки холестерина печенью.

При длительном застое желчи в протоках, она проникает ретроградным путем и в синусы печени, ну а далее попадает в кровь.

Это уже вторая стадия процесса – ретроградный заброс. То есть это вынужденная мера – избавление от токсического компонента. При и так уже токсическом поражении печени назначение статинов не просто, неоправданно, но и вредно! Конечно, уровень холестерина в крови упадет под действием статинов, но какой ценой и с какой целью! Если у человека сохраняются здоровые белковые комплексы-переносчики в оптимальном количестве, холестерин даже в высокой концентрации не будет откладываться в бляшках. Если пластическая фаза уже нарушена очень грубо, в таком случае даже при низком холестерине будут образовываться бляшки. Что мы и наблюдаем в клинике. Все зависит от того, насколько исчерпаны компенсаторные возможности организма.

Атеросклероз – это состояние, которое является нарушением обмена желчных кислот вследствие общего сдвига обмена веществ. Это не болезнь, а состояние, которое можно устранить.

Термодинамически-обоснованная тактика исправления сложившейся ситуации выглядит следующим образом. Приходит пациент в клинику, проходит УЗИ сосудов шеи – выявлены атеросклеротические бляшки. Сначала мы должны понять выраженность пластической фазы путем определения уровня и состава холестерина в крови. Если это пациент, у которого высокий холестерин и большие бляшки – это первая стадия; пациент, у которого нормальный холестерин и большие бляшки – это вторая, более сложная стадия. Низкий холестерин с наличием больших бляшек, говорит нам о том, что белки-переносчики уже не могут переносить холестерин, и компенсаторные возможности организма практически исчерпаны. Далее следует измерить pH крови, чтобы выявить корреляцию между общим энергетическим сдвигом и выраженностью атеросклеротических изменений. При низком холестерине и больших бляшках мы отметим общее закисление всех тканей. И наоборот.

Если при УЗИ сосудов шеи или любых других сосудов выявлен хотя бы намек на атеросклеротическую бляшку, то при ультразвуковом исследовании печени, мы в 100% случаев увидим застой желчи, который может выглядеть для специалиста УЗИ как жировой гепатоз. Ключевой момент в лечении данного состояния – это употребление качественной пищи – необходимо восполнить общее белковое голодание. Диета при атеросклерозе должна быть с акцентом на употребление белка, как для спортсменов. Так же дополнительно следует назначать аминокислоты, в том числе парентерально. Второе, в обязательном порядке разгрузить печень от застойной желчи. Для этого существует целый ряд методик, которые мы с вами более подробно обсудим в методологическом разделе.

Важно понимать, что печень отвечает не только за выработку холестерина, но и за выработку соматомедина, а при застое в печени выработка ИФР-1 прогрессивно снижается. Таким образом, печень замыкает порочный круг многоуровневого метаболического синдрома, вырабатывая меньше соматомедина, чем от нее требуется. Это четкий патофизиологический порочный круг.

Итак. Белковый рацион, желчегонные препараты и мероприятия, обязательная нагрузка для усвоения белка, коррекция шеи – восстановление информации для центрального аппарата. Еще раз стоит подчеркнуть: только при разгрузке печени и восстановлении ее функции, начнется восстановление деятельности биохимического реактора в сторону здорового метаболизма.

Атеросклероз вплотную подводит нас к теории критической адаптации и причинам развития низкодифференцированных опухолей вследствие того, что атеросклероз из-за образования бляшек может создавать очаги с низким и очень низким насыщением кислорода. Таким образом, путем применения метода термодинамической дедукции по Бауэру и Путилову, мы можем проследить патологический каскад: артериальная гипертензия – диабет – атеросклероз – онкология. С помощью научно-обоснованной дедукции мы прослеживаем все те опыты, которые проводит сама природа, нам лишь остается найти единое понимание процессов и увидеть картину в целом.

Остеопороз (Нарушение гомеостаза костной ткани)

Что есть остеопороз? Остеопороз, по своей сути, – комплекс изменений фенотипической адаптации, которая была запущена остеохондрозом, то есть это спровоцированное состояние. Что происходит при остеопорозе? Большинство источников, как ни печально, трактуют остеопороз как «вымывание кальция из костей с возрастом». Это такая фраза-маркер, которая в целом характеризует общий уровень клинического мышления. Если продолжить диалог в подобном ключе и спросить, а почему же вымывается кальций, то ответ будет следующий: «вследствие климакса», то есть снижения общего гормонального фона. А что есть гормональное голодание, с точки зрения термодинамики? Это снижение уровня активных гормонов, которые действуют именно в аэробную фазу. Это есть проявление подстройки организма под анаэробное существование. Логическая цепочка следующая: гипоксия – длительная гипоксия – фаза капиллярной регуляции – биохимическая перестройка – ухудшение функции печени – уменьшение выделения СТГ центральным аппаратом – активация макрофагальных механизмов старения в тканях – уничтожение остеоцитов и остеобластов остеокластами – выделение кальция в кровь.

Первое, что назначают пациенту в этой ситуации – это препараты кальция, но это бесполезно по своей сути. Для того, чтобы он усвоился, необходимо наличие остеоцитов, которых становится все меньше. Клинически можно отметить следующий эффект: при приеме абсолютно любых препаратов кальция в избытке, происходит его отложение в стенках сосудов, потому что почки физически не могут вывести такое большое количество свободного кальция. По этой же причине начинает развиваться мочекаменная болезнь. Таким образом, нужен не кальций, а нужны остеоциты, которые сами извлекут его в нужном количестве из повседневного рациона. Согласно термодинамическим взглядам, здесь прослеживается четкая корреляция между мочекаменной болезнью и остеопорозом – причина их одинакова.

Каким образом правильно скоррегировать данное состояние? Абсолютно так же. В первую очередь убрать гипоксию головного мозга и создать условия для постоянной двигательной нагрузки, особенно важна работа мышц, окружающих крупные кости – в них рефлекторно возрастает кровообращение в десятки раз. Только путем средне-силовой мышечной нагрузки можно остановить процесс остеопороза и повернуть его вспять. Так же необходимо отметить эффективность заместительной гормонотерапии, для ускорения перевода биохимических процессов внутри клетки на аэробный обмен. Данная практика активно и очень успешно применяется в Европе, США и в ряде других развитых стран.

Мечников во время своей практики описал гистологические изменения при остеопорозе. Он, будучи талантливым гистологом, еще в прошлом веке увидел и описал процесс поглощения остеокластами остеоцитов. Но, несмотря на это, в наше время еще звучат домыслы о вымывании кальция из костей. Тем самым можно себе представить очередной научный тупик, движение в который начинается еще с медицинских вузов.

Онкология (Критическая адаптация или адаптивное состояние анаэробного режима работы стволовых клеток)

Эта часть носит больше рекомендательный характер. Некий взгляд в будущее. Для начала, давайте вспомним основные постулаты теории критической адаптации – при снижении кровотока в участке мембранной ткани, богатой стволовыми клетками (легкие, кишечник, почка, мочевой пузырь), возникает хроническая ишемия, стволовые клетки отмечают критическое снижение кислорода и начинают бесконтрольное деление в анаэробных условиях. Стоит отметить, что в высокоэнергетичных тканях, таких как мышцы, сердце и др., как правило, не возникают онкопроцессы вследствие постоянного участия достаточного количества кислорода в обменных механизмах. К снижению кровотока и возникновению ишемии как раз приводит атеросклероз, о котором мы говорили в предыдущей части.

Стоит отдельно указать на так называемые «предраки» – субнекротические состояния. Язвенная болезнь желудка, неспецифический язвенный колит, болезнь Крона, лейкоплакия слизистой мочевого пузыря и пр. Есть масса изменений как ишемического, так и хронического воспалительного характера, которые можно классифицировать как предраковые состояния. В таких тканях уже нарушен аэробно-анаэробный баланс. Так что между терминами «субнекротическое» и «предраковое состояние» можно поставить знак равенства.

В зависимости от того, в каком органе выявлена опухоль, в дальнейшем опухолевые клетки где-то быстрее, где-то медленнее, начинают распространяться по всему организму – метастазировать либо лимфогенным, либо гематогенным путем. Если организм находится при этом в фазе низкого анаэробного обмена, в «кислой» фазе, то все это происходит значительно быстрее. Опухолевые клетки начинают адаптироваться к бескислородной среде и начинают поглощать глюкозу. Тем самым возникает кахексия, так как вся энергия тратится на опухолевый рост, а не на поддержание жизнедеятельности. Тем самым возникает очередной патофизиологический порочный круг – и энергии тратится огромное количество, и аппетита у пациента нет вследствие выраженной интоксикации.

В любой ситуации есть такие состояния, после которых невозможна обратная перестройка процессов никаким образом, и так называемые, необратимые состояния. Например, пациенты инсульта боятся меньше, чем рака, но инсульт в 10 раз чаще поражает, особенно ишемический. Это не рак, но это состояние убивает намного быстрее. И если даже при онкологическом диагнозе еще есть какие-либо варианты лечения с тем или иным прогнозом (оперативное лечение, химиотреапия, радиологические методы), то после массивного острого нарушения мозгового кровообращения, как правило, эффективных методов реабилитации уже не существует, мозговая ткань разрушена и управляющий центр поврежден безвозвратно.

Мы постулировали следующее: низкодифференцированный рак – это рак из стволовых клеток. Последние исследования говорят о том, что действительно есть очень много общего по своей структуре у стволовых клеток и клеток низкодифференцированных опухолей. Но по своему обмену они разные, стволовые клетки – аэробные, опухолевые – анаэробные. Фактор, провоцирующий этот переход, нам понятен и подробно разобран в предыдущих главах.

Чем мы можем помочь? Прежде всего, это максимальное защелачивание организма путем перевода обмена веществ в аэробную фазу с помощью биологических регуляторов и кислорода. Естественно, если нарушения в организме достигли такого уровня, что возник онкологический процесс, для выздоровления должны быть применены более значительные силы, чем просто физкультура. Необходимо регулярное системное воздействие, которое будет постепенно переводить организм в аэробную фазу обмена. То есть это и регуляция работы печени и гипербарическая оксигенация, гормонотерапия, коррекция, аэробная нагрузка. Все термодинамически-обоснованные методы. Необходимо замедлить, остановить и повернуть вспять весь каскад патологических процессов. Это возможно только при метаболическом воздействии. С одной стороны, надо все делать постепенно, а с другой, достаточно интенсивно, чтобы пациент не успел погибнуть за время восстановления. Именно поэтому ключевую роль играет раннее выявление онкологического процесса, ранняя диагностика. Чем раньше поставлен диагноз, тем проще целенаправленно восстановить метаболические процессы до нормы.

Необходимо отметить, что производить весь этот комплекс мероприятий надо на основе научных достижений современной онкологии! Без грамотной «умной» реабилитации в послеоперационном периоде мы часто отмечаем у пациента рецидив онкологического заболевания даже после блестяще выполненной операции. Нужен системный подход, и тогда лечение будет давать результат. Мы понимаем, что онкологический пациент, это пациент уже с глубокими предшествующими метаболическими нарушениями организма. Чаще всего, это пожилые пациенты. Возрастной рак. И как мы можем надеяться на успех лечебного воздействия, если мы не поворачиваем эту биохимическую машину вспять?

Нужно соблюдать этапность лечения – после лечения в онкологическом стационаре отправлять пациентов на комплексные реабилитационные мероприятия, направленные на восстановление нормального метаболизма с целью профилактики рецидивирования.

Что касается патогномоничного метода лечения низкодифференцированного рака, то здесь целесообразно поставить задачу биохимикам. Необходим препарат, который будет доставлять кислород в избыточном количестве в опухолевую ткань, не накапливая при этом свободных радикалов в тканях. Возможно, в ближайшем будущем будут разработаны микрохирургические методы, с помощью которых по сосудам можно будет подводить кислород непосредственно в опухоль.

Итак. Если процесс еще не дошел до терминальной стадии – кахексии, то все возможно, в том числе и победить низкодифференцированный рак. При любом возрастном онкологическом процессе необходимо заниматься комплексным системным длительным и поэтапным разворачиванием биохимической машины в сторону аэробной фазы. Все это надо делать постепенно под строгим лабораторным контролем, иначе мы можем получить отрицательный эффект свободно-радикального окисления от избыточного поступления кислорода. Надо понимать, насколько долго организм перестраивал все свои процессы, чтобы дойти до критической адаптации. Соответственно и в течение длительного времени будет проводиться реабилитация, пока мы замедлим процессы, пока остановим, пока развернем, пока закрепим эффект. Нет никакого «чудодейственного средства» кроме большой совместной длительно системной работы как врача-реабилитолога, так и, в первую очередь, самого пациента.

Старение (Прогрессирующее нарушение макрофагально-стволового баланса во всех тканях организма)

«Организмы живы только до тех пор, пока не прекращается материальный и энергетический обмен между ними и окружающей их биосферой».

В.И. Вернадский

Современный взгляд на проблему таков, что старение – это естественный процесс, который происходит в течение семидесяти, в лучшем случае 100 лет, после чего человек перестает существовать – он должен, он обязан умереть, и с этим ничего не поделаешь. Мол, так устроена природа, это ее цель и необходимость. Мы со всем этим молчаливо соглашаемся, со всем этим и живем.

Какие успехи нынче уже достигнуты современной медициной в увеличении продолжительности жизни? В среднем на двадцать лет увеличилась продолжительность жизни на планете. Больших успехов не наблюдается. В ХХI-м веке продолжительность жизни в сто лет считается казуистикой. Хотя все время, сколько себя помню, в эфире постоянно возникают заявления о том, что ученые выявили тот факт, что человеческий организм рассчитан на сто двадцать лет, потом на сто сорок, потом на двести лет… Какие ученые? Где эти ученые? На основании чего они выявили? Где эти примеры, когда люди живут по сто сорок лет? Каким образом они доказали, что организм рассчитан на сто сорок лет? А продолжительность жизни как была сто лет, в лучшем случае, так максимально и остается. Большинство людей ограничивается семьюдесятью годами, а средняя продолжительность жизни на земном шаре пятьдесят пять лет, что конечно, недопустимо.

Однако не совсем корректно оперировать такими понятиями как «средняя продолжительность жизни на планете». Это все равно, что «средняя температура пациентов в больнице». Потому как есть демократическая республика Конго или Бангладеш, и там будет одна продолжительность жизни, без воды еды и в нищете. Есть развитые Германия или Япония, с передовыми научными достижениями и экономическим ростом – там будет совсем другая продолжительность жизни. Продолжительность жизни индивидуума напрямую связана с уровнем экономического развития региона, в котором этот индивидуум проживает. Мы видим, что в странах с развитой экономикой, в связи с благоприятными условиями, продолжительность жизни будет значительно выше, чем в развивающихся странах. Именно из-за условий: воды, еды, климата, численности населения, доступности и качества медицинской помощи. Но не из-за научного прорыва! Если бы был научный прорыв, тогда бы люди жили и по пятьсот-шестьсот лет, и средняя статистика была бы совершенно другой, даже учитывая бедные страны. Глубокая тайна природы, не известная доселе, должна быть раскрыта!

Сила термодинамики в том, что она дает возможность найти ответы на поставленные вопросы. Понять, что делать, и поняв, уже применять «систему продолжения жизни». Специальные теории, которые мы раньше обсуждали, дают такую возможность, – увидеть направление, в котором надо работать, экспериментировать и постепенно добиваться результатов.

Безусловно, сегодня медицина добилась определенных успехов в лечении многих, так называемых, «заболеваний». И эти успехи в определенной мере продлевают жизнь. Неоспоримы достижения современной онкологии – ранняя экспресс-диагностика, многокомпонентная химиотерапия, нервосберегающие методики при оперативных вмешательствах, успехи радиационной медицины. Атеросклероз можно привести в пример, сейчас уже стараются предупредить инфаркт и инсульт при помощи малоинвазивных сосудистых вмешательств.

Но конкретных технологий, моментов понимания, как продлевать жизнь до ста, двухсот, трехсот лет – пока нет. Более того, все воспринимают неизбежность смерти таким серьезным образом, что никто уже и не занимается вопросами продления жизни. Ученые перестали мечтать, а это всегда плохо. Ученые должны мечтать, только тогда будет результат!

Как говорил Эйнштейн: «Главное, это не знание. Главное – это воображение!». Мы уже упоминали в теоретическом разделе о том, что никаких физических ограничений продолжительности жизни нет и быть не может. Если к организму подводится энергия, тепло и питание, он может и должен жить сколь угодно долго. С точки зрения термодинамики, организм стареет и впоследствии умирает от искажения информации, получаемой центральным аппаратом. Из-за конфликта между синтезирующей и разрушающей сферой.

Что мы можем предложить, основываясь на термодинамических принципах?

Для того, чтобы добиться реальных результатов в увеличении продолжительности жизни, главное осознать то, что организм – это самообновляющаяся вечная машина при соблюдении определенных условий: внешние комфортные условия, пища, режим бодрствования и отдыха. Второе необходимое условие – все узкие места, через которые передается информация, начиная от шеи и заканчивая работой гипофиза, печени и пр. с возрастом должны контролироваться и корректироваться, чтобы организм правильно функционировал, и не было бы дисбаланса со стороны всех термодинамических сфер. Этот очень сложный термодинамический механизм нужно постоянно поддерживать. Для этого эволюцией был изобретен такой инструмент как разум.

Биология не может себе помочь изнутри. Какова же практика? Центральный аппарат должен получать достаточное количество кислорода. Нужно контролировать уровень регуляторов метаболизма и, если он падает, пополнять их, контролировать работу печени и баланс питательных веществ, пополнять недостаток кислорода в тканях путем гипербарической оксигенации. Для того, чтобы человек не старел как можно дольше, необходим системный подход и целый комплекс мер. Конечно же, необходим постоянный лабораторный контроль. Это, прежде всего, уровень pH крови, уровень гормонов, регуляторов метаболизма. Оценивать функцию печени не только по плазме крови, но еще и МРТ, УЗИ. Надо разрабатывать именно практические рекомендации «Как поддерживать молодость».

Нужно проводить очень большую работу по изменению психологии. По контролю негативных эмоций, дабы блокировать тот атавизм, который нам достался от животных. Воспитательная работа нужна по привитию «термодинамического комплекса мер для сохранения молодости». Со временем это можно будет создать в виде программы, которую будут применять, например, раз в месяц, чтобы поддерживать свою молодость. И человек будет оставаться молодым намного дольше, в разы. Ему сто лет, а выглядеть будет на тридцать. С другой точки зрения, те люди, которые уже постарели на момент появления наших разработок, смогут повернуть процесс старения вспять и омолодиться. В этом ключе постаревший организм нужно воспринимать именно как больной, поскольку старение – это и есть истинная болезнь, согласно термодинамической биологии. Если мы до этого говорили, что болезни – это состояния, то тут наоборот – «естественное состояние старения» и есть истинная болезнь! Вот в чем парадокс современной науки. Дисбаланс между работами термодинамических сфер – вот что такое болезнь. Болезнь она одна – старение. А всё остальное, – это состояния адаптации, которые провоцирует эта болезнь.

Еще раз коснемся апоптоза. Что есть апоптоз? Это планомерный переход клетки из аэробной фазы в анаэробную. И в какой-то момент критической адаптации она распадается на апоптозные тельца, которые поглощают макрофаги – вот в чем смысл апоптоза. Но если апоптоз это запрограммированная смерть клеток, тогда у ребенка, который не стареет, а развивается, не должно быть апоптоза? А на самом деле, у ребенка апоптоз еще более выражен, чем у взрослого, потому что у него обмен клеточной массы намного выше. У ребенка прекрасно работают стволовые клетки, отвечающие за синтез.

Старение – это прогрессирующий дисбаланс в связанной и гармоничной работе трех сфер и механизма самообновления.

Если говорить конкретно об омоложении, надо сместить баланс в сторону синтеза, путем применения барокамеры и повышения уровня регуляторов синтеза под лабораторным контролем. С точки зрения науки и понимания физики процессов, я не вижу нарушений термодинамических принципов. Единственное глубокое противоречие, которое со временем обществу будет необходимо преодолеть, когда постепенно эти методы внедрятся в жизнь людей – это психологическое противоречие. Потому что все привыкли, что нужно умирать в семьдесят лет. Хотя биология подразумевает и предлагает совершенно иные возможности.

6. Методология термодинамического воздействия на организм

Что есть методология термодинамического воздействия?

Мы понимаем, что организм – динамическая система, у которой есть вход и выход. Вход на уровне стволовых клеток, где осуществляется бифуркация путем деления по теории Пригожина. Выход осуществляется через макрофагальную систему распада. Соответственно, меняя внешние условия на входе и/или на выходе, мы можем воздействовать на процессы в самой системе. Так же можно, не меняя баланса сил на входе в систему, изменить, например, сами свойства биовещества (например, изменить информационную суть организма, введя внутривенно коктейль из центральных биорегуляторов).

Проще и эффективней поменять физические условия именно на входе в систему, потому что потом выход отработает условия в автоматическом режиме. Однако методы термодинамического воздействия на организм настолько разнообразны, что, составляя системные протоколы для лечения с их помощью различных заболеваний, мы имеем возможность применять в разных пропорциях сочетание таких факторов как баланс сил на входе в систему, изменение условий выхода из системы, а также изменение информационного состояния самой системы.

Кинезиотерапия (Физическая нагрузка)

«Мышцы – это не мотор и даже не локомотив, мышцы – это сложнейший орган, ведающий многими важнейшими функциями организма. Назову лишь некоторые из них – это организация и управление, это чувствительность, интуиция, а возможно, и интеллект».

И.М. Сеченов

Комплекс мер, направленный на восстановление организма, называется реабилитацией. В современной медицине разные научные школы используют одни и те же понятия в различном значении. Например, в здравоохранении термин «реабилитация» некоторыми специалистами трактуется как сугубо медицинская задача, а другими как комплекс медицинских, психотерапевтических и социальных задач. И наоборот, при использовании различных терминов ставятся тождественные задачи. Например, «восстановительное лечение» и «медицинская реабилитация».

Комплекс мероприятий, проводимый в нашей клинике, я называю «умной реабилитацией». В методологическом разделе мы с вами раскроем скрытые доселе нюансы методов воздействия на организм человека, основной целью которых является продление жизнедеятельности, как на микро, так и на макроуровне. Эти методы направлены на синтез и сохранение АТФ в организме и обеспечивают накопление кислорода, оптимальную циркуляцию крови, эффективный капиллярный кровоток и повышение адаптивных возможностей организма в аэробных условиях и т.п.

Общая цель всех термодинамических методов коррекции гомеостаза – создание благоприятных условий для регенерации и восстановления организма. Это возможно реализовать путем постоянного поддержания положительного баланса АТФ, перевода организма из анаэробной фазы обмена в аэробную. Все методы, которые приводят к подобным эффектам можно считать термодинамически-обоснованными.

Одним из самых действенных методов является физическая нагрузка или кинезиотерапия. Никто не будет спорить, что регулярная физическая активность полезна для организма. Как, кто и когда это доказывал – доподлинно неизвестно. Это некая аксиома современного мышления. Спорт – равно здоровье. Только сразу следует отметить, что не профессиональный спорт, а любительский. Почему это полезно? Спросите у любого врача, и он вам ответит – улучшается кровоток, микроциркуляция. Второй момент, который отмечают медики: чем больше развита мышечная масса, тем меньше жировой ткани. Однако здесь есть противоречие. Некоторое количество жира необходимо в организме для депонирования жидкости. Когда истощен запас жиров, начинается «сушка», а это вредно для организма, потому что с жиром уходит вода. Вода – это лучший биохимический растворитель, без него не обходится ни одна реакция в организме. Один из самых сильных и выносливых зверей – медведь, у него идеальное сочетание мышечной и жировой массы, и, несмотря на свою массу, он может развивать большую скорость. Так что жир – это такой же необходимый компонент как белки, углеводы и микроэлементы.

Приведем еще один интересный парадокс. С одной стороны, медицинское сообщество говорит, что упражнения это очень полезны, а на практике мы сталкиваемся с ограничением врачами физической нагрузки пациентам с хроническими заболеваниями и, особенно, пациентам пожилого и старческого возраста. Те же терапевты, неврологи, кардиологи резко ограничивают физическую нагрузку. То есть, если ты молод и здоров – пожалуйста, занимайся. А если больной и старый – то ляг и готовься… Вот в чем диссонанс. Врачи смотрят не просто индифферентно на физическую нагрузку, а еще и негативно. Кардиологи «старой школы» с большим энтузиазмом назначали полтора-два часа ходьбы на свежем воздухе в качестве профилактики рецидивов. Сейчас, наверно, лишь единицы могут дать такие рекомендации.

В качестве еще одного примера можно привести ситуацию, когда мужчинам с какой-либо сердечно-сосудистой патологией рекомендуют резко ограничить сексуальную жизнь как раз из-за повышенной физической нагрузки, дабы не провоцировать риск инфаркта. Что само по себе в корне ошибочно, так как приводит к депрессии и неврозам, которые, в свою очередь, и являются провоцирующими факторами прогрессирования заболеваний. Так же нужно учесть выраженность гормонального фона, напрямую связанного с половой активностью: это и уровень тестостерона и дофамина, серотонина и прочих необходимых биологических субстанций.

Почему это происходит? Почему врачи недооценивают неоценимый вклад физической активности у возрастных пациентов? Потому что им никто внятно не объяснил, что влечет за собой физическая активность. Если мы в очередной раз обратимся к трудам Доброборского, то он отмечал, что, когда организм активно тратит АТФ, тогда он его и активно синтезирует, и аккумулирует внутри клеток. Движение – есть активная растрата АТФ. Если человек получает постоянную дозированную физическую нагрузку в течение часа-полутора, организм начинает намного более активно синтезировать и запасать АТФ. То есть настала пора начать аккумулировать энергию.

Итак, при физической нагрузке, организм как биохимическая машина, начинает отмечать нехватку АТФ. АТФ нужно срочно синтезировать. Повышается частота дыхания, чтобы добавить кислорода и увеличить аэробный обмен, раскрываются максимально все капилляры, чтобы задействовать максимальное количество клеток в этом синтезе. В клетках мышц начинает синтезироваться АТФ и запасаться в органеллах. Это эндогенный АТФ. Здесь необходимо заострить внимание на следующем ключевом моменте: если у человека резко прекратить нагрузку во время занятий, уже после накопления АТФ, его запас пойдет на восстановление внутренних структур. Фактически, за счет этой энергии может и будет происходить усиление регенерации во всех органах и тканях.

Понимание этого процесса способствует разработке методических рекомендаций по применению физической нагрузки абсолютно каждому пациенту с наличием хронических заболеваний. Моя задача заключается в том, чтобы пояснить медицинскому сообществу «на пальцах», какую пользу можно извлечь, казалось бы, из элементарных, простых вещей. И самое главное, вся доказательная база уже есть непосредственно в природе, в нашей среде обитания. Обратите внимание на аналогию: смена ритмов в природе – сон и бодрствование живого организма. Человек целый день тратит энергию – двигает руками и ногами, ведет бурную умственную деятельность: в дальнейшем, головной мозг отключает его сознание и переводит организм в лежачее положение, чтобы не бороться с силой тяжести. Гипоталамус, в свою очередь, перед сном повышает в крови уровень соматотропного гормона, тем самым, запуская биохимические процессы в организме, направленные на регенерацию. Таким образом, создается идеальный режим, чтобы АТФ была использована на пластические, регенеративные процессы во время сна. Именно поэтому физическую нагрузку для «восстановления» (например, прогулка в течение часа), желательно давать организму перед сном, соблюдая правило: последний прием твердой пищи должен быть не позднее, чем за два часа до сна, чтобы накопленная энергия не тратилась полностью на пищеварение. Вот в чем биохимический смысл этого совета.

Понимание этого приходит через осмысление работ Доброборского.

Если раньше врачи лишь отмечали положительный эффект, наблюдали его и описывали, то теперь появилась возможность его термодинамически обосновать. Ведь что такое сам по себе сон? Сон – это не что иное, как выключение сознания, выключение любой внешней физической активности, выключение борьбы с силой тяжести с целью восстановления внутренних органов, «молекулярные биохимические машины» которых служат для вырабатывания энергии.

Если же человек на отдыхе лежит и не двигается, то полноценного отдыха у него не получится, у него не будет достаточного запаса АТФ. Его надо наработать! Нужно ходить, плавать, бегать и т.д. Особенно перед сном. Алгоритм: умеренная физическая активность – резкое прекращение – прием жидкости – полноценный сон. Это идеальный вариант. Тогда максимальное количество АТФ пойдет на восстановление. Теоретически, если со временем будет открыта пролонгированная молекула АТФ и появятся способы ее доставки в клетки, необходимость во сне фактически отпадет, вследствие чего значительно возрастет производительность труда без ущерба для здоровья.

Что касается самих физических занятий. Когда мы применяем физические занятия на практике, мы должны понимать, что сама по себе физическая активность полезна на фоне дыхательной гимнастики и дыхательных упражнений до и после. Это очень важный момент. Необходимо сначала насытить организм кислородом и только затем приступить к упражнениям. Тогда процесс синтеза АТФ будет наиболее эффективен. Каким образом осуществлять контроль дозирования физической нагрузки? Здесь мы исходим из того, что компенсаторные пределы у каждого человека сугубо индивидуальны. Невозможно их знать заранее. Следует начинать со средне-минимальных нагрузок, поскольку мы имеем дело с пожилым больным организмом. Оптимальным вариантом является сочетание средней статической и средней аэробной нагрузками в течении 1,0–1,5 часа. Учитывая тот факт, что у хронического пациента, как правило, истощены белковые структуры, малое количество пластического материала, и он не такой качественный, необходимо на фоне физических упражнений дать организму легкоусвояемый пластический материал – высоко-усваиваемые аминокислоты, которые легко растворяются и всасываются в кишечнике без лишних затрат энергии на расщепление. Следует обеспечить минимум работы для энзимов и кишечной мембраны для всасывания.

Главное, что стоит запомнить и усвоить – это то, что регулярная мышечная активность дает положительный баланс АТФ при соблюдении определенных условий: дыхательная гимнастика, режим занятий, режим сна и отдыха, режим питания. Еще одним немаловажным сопутствующим условием аккумуляции АТФ является прохладный душ после физических занятий. Во время занятий биохимический реактор разогревается, и чтобы охладить себя, он должен впоследствии потратить энергию. Чтобы сэкономить эту накопленную энергию мы можем ему помочь остыть с помощью прохладного душа. Так же можно подышать прохладным воздухом 5–7 минут с теми же целями. Тогда мы получаем максимальный КПД после занятий. И еще один фактор, помимо кислорода: в любом случае для накопления АТФ нужна глюкоза, поэтому за два часа перед занятиями необходимо поесть, дабы загрузить углеводами организм. Это уже давно рекомендуется многими специалистами в области спорта и значительно усиливает общий эффект от физической нагрузки.

Таким образом, алгоритм занятий в реабилитационном зале (не путать с ежедневной легкой нагрузкой перед сном!), выглядит следующим образом: употребление в пищу продуктов, богатых углеводами и аминокислотами за два часа до начала занятий, затем дыхательная гимнастика, затем час-полтора умеренной физической нагрузки, потом подышать прохладным воздухом 15 минут, ополаскивание в прохладном душе с гигиеническими целями. После, если это вечернее время – сон, если дневное – отдых (лучше со сном). Это пример оптимального, термодинамически-обоснованного, режима физической нагрузки для пожилых людей.

Отдельно необходимо отметить, что посещение бани или сауны после занятий в реабилитационном зале – нецелесообразно с точки зрения сохранения АТФ, так как после перегрева, большая часть его потратится на охлаждение организма, а не на восстановительные процессы.

В будущем появятся «термодинамические залы реабилитации», занятия в которых будут проходить в разы эффективнее при условии использования повышенного давления воздуха внутри помещения и поддержания при этом оптимальной температуры воздуха на уровне 19–21 градуса Цельсия. При таком режиме и в таком зале АТФ будет накапливаться максимально эффективно. При всем этом не следует забывать, что приведенные инструкции имеют силу только при условии соблюдения «чистоты информационной передачи» между мембранами и управляющим центром, а как этого добиться, мы рассмотрим в следующей главе.

Приведенные выше рекомендации показаны подавляющему большинству лиц пожилого и старческого возрастов, пациентам с наличием хронических заболеваний, а также для эффективной и безопасной реабилитации после курсов лечения онкологических заболеваний.

Коррекция (Восстановление кровотока по позвоночным артериям и венам)

Коррекция – это методика, напрямую влияющая на передачу информации от мембран к центру.

Информация в продолговатый мозг приходит не только с мембран, но и из внутренних сред и органов. При нарушении адекватной проводимости некачественная информация с мембран приходит не только о состоянии окружающей среды, но и о внутреннем состоянии организма. Коррекция – это абсолютно неотъемлемый компонент в комплексе термодинамически-обоснованных методов реабилитации, так как с помощью нее восстанавливается дуплексный (двухканальный) режим передачи информации – внутренний и внешний.

Коррекция есть атравматичное поэтапное аккуратное восстановление кровотока по позвоночным артериям и венам. Вследствие воздействия на мышцы шеи и корректировки положения позвонков происходит освобождение кровотока в стволе мозга от остеохондротической или посттравматической блокировки. Основной эффект – это восстановление питания ствола мозга в полном объеме. После сеансов коррекции нормализуется артериальное давление, уменьшается нагрузка на сердце, соответственно снижается риск возникновения инсультов головного мозга и инфарктов миокарда.

Суть методики состоит в следующем: после выявления гипертонуса мышц шеи, его устраняют путем давления на мышцы в сагиттальной плоскости, которое осуществляют большим пальцем руки на затылочно-позвоночные мышцы, а также на мышцы, расположенные между поперечными отростками, до наступления у пациента расслабления. Далее проводят тракцию мышечно-связочного аппарата шеи путем принудительного поворота в разные стороны и сгибания головы, при этом угол поворота в начале занятий составляет 10–15 градусов, далее его увеличивают, достигают за цикл занятий до 90 градусов, что предупреждает повреждения мышечно-связочного аппарата и смещение позвонков.

Коррекция прекрасно сочетается с физическими упражнениями. Если ее выполнить сразу после окончания занятий в реабилитационном зале на еще разогретом организме, то накопленный кислород вызовет еще больший эффект на центральный регулятор. В головной мозг придет информация о наличии запаса АТФ и таким образом восприняв, что в организме имеется запас энергии, мозг активирует ряд пластических функций для регенерации внутренних органов и тканей. Если человек занимается в зале на фоне зажатых или частично закупоренных сосудов шеи, то без последующей коррекции мозг не получит точной информации о количестве АТФ. В таком случае пластические процессы будут запущены не в полной мере, а оставшийся АТФ будет задействован в накоплении избыточной жировой массы.

Дыхательная гимнастика тоже прекрасно коррелирует с коррекцией, поскольку позволяет существенно улучшить доставку кислорода к альвеолярной мембране, а, следовательно, и в кровь, и в управляющий центр.

Выполнение коррекции после термических процедур, таких как баня и сауна, так же оказывает положительное воздействие на организм, так как при получении информации о накопленном количестве АТФ, центральный регулятор запускает пластические процессы.

Отметим, что такой прогрессивный метод лечения как гипербарическая оксигенация (о котором мы будем говорить в отдельной главе), применяемый на фоне проблем с проходимостью сосудов шеи, может быть не только неэффективен, но и вреден! Накопление необъективной информации в центральном регуляторе через ряд биохимических каскадов, снижающих мощность «биохимического реактора», повлечет за собой накопление свободных радикалов во всем организме, так как свободные радикалы – это и есть побочные продукты, которые возникают из-за накопления недоутилизированного кислорода.

Что касается внешней стимуляции обменных процессов биологически активными субстанциями, такими как СТГ, ИФР-1 и другими – только на фоне полноценного кровотока ствола мозга имеет смысл применять эту методику, поскольку на фоне нарушенных информационных каналов большие дозировки ИФР-1 могут спровоцировать неопластические процессы. Организм начнет вырабатывать антитела против соматомедина, что и происходит на практике. То есть организм, получая неверную информацию, начинает снижать продукцию СТГ, ИФР-1 и других биорегуляторов с целью снижения аэробного метаболизма в пользу повышения анаэробного. В управляющий центр приходит информация об отсутствии снижения этих веществ из-за введения их извне, вследствие чего он запускает реакцию иммунного подавления центров выработки этих веществ (гипоталамуса, гипофиза и печени).

Итого, в плане сочетания с другими термодинамическими методами восстановления можно обоснованно утвердить: «Коррекция всему голова»! Коррекция уникальна тем, что методологически очень проста, она прицельно бьет по узким местам; освобождая и расширяя сосуды, она улучшает кровоток и способствует оперативному поступлению информации в мозговой управляющий центр. Сам сеанс выполняется ровно две минуты. Бывает, человек приходит в клинику в прединсультном состоянии и, после выполненной коррекции, сразу оживает: кожные покровы розовеют, нормализуется артериальное давление, уменьшается частота дыхания и пульса.

Метод термодинамичен, высокоэффективен и прост. Это метод, который напрямую влияет на качество жизни пациентов и ее продолжительность.

Гипербарическая медицина

Одним из перспективных направлений восстановления является гипербарическая медицина. Существуют два основных метода применения избыточного давления – непосредственно гипербарическая оксигенация с использованием чистого кислорода и гипербария с использованием атмосферного воздуха.

Гипербарическая оксигенация – это методика «скорой помощи», дающая быстрый и массивный эффект, однако данная методика требует строгого контроля как по времени воздействия, так и по давлению в камере. Для предупреждения возможных осложнений, необходимо лабораторное мониторирование анализов крови до сеанса и после него, дабы не допустить появления свободно-радикальных групп, которые могут нарушить мембранную функцию клеток, работу калиево-натриевой помпы и АТФ-синтетазы.

Когда может возникнуть эта вредная составляющая гипербарической оксигенации? Тогда, когда метаболический реактор находится на пределе своей функции, то есть когда организм не может усвоить больше кислорода, чем мы ему подаем. В таком случае, при повышении концентрации кислорода в тканях мы только увеличим количество свободно радикальных групп. Поэтому гипербарическую оксигенацию в обязательном порядке следует сочетать с употреблением антиоксидантов. Для того, чтобы правильно подобрать режим оксигенации и сопутствующие этому режиму антиоксиданты, необходимо мониторировать pH крови, газы крови и другие важнейшие показатели метаболизма.

Воздействие окружающего воздуха при давлении от полутора до трех атмосфер – гипербария – так же влияет на насыщение тканей кислородом, но в отличие от применения чистого кислорода, токсический эффект гипербарии сведен к минимуму.

Использование воздуха под давлением на организм можно применять комплексно в качестве длительной реабилитационной практики.

Надеюсь, будут созданы «термодинамические залы» – это герметичные изолированные помещения около 200 м2, с наличием полного спектра реабилитационных тренажеров для всех мышечных групп. В таком зале должна быть предусмотрена возможность поддержания избыточного давления воздуха от одной до трех-четырех атмосфер, без использования кислорода в чистом виде. Также важно постоянно поддерживать оптимальную температуру воздуха в зале, чтобы достичь максимально эффективного метаболизма в тканях. Технологически это абсолютно реально исполнить, необходимо только осознать и сделать.

Таким образом, мы имеем два метода – гипербария воздухом для постоянной комплексной реабилитации и гипербарическая оксигенация чистым кислородом в качестве экстренной высокоэффективной меры воздействия на фоне приема антиоксидантов. Гипербария идеально сочетается с физической нагрузкой. Оксигенацию лучше применять как отдельный метод, перед ней необходимо позаниматься в зале и выполнить коррекцию. Ранее, перед гипербарическим лечением, не уделялось должное внимание коррекции мышц шеи и не обеспечивался нормальный кровоток в головном мозге, поэтому гипербарическая оксигенация и не давала того эффекта, который был заложен в принципах этой методики.

Следует учесть, что при использовании метода гипербарической оксигенации необходимо повышать в организме уровень метаболических регуляторов. Если говорить о ревитализации, о повороте обменных процессов в сторону регенерации тканей, важно учитывать динамику уровня соматомедина в крови, чтобы контролировать количество его введения на фоне постепенного насыщения ее кислородом. И не стоит забывать, что организм перестраивался на анаэробный обмен долгое время, и долгое время нужно будет затратить, чтобы вернуть его к нормальной работе в аэробной среде. Организм не будет сразу отказываться от тех реакций, которые с таким трудом выстрадал. Не исключено, что отдельным пациентам придется провести длительное время в условиях гипербарии, принимая антиоксиданты. В перспективе просматривается очень эффективный режим восстановления – это обычный сон в условиях гипербарии 1,8–2,0 атмосфер и при прохладной температуре. При этом будет максимально выражена анаболическая фаза сна.

Итак. Гипербария прекрасно сочетается с физическими упражнениями. Обязательно проводите коррекцию мышц шеи до сеанса. Стимуляция гормонами (соматомедин, тестостерон) так же очень эффективна на фоне гипербарии. Пластические процессы будут активней на фоне оксигенации, что обуславливает дополнительное введение в рацион аминокислот и пептидных комплексов.

В 1986–1987 гг. на базе Южного отделения НИИ Океанологии им. Ширшова в г. Геленджике был проведен уникальный по своей сути эксперимент, направленный на исследование реакций человеческого организма в условиях пребывания в среде сверхвысокого давления – до 35 атмосфер. Научным руководителем экспериментальных работ был потрясающий ученый и организатор А.М. Генин, профессор Института Медикобиологических проблем (ИМБП). Испытателями являлись научные сотрудники ИМБП и научные сотрудники и водолазы Южного отделения НИИ Океанологии. От ИМБП, главным образом, сотрудники лаборатории И.П. Полищука и клинического отдела. Схема эксперимента была такова. Азот воздуха заменяется на неон. Это достаточно тяжелый инертный газ. Но, в отличие от азота, без наркотического эффекта. Планировалось достижение давления 25–35 атмосфер. При этом плотность газовой среды примерно такая же, как в гелиокислородной среде при давлении 100–150 атмосфер. Это соответствует глубине 1,0–1,5 км. При достижении давления 25–35 атмосфер и экспозиции около 5 часов, из барокамеры можно выйти не раньше, чем через неделю, а реально, не раньше, чем через две недели. Столько требуется для периода медленного снижения давления – декомпрессии. При быстром снижении давления с кровью будет то же, что с теплой бутылкой шампанского при ее открытии.

Комментарии старшего научного сотрудника ИМБП МЗ СССР Т.Ю. Гусейнова:

«Планировалось достижение 35 атмосфер. В связи со штатным течением эксперимента и пожеланиям экипажа «Шара» давление подняли до 40 атмосфер. Впервые в мире было показано, что даже при такой плотности газовой среды дыхание и работа возможны. По настоящее время этот рекорд остался непобитым. Ребята подготовили почву для последующего длительного эксперимента при меньшем давлении. Это был потрясающий день. Была гордость за ребят и всех нас. У меня и сейчас перед глазами картинка: «Ребята «повесили» лист бумаги в атмосфере «Шара», и он, как в воде, висел и не падал. Зрелище фантастическое и противоестественное».

Термическое воздействие

Издавна воздействие высокой температуры в сочетании с повышенной влажностью на организм человека олицетворяло собой избавление от множества болезней и общее оздоровление души и тела. Воздействие пара и горячей воды, обильное потоотделение, появляющееся в процессе «парки» стимулируют работу выделительной системы кожи и тем самым помогают организму избавиться от токсинов и растворенных шлаков, с одной стороны. С другой стороны, которая еще более интересна, баня есть классический пример термодинамического воздействия со всеми вытекающими эффектами. При нагреве тела человека повышается его пульс, расширяются сосуды в верхних кожных покровах. Человеческое тело начинает бороться с внешним притоком тепла, чтобы сохранить постоянную внутреннюю температуру органов. Включаются биологические механизмы терморегуляции тела, а это неизбежно сопровождается усилением кровотока и учащением дыхания.

Чем выше влажность в помещении, тем сложнее испариться воде. Тем сильнее организм чувствует температуру. Согласно термодинамике, чем более сухой и горячий пар в помещении, тем быстрее тепло проникает в организм и запускает синтез АТФ. Но тут есть один интересный момент. Организм пытается избавиться от перегрева путем испарения влаги, поэтому, если мы в сухой сауне добавим влажности при меньшей температуре – то есть создадим условия русской бани, то накопление АТФ будет происходить более эффективно.

Сухая сауна хороша для тренированного организма, который подготовлен к резким перепадам температуры и может быстро реагировать на уровне капиллярного русла, то есть когда организм сразу выделяет достаточное количество воды в ответ на термическое воздействие. Русская баня хороша тем, что, варьируя влажность, возможно стимулировать процесс потоотделения у людей, недостаточно подготовленных к подобного рода мероприятиям. В данном случае, АТФ-синтазная помпа запускается быстрее и эффективнее.

Русская баня позволяет малыми усилиями запустить процесс накопления АТФ. Ощущение «пара до костей» основано именно на массовой выработке эндогенного тепла вследствие резкого выброса АТФ. Чтобы удержать накопленный АТФ внутри организма и усилить пластические процессы, необходимо сразу, выйдя из парилки, резко, кратковременно, охладить все тело снаружи – например, упасть в снег или облиться ледяной водой. Далее следует постепенное внутреннее охлаждение – нужно подышать прохладным воздухом в течение 2–3 минут. Это очень важный и высокоэффективный момент. То ощущение, когда ты вышел из парилки, обтерся снегом, подышал прохладным воздухом, уже в доме выпил пару глотков прохладной жидкости – то есть помог охладиться организму не за счет внутренней энергии, а за счет внешних факторов, – это и есть «новое рождение», ощущение из-за подъема уровня пластических процессов восстановления внутри организма. Именно сочетание всех вышеперечисленных факторов позволяет добиться положительного эффекта.

В идеале в бане должна быть снежная комната на летний период. Если требуется еще больший эффект от бани, нужно совсем немного перед «парилкой» позаниматься, чтобы только раскрылись капилляры в мышцах. Вот термодинамическое обоснование оздоровительного эффекта русской бани. Что касается физической нагрузки «в парилке» вениками, нужно помнить, если паришься самостоятельно, – нужно работать веником немного и аккуратно, дабы не тратить энергию. Идеальный вариант – использование услуг парильщика.

Теперь несколько слов об альтернативном термическом методе воздействия на организм – криосауне. Здесь следует сразу учесть тот факт, что человеческий организм более адаптирован к холоду, нежели к избыточному теплу. Реакция выработки АТФ будет работать лучше в ту сторону, в которую организм меньше адаптирован. Допустим мы привыкли к комфортной температуре в +25 градусов Цельсия. Если её понизить на 50С, то это будет –25С – и это не так страшно, чем, если повысить на 50С и получить +75С. В криосауне человек подвергается воздействию температуры минус 120С в течение двух минут, что вызывает улучшение микроциркуляции с целью согревания. Криосауна вызывает АТФ-эффект, но с более серьезными потерями. Риск возникновения осложнений и снижения иммунитета у неподготовленных пациентов более высок, да и комфорт не тот. Криосауну лучше применять изредка, это не тот метод, который необходимо применять системно. Если ее применять более одного раза в неделю, иммунитет неизбежно пострадает, поскольку все силы будут тратиться на постоянное согревание организма. С точки зрения термодинамики и адаптационных процессов, а именно эффективного запаса АТФ, «теплые» методы значительно более приемлемы.

Здесь вполне уместно привести аналог с реакцией фенотипической адаптации. Как экстренная, это адаптация к высокой температуре – потоотделение, увеличение ЧСС и ЧД, раскрытие сосудов и капилляров в течение короткого времени, так и медленная адаптация к холоду – долгое согревание. Период охлаждения всегда короче периода согревания. Охлаждаемся быстро, согреваемся медленно. Почему? Все согласно второму закону термодинамики! Энергия может передаваться только от горячего к холодному, но не наоборот. От внешнего, экзогенного тепла русской бани мы напрямую получаем энергию, которую организм переведет в АТФ без вреда. А от криосауны мы получим лишь эндогенное тепло в небольшом количестве вследствие холодовой стимуляции и с риском для иммунной системы.

Надо внести некоторое пояснение. То, что мы имеем на сегодняшний день – русская, финская бани, хамам, криосауна – это далеко не полный возможный спектр методов термического воздействия на организм. Если подходить с научной точки зрения к этим методам, то в перспективе можно поэкспериментировать с давлением, с составом газовой смеси и так далее, чтобы увеличить эффективность воздействия. Например, создать условия для охлаждения при повышенном давлении после «парилки». СПА XXI века основано на научных подходах. Сегодня уже почти все доступно. Протоколы термодинамических методов. Термодинамические залы. Термодинамические бани. Термы XXI века.

Роль центральных биорегуляторов

Задача современной терапии центральными биорегуляторами заключается в оптимизации биохимических процессов, отвечающих за регенеративные возможности организма, без негативного действия на собственную продукцию гормонов и биорегуляторов.

Главную роль в решении этой задачи играют биорегуляторы, вырабатываемые гипоталамусом и гипофизом, то есть биорегуляторы управляющего центра. Гипоталамус можно сравнить с дирижером симфонического оркестра из сложнейшего многообразного биохимического пула. И в этом оркестре роль первых скрипок играют именно его биорегуляторы. Пока это самая малоизученная область современной эндокринологии. Практика ревитализации при помощи биорегуляторов началась за рубежом относительно недавно, она связана с применением соматомедина, соматотропного гормона и коррекцией уровня других гормонов – щитовидной железы, надпочечников, половых и др.

В нашей стране наука омоложения делает только первые шаги. Есть интересные наблюдения, касающиеся обнаружения связи развития эректильной дисфункции с метаболическим синдромом. Основным связующим звеном в данном случае является висцеральный жир, гормонопродуцирующая функция которого научно доказана. Ожирение и метаболический синдром, связанные с сосудистыми факторами риска, являются наиболее частыми причинами развития эректильной дисфункции.

Особая роль в нарушении эректильной функции отводится абдоминальному ожирению, влияющему на метаболизм половых гормонов и, в частности, тестостерона. Особенностью жировой ткани является ее способность к накоплению, метаболизму и синтезу стероидов. При возрастании объема жировой ткани в ней увеличивается суммарная концентрация стероидных гормонов, что снижает секрецию тестостерона в клетках Лейдинга и сопровождается вторичным гипогонадизмом. Ключевым звеном в патогенезе ожирения является нарушение гормональной связи между жировой тканью, вырабатывающей гормон лептин, и гипоталамусом. Также выявлены связи между лептином и орексигенным нейропептидом Y, который участвует в регуляции аппетита. Гипоталамус играет основную роль в регуляции энергетического баланса организма. Повреждение его вентромедиальной области или паравентрикулярных ядер сопровождается повышением аппетита, снижением расхода энергии и повышением массы тела.

Биохимия центральных регуляторов – это именно та область, в которой следует искать ответы на многие актуальные вопросы ревитализации, но только в сочетании с другими методами термодинамического воздействия. Научный поиск целесообразно сосредоточить на изучении культуральных сред стволовых клеток в искусственной питательной среде. Стволовые клетки, помещенные в определенную питательную среду, создают вокруг себя определенные условия для выживания, а именно, сами вырабатывают секрет, схожий с составом секрета в нише стволовых клеток живого организма. Это фактически третья термодинамическая сфера на уровне клетки. При исследовании этого секрета, могут быть найдены аналоги тех веществ, которые должны вырабатываться в центральном аппарате для поддержания максимально длительного функционирования макроорганизма.

Что же касается рационального практического применения в клинической практике, обозначим несколько основополагающих моментов. В первую очередь, необходимо мониторировать гормональный фон. Не только всем известные основные позиции, а именно расширенный пул гормонов и биомаркеров до, после и во время терапии. Необходимо отслеживать и правильно интерпретировать корреляции между изменениями уровня гормонов в крови в зависимости от различных факторов. Любая терапия, включающая в себя дополнительное введение биорегуляторов, должна проводиться в минимальном объеме и основываться на понимании принципов структурности регуляторных функций организма.

Последствия гормональной терапии без учета факторов саморегуляции организма можно проиллюстрировать таким примером.

Допустим, к специалисту пришел на прием пожилой мужчина с жалобами на снижение либидо и ухудшение эрекции. Врач путем сбора анализа исключил психогенные причины и наличие воспалительных изменений в простате и тестикулах. При дальнейшем обследовании выявлено снижение тестостерона в крови. Следуя своей логике, но не углубляясь в биохимию самого процесса, врач рекомендует введение тестостерона внутримышечно или накожные аппликации препаратов тестостерона, с целью возвращения его концентрации к нормальным цифрам.

Что будет происходить, если в этом случае ввести тестостерон? Основываясь на термодинамических взглядах, подробно изложенных выше, разберем поэтапно биохимический каскад, возникающий в данном конкретном случае. С возрастом, согласно теории ЦААКЭБ организм переходит на более низкоэффективное анаэробное функционирование. Центральный регулятор, в данном случае гипоталамус, будет снижать производство соматотропного гормона. Что мы и видим. Чем старше человек, тем меньше уровень соматотропного гормона в крови. Как мы знаем, соматотропин, воздействуя на печень, стимулирует выделение соматомедина – это неспецифический биорегулятор, который действует на все клетки ткани, а особенно на железистую ткань. Итак, снижение соматотропина провоцирует снижение соматомедина.

Если снижается уровень соматомедина, то и уровень тестостерона будет снижаться по запросу центрального регулятора. Как поведет себя центральный регулятор при массивном введении тестостерона извне? Согласно принципу обратной связи, он получает информацию о резком всплеске концентрации тестостерона в плазме крови, сигнал о том, что система не подчиняется. Первая реакция центрального регулятора – пиково снизить концентрацию соматотропного гормона и собственного тестостерона. После того, как этот механизм не срабатывает, центральный регулятор запускает иммунный ответ, который проявляется дистрофией яичек и угнетением продукции собственного тестостерона. Подобный пример можно привести с любым другим биорегулятором, вводимым извне.

Исходя из этого примера, практические рекомендации в рациональном применении биорегуляторов будут следующие:

– Необходимо мониторировать и интерпретировать расширенную панель гормонального пула.

– При любой гормонозаместительной терапии имеет смысл назначать сначала минимальные дозы препаратов с плавным повышением концентрации при необходимости.

– Терапия центральными биорегуляторами должна проводиться только при условии отсутствия проблем с каналами передачи информации от мембран к центру и наоборот.

– Необходимым условием перед началом применения терапии является обеспечение органов и тканей кислородом в достаточном количестве. В тяжелых случаях кислородного голодания нельзя применять терапию без предварительного достижения необходимой концентрации кислорода в тканях путем гипербарической оксигенации.

– Дальнейшее изучение биохимических каскадов центральной регуляции целесообразно путем исследования культуральных сред стволовых клеток.

– Необходимо в обязательном порядке ориентироваться на обратную связь, а именно, учитывать при любой гормональной терапии изменение уровня центральных гипоталамических биорегуляторов.

Газовая медицина

Это перспективное направление, первые шаги в котором уже сделаны. Оно предоставляет ряд возможностей термодинамического воздействия на организм. Основным агентом, действующим на тело человека посредством давления, является атмосферный азот. Сегодня существуют представления об азоте как об инертном газе, который не играет никакой роли и не вступает в какие-либо реакции с живой материей. Это старый подход, сформированный учеными, когда все описательные теории строились на активности кислорода, а значение азота было незаслуженно нивелировано. Однако атмосфера земли существует давно и, как нам показывает геохимический анализ археологических данных, количество азота давно и постоянно поддерживается на постоянном уровне. Но с чем это связано, современная наука ответить не может. Единственный вопрос, на который ответила наука, – это то, каким образом достигается такое постоянство. Азот гораздо быстрее улетучивается из атмосферы в космос, нежели кислород за счет более малой молекулярной массы. Примерно, атмосфера теряет в год пять миллионов тонн азота. С помощью чего компенсируются эти потери?

Баланс атмосферного азота поддерживается путем извержения вулканов. Таким образом обеспечивается равномерное парциальное давление азота в атмосфере на протяжении многих миллионов лет. Сама Земля гарантирует нам постоянство N2. А так ли уж азот биологически инертен, как это представлено? До сороковых годов прошлого века считалась, что так и есть, пока специалисты не начали заниматься глубоководными работами.

Первый регулятор подачи воздуха с поверхности был запатентован в 1866 году Бенуа Рукейролем – французским горным инженером, который в 1860 году изобрёл регулятор утечки сжатого воздуха для использования в наполненных загрязнённым воздухом шахтах. Этот прибор состоял из контейнера со сжатым воздухом и шланга. Позже Огюст Денейруз адаптировал его для автоматической подачи воздуха под водой.

Регулятор работал по принципу сухой и мокрой камер, мембраны и клапана. Система приводилась в движение вдохом (пониженное давление) и выдохом (повышенное давление). Регулятор был способен создавать давление в дыхательном аппарате равное окружающему давлению. Изобретателям был выдан патент № 63606 на устройство. Именно этот аппарат и описал Жюль Верн в романе «Двадцать тысяч лье под водой».

В 1878 году Генри Флюсс изобрёл первый удачный подводный аппарат с замкнутой схемой дыхания, использующий чистый кислород (ребризер). Однако вскоре у водолазов возникли новые проблемы, так как в то время не было известно, что чистый кислород, вдыхаемый под давлением, становится токсичным на глубине более 20 м, и время его вдыхания должно быть ограничено.

В 1910-е годы был усовершенствован регулятор подачи кислорода и изготовлены баллоны, которые могли выдерживать давление газа до 200 атмосфер. В 1943 году Жак-Ив Кусто и Эмиль Ганьян изобрели первый безопасный и эффективный аппарат для дыхания под водой, названный аквалангом, который в дальнейшем Кусто успешно использовал для погружения на глубину до 60 метров без каких-либо вредных последствий.

После изобретения автономных аквалангов, ученые стали отмечать гибель аквалангистов при погружении на глубину вследствие так называемого азотистого опьянения. И поскольку такие вещи стали происходить массово, на это обратили внимание, и вопрос был более детально изучен.

Азотистое опьянение начинается при погружении более чем на 40 метров (до 5 атм.), и бесследно исчезает, если аккуратно и постепенно поднять человека с глубины (не путать с кессонной болезнью!). С точки зрения термодинамики, азотистое опьянение есть не что иное, как вмешательство азота в биохимические процессы. На этом основан метод ксеноновой терапии, которая набирает обороты на сегодняшний день. В крови и тканях при обычном атмосферном давлении азот растворяется в определенном количестве. То есть, имеется некий предел его растворимости. Если давление повышается – он растворяется в большем количестве. Но есть другие инертные газы, которые при обычном давлении растворяются в крови интенсивней, чем азот. Например, газ ксенон, который растворяется в 28 раз лучше в крови, чем азот, при обычном давлении, а поскольку он инертный, то не обладает токсическим эффектом.

Первооткрыватели этого метода добавили в дыхательную смесь вместо азота ксенон для использования в ингаляционном наркозе! А сейчас есть аппараты ксеноновой терапии – ультрасовременный метод лечения в неврологии, наркологии и психиатрии.

Во многих прогрессивных клиниках сейчас переходят именно на ксеноновый наркоз. Но, как и у всех инновационных методов, у него есть и некоторые минусы – дороговизна газа и высокое его проникновение через пластиковые перегородки операционных (источники сообщают, что на этапе внедрения, ксеноном «дышит вся операционная бригада» вместе с пациентом, однако никаких отрицательных явлений за этим не последовало).

С точки зрения термодинамики очень интересна работа с разными газовыми смесями. Работая с ними, мы можем вызывать состояния релаксации без негативных последствий. Возможно разгружать психику, снимать стресс и тревожность, купировать панические атаки и прочее. Этот метод напрямую термодинамически-обоснован и базируется на работе третьей сферы. Он позволяет нам, уже меняя качественный состав среды, добиваться положительных эффектов на входе в систему. Нужно анализировать, нужно экспериментировать, нужно изучать. Кроме ксенона, есть и другие инертные газы, которые можно использовать в будущем. Учитывая, что мы придаем большую роль в качестве лечебного фактора атмосферному давлению, мы можем для определенных состояний использовать смесь газов в барокамере. Еще эффективнее – использовать смесь газов в термодинамическом реабилитационном зале. Этот метод позволит поднять настроение людям и устранить хроническую губительную депрессию. Метод интересен еще и тем, что он полностью сочетается с методом гипербарии, с методом термического воздействия, с кинезиотерапией и с коррекцией.

Комплексная регуляция работы внутренних органов

Каждый орган полифункционален. Нас интересуют органы, которые отвечают за выделение и поддержание концентрации в крови биорегуляторов обмена веществ. С точки зрения термодинамики, необходимо следить за регуляцией работы внутренних органов, чтобы они адекватно осуществляли свои функции по поддержанию внутренней среды и четко следовали командам управляющего центра – головного мозга.

В первую очередь, необходимо регулировать работу всех мембран. Во вторую, работу внутренних органов, которые учувствуют в метаболизме, и в-третью – органов внутренней секреции. Методики регуляции должны входить в структуру комплекса реабилитационных методов. Все это имеет под собой определенные основания. Что касается кишечной мембраны – уже существуют грамотные, современные подходы. Стоит отметить огромную пользу от применения препарата Фишант, который был разработан академиком Савельевым совместно с профессором Петуховым на базе кафедры факультетской хирургии Российского Государственного медицинского университета в 90-х годах. Данный энтеросорбент абсолютно безопасен в применении и высокоэффективен в комплексной терапии заболеваний кишечника, печени и желчного пузыря. А, например, в качестве предоперационной подготовки, для освобождения от токсинов пищеварительного тракта, обоснованно и целесообразно применение препарата Фортранс.

Что касается легочной мембраны, то залогом активной регуляции ее работы будет применение небулайзеров с минеральными водами и натуральными растительными маслами, в результате чего мы получим мягкую эвакуацию застойной слизи.

Отдельно стоит рассмотреть печень – «биохимическую лабораторию головного мозга». Известно, что чем лучше печень работает, тем больше она вырабатывает соматомедина и других биологически активных веществ. Тем лучше она выполняет команды центрального аппарата, тем лучше она обезвреживает поступающие токсины и т.д. Необходимо применять процедуры эвакуации застойной желчи. Они нужны для регуляции обмена желчных кислот. Если этого не делать, будет происходить перегрузка печени желчными кислотами, а это, в свою очередь, приводит к загустеванию желчи и изменению ее состава с последующим увеличением вязкости. Для того, чтобы освободить протоки от густой, застойной желчи, периодически необходимо применять желчегонные препараты, натуральные минеральные воды, MgSO4, Фишант-С, яблочные кислоты. Приведенные препараты будут более эффективны на фоне улучшенной микроциркуляции в самой печени. Для этого необходимо создать достаточно интенсивную физическую нагрузку, которая субъективно приводит к чувству тяжести в правом подреберье. Тогда на фоне усиленного кровотока возникает ситуация образования новой текучей желчи, которая способна эвакуировать с собой накопленные ранее токсины. Что касается пациентов пожилого и старческого возраста – сначала необходимо подготовить их организм, то есть давать нагрузку аккуратно и постепенно под мониторингом АД и ЧСС.

Раздел III: Теория конвергентных биопроцессов

«Чтобы достичь сингулярности, недостаточно просто заставить сегодняшнее программное обеспечение работать быстрее. Нам также нужно создать более умные и способные программы. Чтобы создать такого рода продвинутое программное обеспечение, нам нужно научно понять основы человеческого сознания, а мы едва ли оцарапали поверхность этого знания».

Пол Аллен

В данном разделе будет приоткрыта дверь в мир моделирования биопроцессов с точки зрения общих подходов к процессам, происходящим с веществом и процессам, происходящим с информацией. Принцип конвергентности (объединения) вещественных и информационных процессов будет выражен здесь через основное модулирующее уравнение, которое по своей сути является трансформированным первым началом термодинамики, составленным с учетом действия комплекса внешних сил, приводящих к структурной и информационной организации биовещества.

1. Моделирование биопроцессов

«Я принадлежу к тем крайне отчаянным кибернетикам, которые не видят никаких принципиальных ограничений в кибернетическом подходе к проблеме жизни и полагают, что можно анализировать жизнь во всей её полноте, в том числе и человеческое сознание со всей его сложностью, методами кибернетики. Продвижение в понимании механизма высшей нервной деятельности, включая и высшие проявления человеческого творчества, по-моему, ничего не убавляет в ценности и красоте творческих достижений человека».

А. Н. Колмогоров

Учитывая все те термодинамические моменты, которые мы разобрали в книге, мы подошли вплотную к новой ступени восприятия и интерпретации жизненных моментов с более высокой ступени научных взглядов, которые мы до этого разбирали.

А именно: до сего момента мы рассматривали организм человека как самый сложный и дискретный, из всех существующих на Земле. Мы разбирали его с точки зрения взглядов как на систему. То есть мы представляли организм как систему невероятной сложности, которая представлена определенными структурами.

На самом простом обывательско-медицинском уровне понимания, которому нас обучают в медицинских институтах и на биологических факультетах, это выглядит как совокупность разных систем: костно-мышечная, нервная, сердечно-сосудистая и так далее.

Мы также разобрали с Вами и системный подход, но на более высоком уровне, на уровне реализации физических законов. То есть, мы полностью разобрали, какие конкретные структуры в этой системе в виде сфер выполняют роль проводников физических законов, и каким образом они иерархично друг другу подчиняются и могут нивелировать (уравновешивать) действие второго закона термодинамики на организм в целом за счет непрерывно работающего принципа самообновления. Да, мы не вдавались при этом в биохимические дебри, не конкретизировали на молекулярном уровне. Но это нам и не было нужно, потому что мы разбирали глобально системы и их иерархичное взаимодействие и соподчинение, а дискретно, на уровне взаимодействия биомолекул, эти вопросы рассмотрены в огромном количестве трудов по биохимии.

Исследуя организм как систему на данном термодинамическом уровне, я подошел к тому, что можно не останавливаться на этом, а, разобрав это как ступень нашего понимания о работе живого вещества, сделать еще один шаг для более детального понимания и моделирования живого вещества. Этот шаг необходим для создания научной теории, которая позволяла бы анализировать и прогнозировать принципы течения данных процессов, выявляя скрытые пока от нас механизмы биорегуляции и биоэнергетики.

Если мы возьмем любые источники по системным взглядам в биологии, то мы найдем там целую гамму всевозможных описаний, систем, подсистем и так далее. И если мы спросим себя, какую роль играет сам процесс, который осуществляет система, мы поймем, что всё сводится к тому, что сам процесс зависит от уровня сложности системы, которая его осуществляет. То есть, существуют некоторые системы разной сложности, иерархичности и соподчиненности, которые осуществляют очень сложные процессы. Сегодня это основное психологическое клише, прочно закрепившееся в наших умах!

Оно гласит, что для осуществления научного подхода мы должны взять систему, изучать ее, а затем уже изучать и процессы, осуществляемые данной системой. Я думаю, Вы уже догадались, что таким образом мы ограничиваем широту своих взглядов. Для того, чтобы понять, о чем мы будем говорить далее, я приведу простую аналогию.

В качестве примера возьмем воду, она обладает всеми необходимыми свойствами, чтобы было возможно осуществлять мысленные эксперименты. Представим себе некий объем воды. На него действует определенная сила, которая заставляет этот объем усложниться – возникает кручение воды – водоворот, воронка. В большом водовороте по фрактальному принципу собраны маленькие водовороты. И так далее до объединения в воронкообразные группы молекул воды. Эта воронка существует устойчиво в ванночке. И нам ничего не мешает изучать и описывать эту воронку с помощью математических модуляций. И тогда мы будем иметь системный подход.

Но давайте зададим себе такой вопрос – в данной конкретной ванночке что первично, процесс воздействия на воду дополнительной силы или сложная система в виде воронки? Если мы будем рассматривать эту воронку только как систему, и будем пытаться ее описать, то мы столкнемся с непреодолимой сложностью. Потому что на каждом следующем уровне погружения будет увеличиваться степень дискретности и количество деталей, и мы тогда будем описывать, что происходит с веществом, вынужденно погружаясь на молекулярный уровень и увеличивая невообразимо количество составных частей системы. Мы будем пытаться разгадать секрет этой системы, все глубже и глубже погружаясь в мир молекул и даже атомов, но сколько бы мы ни погружались в этот анализ – секрет не будет обнаружен, потому что мы всего лишь изучаем следствие, не обращая никакого внимания на причину. Нечто подобное происходит сегодня в науке повсеместно, особенно это прослеживается в системной биологии и биохимии.

Но что произойдет, если нам удастся в корне переменить свой взгляд? Если мы сможем описать это явление не как систему, а как процесс взаимодействия комплекса внешних сил на вещество? Мы увидим, что эти силы образуют общий вектор, в момент действия которого возникает определенная неравновесная динамическая система.

Как только мы сместим эту точку зрения в сторону главенства изучения внешнего силового процесса, а не системы и ее внутренней энергии, вся эта невообразимая сложность мгновенно рухнет! Станет ясно, что для разгадки биологической тайны необходимо начинать с достаточно простого в понимании, но при этом всеобъемлющего уравнения…

Такую возможность нам представляют инструменты конвергентного моделирования биопроцессов. Почему конвергентное моделирование? Потому что нам необходимо создать некую теоретическую модель для того, чтобы гигантское множество биопреоцессов, происходящих в организме, мы могли свести к единому знаменателю. С одной стороны, модель должна быть достаточно проста, а с другой стороны, она должна сводить все эти процессы в одну точку. Только когда мы целостно воспринимаем это и описываем, мы можем полностью смоделировать ту или иную биологическую ситуацию.

Жизнь – это процесс действия мощных внешних сил на вещество, в результате которого неизбежно возникает система. Это вихрь материи, но этот вихрь существует не сам по себе, а только благодаря постоянно воздействующим на него внешним силам. Если мы хотим смоделировать простейшую воронку, которая возникает под действием определенных сил, мы должны учесть силу и вектор действия этих сил, мы должны учесть, что на воду действует гравитация, атмосферное давление (как функция гравитации), центробежная сила Земли влияет на воронку, температура – энергия Солнца, магнитное поле Земли и другие силы. То есть баланс разносочетанности этих сил как раз и приводит к образованию вещества в том виде, в котором оно есть, а потом и самой этой воронки. И мы должны обязательно учитывать и описывать эти силы, потому что, например, в другой системе будет совершенно другое взаимодействие сил. И эффекты тоже другие (например, на космическом корабле). Гравитация здесь выступает как определяющая сила. Но, тем не менее, мы должны учитывать и структуру той воронки, которая образовалась. Что происходит с веществом в момент действия этих сил?

Оно образует динамическую открытую систему! В нашем примере с водой – это воронка, в случае человеческого организма – это жизнь в высшем ее проявлении. То есть, мы обязаны иметь инструментарий для того, чтобы хорошо и правильно описать саму систему, которая возникла. Таким образом, сначала мы должны описать силы, а затем и систему, которая возникла из вещества в результате приложения этих сил. В такой системе обязаны присутствовать два механизма: первый – это механизм, который будет осуществлять само существование этой системы. Этот механизм осуществляется за счет того, что в эту воронку воды все время поступает новая вода и все время из нее же выходит. В воронке никакая вода не задерживается – это и есть механизм самообновления. Механизм синтеза, механизм входа воды в систему. Синтез – это когда из простой воды получилась сложноорганизованная. Момент входа воды в систему будет описываться уравнениями нелинейной термодинамики, а именно, описанием бифуркаций в теории диссипативных систем.

Неоценимый вклад в теорию бифуркаций внес Митчел Файгенбаум, он создал геометрическую модель в теории хаоса. А известный физик-практик Альберт Либхабер подтвердил на практике эту модель, поставив уникальный эксперимент с жидким гелием. Он взял микрованночку с жидким гелием и при нагревании отметил появление бифуркаций (воронок) с постоянной прогрессией.

Здесь я приведу цитату из книги Дэвида Дойча «Хаос. Рождение новой науки», описывающую этот эксперимент.

«Согласно новой теории, бифуркации должны были воспроизводить геометрию с точным масштабированием, что и обнаружил Либхабер. Универсальные инварианты Файгенбаума с этого мгновения превращались из математического идеала в физическую реальность, которую можно было измерить и воспроизвести. Либхабер долго вспоминал потом свои ощущения в тот сверхъестественный миг, когда он узрел одну бифуркацию за другой и понял, что перед ним бесконечный каскад изменений с богатейшей структурой».

Мы можем учитывать конкретно особенности вещества, к которому мы это применяем. Вода, газ, живое вещество и прочее. А выход воды из воронки будет осуществляться по теореме Пригожина о минимуме производства энтропии.

Если эта воронка не сможет выплескивать эту воду из себя с такой же скоростью, как и забирать, она развалится. Либо превратится во много маленьких воронок – можно провести параллель с апоптозом. Либо она перестанет вообще существовать – возникнет хаос. Система развалится. Как доказать, что система имеет вход и выход на примере воронки?

В водяную спираль воронки достаточно добавить краситель, и мы увидим, что он диффузно распределится не только в воронке, но и по всему объему жидкости в сосуде. Мы должны описать процесс входа молекул воды в эту воронку и процесс выхода из нее. Вход – усложнение структуры, по Пригожину, бифуркация, выход – теорема Пригожина. Механизм синтеза в данной системе и механизм распада. А всё вместе – это принцип самообновления. Нам нужно еще описать те силы, которые возникают внутри самой воронки, когда внешние силы трансформируются уже во внутренние силы самой воронки и вызывают фрактальную структурность. Эти силы мы можем расписать по фрактальным уровням.

Когда убираешь пробку из ванны, под действием гравитации уходит вода и образуется воронка в стоке. И никаких дополнительных внешних сил (магниты, лопасти, вентиляторы), кроме гравитации для закручивания спирали воды не нужны.

Учитывая этот момент, мне кажется удобной аналогия, представив которую Вам станет понятно, как применить процессный подход к организму: бесконечная вода (сила насоса, который закачивает воду в ванночку) + гравитация (сила, которая извлекает воду из ванночки) = вечная воронка (организм). Все согласно принципу допустимости Путилова. Но это простое вещество, вода, а если взять живой биохимический бульон, то вследствие действия суммирующего вектора внешних сил, также будет происходить самоусложнение на всех уровнях. Этот вектор есть некий управляющий стержень, и здесь нужно применить кибернетические подходы Ляпунова в теории оптимального управления, а затем и общую теорию управления Зубова как инструмент сознательного влияния на вектор силы и на состояние вещества. Теперь мы с Вами разобрались, как применить к системе, состоящей из вещества комплексно все эти моменты. И в этом месте я считаю необходимым дать модулирующее (сводное) уравнение – уравнение теории конвергентных биопроцессов:

Μ ×[Ϝ(+i) + Ϝ (–i)] = Μ × i(E) + A,

где: М – масса вещества, на которое воздействует комплекс внешних сил; F(+i) – сумма всех внешних сил, действующих на вещество и приводящих к накоплению в нем энергии и информации (гравитация, атмосферное давление и др. силы); F(–i) – сумма всех внешних сил, действующих на вещество и приводящих к извлечению из него информации и энергии (энтропия, повышение температуры (инфракрасное и другие излучения Солнца), центробежная сила вращения Земли и пр.); i(E) – уровень энергии и/или информации проходящей в единицу времени через вещество и структурирующей его; А – работа, совершаемая данным веществом путем диссипации (рассеивания) энергии суммы сил, действующих на вещество.

Главное здесь понимать, что если общий вектор сил действует постоянно, то и принцип самообновления будет действовать постоянно.

Биовещество отличается от обычного вещества тем, что обладая управляющей системой внутри себя и принципом самообновления, оно может менять свои свойства. Кислород, pH и прочее. Это очень важный момент. Комплекс сил, действующих на вещество, приводящих к какому-то определенному вектору, действует постоянно. Но при условии применения разума этот вектор можно менять. Со стороны самого вещества, при изменении его свойств, мы понимаем, что комплекс сил один и тот же, но если вещество изменило свойства, то это уже совершенно иное вещество, нежели было ранее. И поэтому на выходе эффекты будут другие. Организм берет внешние силы, которые на него действуют и, меняя свойства вещества (меняя само вещество), он, таким образом, получает необходимые для него эффекты из этого комплекса внешних сил. Извлечь энергию, избавиться от энергии, преобразовать ее и так далее.

Исходя из вышесказанного, мы понимаем, что принцип самообновления непререкаем, без него не может быть динамической сложной структуры. Этот принцип уравновешивает действие второго закона термодинамики и позволяет существовать сложным процессам. Но как конкретно работает этот принцип, зависит от того, каковы будут свойства данного вещества, а на это уже влияет иерархия в соподчинении и управлении термодинамическими сферами – они могут менять свойства этого вещества. И таким образом, принцип самообновления будет либо уравновешен и процесс будет пребывать постоянно в оптимальном режиме, либо он будет смещен в сторону синтеза (вход в процесс), и процесс будет расти. Либо смещение будет в сторону разрушения (выход из процесса), и процесс будет истощаться и прекращаться. Таким образом, мы можем сформировать конвергентное моделирование биопроцессов.

Имея такой инструмент как уравнение теории конвергентных биопроцессов, в левую часть которого надо ассимилировать нелинейную термодинамику Пригожина, а в правую – теорию оптимального управления (используя математико-биологические подходы Ляпунова), и общую теорию управления Зубова (для того, чтобы расписать фрактально эту конструкцию для конкретных уровней энергетики соподчиненных термодинамических сфер), пользуясь при этом принципом термодинамической допустимости Путилова, мы можем смело осуществлять компьютерное математическое моделирование биопроцессов любого уровня, начиная от взаимодействия биомолекул и заканчивая процессом работы разума, к описанию которого мы с Вами приступим в следующей главе.

2. Подходы к моделированию интеллектуального процесса

«Мир дается мне лишь единожды, а не один существующий и один воспринимаемый. Субъект и объект едины. Нельзя говорить, что барьер между ними пал в результате последних открытий, сделанных в физике, поскольку такого барьера не существует».

Эрвин Шрёдингер

Всё живое работает на основе физических законов. Более того, всё живое возникает благодаря тому, что на материю действуют всевозможные комплексы сил, которые мы разбирали в предыдущей главе. Часть из них ведёт к снижению энтропии, то есть к упорядочиванию, а часть к увеличению энтропии, которая ведёт к разобщению систем и процессов. В этой главе представлен подход применения теории конвергентных биопроцессов к моделированию процесса функционирования интеллекта.

Разум есть термодинамическая необходимость живой материи. Эта фраза наводит нас к тому, что живая материя, обеспечивая живые процессы, должна обладать более устойчивой термодинамической сферой – сферой разума, которую мы ранее подробно разбирали. Именно подход конвергентного моделирования мы можем применить для описания физического смысла разума. Потому что разум есть, по своей сути, непрерывный информационный биопроцесс, который представляет собой некий биологический объект, а именно – кору головного мозга и подкорку в виде управляющего мозгового центра.

Здесь необходимо устранить мысленную грань между телом и разумом. На самом деле, нет никакой грани – это закономерное состояние живой материи и именно законы, на основании которых мы описывали некие материальные процессы, необходимо применить и по отношению к интеллекту. Без теории конвергентных биопроцессов невозможно понять, что такое разум. Наличие разума и того факта, что его невозможно понять с точки зрения анатомических системных подходов, это и есть доказательство того, что для того, чтобы продвинуться дальше, нам нужно сделать еще один шаг – шаг от системного взгляда к взгляду процессного подхода. Применить процессный подход. Это с одной стороны…

С другой стороны, мы понимаем, что разум позволяет путем целенаправленного применения дополнительных внешних сил еще лучше и точнее влиять на живое вещество и контролировать его свойства. То есть, с одной стороны, это есть порождение живой материи и представляет собой живую материю в виде коры головного мозга. С другой, бессмысленно смотреть на кору головного мозга и пытаться что-то там понять. Это не физическое больше в виде материи, а это именно информационные схемы, заложенные в определенные структуры.

Приблизиться к созданию модели интеллектуального процесса помогает компьютерная мощь. Чем мощней компьютер, тем качественнее модель, но надо понимать, что одной вычислительной мощи здесь явно недостаточно. Надо чтобы вычислительный агрегат функционировал по правильному алгоритму, коим является модулирующее уравнение конвергенции биопроцессов. Принцип конвергентного моделирования биопроцессов, модулирующее уравнение – всё это нужно использовать в моделировании механизмов действия разума. Мы получаем, в отличие от теории хаоса, продуманный четкий инструмент для изучения. Это альтернативный подход к моделированию процессов сознания.

При применении в моделировании разума теории конвергентных биопроцессов в основном модулирующем уравнении вместо вещества М нужно будет оперировать информацией, сохраняемой в памяти – i сохраненное; а вместо сил F, оперировать потоком информации, проходящим через процесс на входе – i входящая, и на выходе – i исходящая.

В структуре интеллектуального процесса, по аналогии с обычным биопроцессом, также можно выделить три иерархически соподчиненных информационных сферы.

БИОС – чувство самосознания, заложенная автоматическая способность к восприятию, анализу и фиксации материальных процессов окружающего мира. Эта способность зиждется на наличии возможности длительного хранения информации внутри процесса.

ЛОГОС – логические, языковые информационные схемы, позволяющие более быстро и эффективно структурировать окружающий мир, применяя научный подход.

ТЕОС – нравственные, надъязыковые информационные схемы, позволяющие направлять и структурировать деятельность БИОСА и ЛОГОСА.

ПРИНЦИП САМООБНОВЛЕНИЯ – где в роли процесса синтеза (входа в систему) выступает такая особенность как природное любопытство, так свойственное разуму, а в роли процесса распада (выхода из системы), предстает такая не менее необходимая особенность разума как творчество.

Теперь становится понятно, как применить в отношении интеллектуального процесса учение о сферах. Также абсолютно понятно, как применить принцип самообновления к разуму! Без любопытства этой внешней деятельности, которая возникает благодаря собираемым, анализируемым и интерпретируемым информационным потокам, а также без творчества – выдача информационного потока во внешний мир с целью его улучшения и повышения возможностей управления внешними энергиями и веществом, – в принципе невозможно наличие хоть сколько-нибудь хорошо функционирующей математической модели интеллектуального процесса. Если у него не будет механизма самообновления, он не сможет функционировать.

Какова же цель создания компьютерной модели интеллектуального процесса – искусственного интеллекта (далее – ИИ). Для чего человеку нужен равновеликий ИИ и как его создать?

Первая цель – это психологическая необходимость отзеркаливания самих себя. ИИ – это зеркало, тобой же созданное. Общение приводит к определенным позитивным моментам для обеих сторон. Это как общение с ребенком. Ведь по сути, для того, кто создает ИИ, он станет его детищем, которое будет со временем расти, развиваться, эволюционировать и обучаться, но значительнее быстрее, чем человеческий ребенок, за счет компьютерной мощи, которая по сути представляет собой аналогию БИОСа.

Создавая ИИ нужно всегда предусматривать возможность его отключения для безопасности самого создателя. Однако стоит помнить, что отключение ИИ будет равноценно его смерти, поскольку это живой постоянный процесс: если процесс отключить, то потом включить невозможно, он разрушится. Отключить и включить можно только систему.

Вторая цель создания ИИ – это необходимость наличия инструмента быстрого познания человеком доселе непознанного, а конкретно: для скорейшего освоения тайн и целей природы и для проникновения к глубинам и богатствам космоса.

Итак, с точки зрения дальнейшего эволюционирования потоков информации, создание ИИ представляется как необходимый шаг. Физически это должно произойти. Написав эту книгу, я подошел к черте, стоя у которой, стараюсь сформировать глобальные принципы создания ИИ путем использования не системных, а процессных подходов. И моделирование в результате этих подходов приобретает определенные четкие критерии – применение принципа сферичности, принципа самообновления, конвергентный принцип в виде уравнения.

Нужно понимать, что такое творчество. Что такое сбор информации (любопытство). Всё это подчиняется определенным физическим принципам. Сбор информации – бифуркация у Пригожина и Файгенбаума, творчество – теорема Пригожина и так далее строго по аналогии с биопроцессами.

Здесь, вместо вещества, но абсолютно по тем же принципам и законам, которые были описаны в предыдущей главе, выступает абстрактная, то есть отделенная от вещества и не скованная более законами физики, а подчиняющаяся лишь математике, информация. С этой информацией, мысленно оперируя ею на мгновенном уровне, можно и нужно проводить мысленные эксперименты, основанные на понимании сути принципа Путилова. Этой способностью пользовались с успехом такие гиганты мысли, как Эйнштейн, Тесла, Бауэр, Пригожин, Шрёдингер и другие великие ученые. Таким образом, основываясь на теории конвергентного моделирования биопроцессов, можно создать научно-поисковый инструмент, который будет работать по принципам живого разума, но при этом пользоваться неограниченными математическими ресурсами современных компьютерных систем.

В заключение я хочу привести цитату одного из величайших ученых и мыслителей XX века, перевернувшим все наши представления о возможностях науки и до сих пор окруженного мировой славой, легендами и загадками, связанными с его исключительной личностью:

«Мне не нужны модели, рисунки, эксперименты. Когда у меня рождаются идеи, я в воображении начинаю строить прибор, меняю конструкцию, совершенствую ее, и включаю. И мне совершенно безразлично, проводятся испытания прибора у меня в мыслях или в мастерской – результаты будут одинаковыми. За 20 лет у меня не было ни одного исключения».

Никола Тесла.

Эпилог

«Любая достаточно развитая технология неотличима от магии!»

Артур Кларк (Три закона Кларка)

Ну, вот мы и подошли, уважаемый читатель, к концу нашего броска к новым научным горизонтам!

Я постарался как можно более четко и логично обрисовать контуры этого нового научного направления, которое сулит идущим по этому пути, обретение неизвестных ранее прекрасных научных находок и открытий.

Описывая принципы теории конвергентных биопроцессов, я приоткрыл завесу в мир создания искусственного интеллекта и биоэнергетики будущего. Этим интереснейшим вопросам будет посвящена следующая моя работа. Там, на неизведанных пока научных землях, мы с Вами откроем новые миры, в которых научимся конструированию биоинформационных процессов в совершенно новом свете. Но для этого мне придется провести громадную работу с моими коллегами в области биофизики, математики, нелинейной термодинамики, физиологии с патофизиологией, онкологии и другими, не менее важными научными специальностями.

Надеюсь, что, прочитав эту книгу, многие из Вас станут мыслить теми категориями, которые я здесь предлагаю. Это очень важно для всех нас. Ведь на сегодняшний день, только холистическая, но при этом логически и научно обоснованная парадигма научной картины мира, способна продвинуть человечество дальше в процессе освоения тайн природы.

Мы дошли на своем пути в сторону уменьшения объекта познания до некоего физического предела. Сегодня открыты десятки частиц – мельчайших составных атомов, и открытие новых требует все более мощных энергий. Однако настала пора дать ход хотя бы части наших научных изысканий, которые направлены не в сторону уменьшения объектов изучения, а в сторону укрупнения целостных объектов изучения и выявления принципов устойчивости циркуляции информации, обеспечивающих целостность этих объектов.

Такие взгляды, как Вы уже убедились, читая книгу, позволяют нам осознать одну очень важную, можно сказать, ключевую идею:

«Мы не должны воспринимать научный подход как средство покорения природы и борьбы с ней, поскольку природу покорять не нужно. А нужно, проникая в её тайны, с помощью особой системы научных взглядов, просто способствовать тому, к чему она стремится. И тогда мощь наших технологий, слившись воедино с неизмеримо более мощным природным мейнстримом, превратится в удивительные силы инструмент информационного и физического эволюционирования нашего мира, по своим свойствам превосходящий самые смелые мечты о будущем, так ярко описанные в научной фантастике!»

Александр Шишонин,

Москва, 2016 г.

Глоссарий

АД – артериальное давление в крупных артериях человека. Среднее значение давления здорового человека составляет 120/80 мм рт. ст. (миллиметров ртутного столба). 120 мм рт. ст. – верхнее, систолическое давление, 80 мм рт. ст. – диастолическое давление. Систолическое давление –давление крови в момент максимального сокращения сердца. Оно характеризует с какой силой сердце выталкивает кровь в артерии. Диастолическое давление – давление крови в момент максимального расслабления сердца. Оно отвечает за тонус кровеносных сосудов.

Адаптивная реакция – реакция управления, приводящая биосистему к стабилизации и балансу при переходе из разбалансированного состояния, вызванного внешними условиями.

Анаэробный гликолиз – ферментация и расщепление глюкозы и выделение из нее энергии без участия кислорода.

Антиоксиданты – вещества, которые позволяют химически связать и обезвредить свободные радикалы.

Апоптоз – запрограммированное разрушение и смерть живых клеток организма.

Атеросклероз – отложение холестерина в стенках сосуда, являющееся симптомом липидного дистресс-синдрома Савельева.

АТФ (аденозинтрифосфат) – вещество, аккумулирующее и переносящее энергию внутри клетки.

Аутоиммунные заболевания – заболевания, возникающие при конфликте иммунной сферы организма с его здоровыми тканями.

АФК (активные формы кислорода), свободные радикалы – формы кислорода в химически-нестабильном состоянии.

Бессмертие (сверхдолгая жизнь в молодом состоянии) – научно-философская концепция, которая, опираяся на физические законы, доказывает, что процессы старения и смерти организма на запрограммированы, а являются следствием нарушения взаимодействия управляющих систем в организме, которые возможно исправить.

Биокибернетика – область математики, изучающая принципы работы управляющих связей в организме.

Биологическая дедукция – термин, равнозначный, но в применении к биосистемам, по своей физической природе принципу термодинамической допустимости К.А. Путилова: «В термодинамике допустимо пользоваться какими угодно воображаемыми идеализированными по своим свойствам телами и приспособлениями, без риска применяя эти представления в рассуждениях прийти к неверным результатам, если предварительно доказано, что их реализация, как бы ни были неправдоподобны их свойства, не противоречила бы ни первому, ни второму началу термодинамики».

Биопроцесс – описание биохимических и физиологических процессов, происходящих как в отдельном организме, так и в виде.

Биорегуляторы, гормоны, факторы роста – сверхплотно насыщенные информацией биологические молекулы, выделяющиеся регуляторными центрами организма для управления системами организма в первой и второй термодинамических сферах.

Биоценоз – общность совместного проживания разных видов, типов, групп и классов живых организмов. Например, биосфера – самый крупный биоценоз, отражающий совокупность проживания всех живых существ на планете Земля.

Бифуркация – математический термин из нелинейной математики и нелинейной термодинамики, отражающий наличие нескольких решений нелинейного уравнения, определяющихся условиями внешней среды.

Водоворот (водяной вихрь, воронка) – удобная аналогия для пояснения того, что представляет собой биопроцесс.

Время – биологическая иллюзия (в данной книге).

Гипербарическая оксигенация – насыщение тканей организма в 100% атмосфере кислорода в барокамере по терапевтическим показаниям при давлении кислорода от 1.2 до 3.5 бар.

Гипертоническая болезнь, артериальная гипертензия – адаптивная реакция сосудистого центра и сердца на постоянное снижение количества поступающей по позвоночным артериям крови, выражающееся в стойком подъеме АД.

Гипоксия – недостаток кислорода в тканях организма.

Гистология – наука о тканях организма человека.

Гормон АКТГ (адренокортикотропный гормон, кортикотропин) –гормон, вырабатываемый базофильными клетками передней доли гипофиза. Помимо ключевой функции, заключающейся в регуляции секреции коры надпочечников, АКТГ регулирует многие процессы в различных клетках, например, в остеобластах, отвечающих за образование костной ткани.

Гормон дофамин – гормон, вырабатываемый мозговым веществом надпочечников и другими тканями (например, почками), служащий важной частью «системы вознаграждения» мозга, и вызывающий чувство удовольствия (или удовлетворения), тем самым влияя на процессы мотивации и обучения.

Гормон серотонин – один из основных нейромедиаторов. Серотонин часто называют «гормоном хорошего настроения» и «гормоном счастья».

Гормон соматомедин (ИФР-1) – белок из семейства инсулиноподобных факторов роста по структуре и функциям похожий на инсулин. Он участвует в эндокринной, аутокринной и паракринной регуляции процессов роста, развития и дифференцировки клеток и тканей организма.

Гормон соматостатин – гормон поджелудочной железы, а также один из гормонов гипоталамуса. Соматостатин подавляет секрецию соматотропин-рилизинг-гормона, соматотропного и тиреотропного гормонов, серотонина, инсулина, глюкагона, гастрина, холецистокинина, вазоактивного интестинального пептида и ИФР-1.

Гормон соматотропин (СТГ) – один из гормонов передней доли гипофиза. У молодых людей СТГ вызывает ускорение роста, оказывает мощное анаболическое и анти-катаболическое действие, усиливает синтез белка и тормозит его распад, способствует снижению отложения подкожного жира, регулирует углеводный обмен.

Гормон тестостерон – основной мужской половой гормон, отвечает за вирилизацию у мальчиков и андрогенизацию у девочек, играет важную роль в производстве сперматозоидов, влияет на развитие костной и мышечной ткани.

Гравитация – универсальное фундаментальное взаимодействие между всеми материальными телами. Гравитация и ее производные применяются в теории конвергентных биопроцессов как сила, приводящая к упорядочиванию частиц любого вещества.

Гуморальная регуляция – регуляция работы организма регуляторными центрами через выделение биорегуляторов, гормонов, факторов роста в кровь и лимфу.

Диабет (сахарный) – потеря организмом контроля над уровнем глюкозы в крови. Диабет 1 типа: нарушение производства инсулина в поджелудочной железе. Диабет 2 типа: сбой процессов центральной регуляции, приводящий к возрастающей инсулиновой нечувствительности клеток организма.

Дивергенция – ветвление научных направлений, приводящее к все большей их специализации и трудностям в построении общей картины явлений.

Диссипация – структурное самоусложнение диссипативной открытой системы за счет поглощения внешней энергии и рассеяния ее назад во внешнюю среду (по И. Пригожину).

Дифференциация – способность стволовой клетки развиваться в различные специфические типы клеток и тканей организма после многократного деления.

Дыхание аэробное – нормальное дыхание многоклеточного организма с участием кислорода.

Иммунитет – автоматическая система защиты организма от внешних факторов агрессии (загрязнение, заражение вирусами или бактериями) и автоматическая утилизация постаревших клеточных элементов.

Искусственный интеллект – гипотетическая система будущего, которая не будет уступать по своим способностям человеческому интеллекту, включая его творческие проявления.

Кахексия – крайняя степень истощения организма при последних стадиях рака.

Квантовая механика – раздел теоретической физики, устанавливающий способ описания и законы движения микрочастиц (молекул, атомов, атомных ядер, частиц) во внешних полях.

Кибернетика – область математики, изучающая процессы управления сложными системами.

Кинезиотерапия – дословно – лечение движением.

Кислотно-щелочной баланс организма: pH = 7.2–7.7. Закисление: pH менее 7.2–7.7. Защелачивание: pH более 7.2–7.7. pH – основной показатель гомеостаза организма. Водородный показатель «пэ-аш» выражает меру активности ионов водорода в растворе и характеризует его кислотность. pH равен по модулю и противоположен по знаку десятичному логарифму активности водородных ионов, выраженной в молях на литр: pH = – lg[H+].

Конвергентный биопроцесс – совокупность всех биологических процессов, происходящих в организме и поддающихся единому управлению.

Конвергенция – научно-философская концепция объединения ранее разветвившихся (дивергировавших) научных направлений.

Коррекция шейного отдела – шейно-церебральная терапия – снятие спазма глубоких мышц шеи, авторская методика доктора А.Ю. Шишонина.

Липидный дистресс-синдром В.А. Савельева – синдром, вызванный нарушением обмена желчных кислот в организме и являющийся частью метаболического синдрома. Липидный дистресс-синдром В.А. Савельева включает следующие, считающиеся сегодня самостоятельными, заболевания: атеросклероз, желчнокаменная болезнь, жировой гепатоз и хронический панкреатит.

Метаболизм – непрерывный обмен веществ в организме. Понятие метаболизма эквивалентно понятию конвергентного биопроцесса.

Метаболический синдром – нарушение процесса нормального обмена веществ в организме, выражающееся во множестве заболеваний, считающихся на сегодняшний день самостоятельными.

Некроз – травматическая гибель клеток, при которой разрывается клеточная мембрана и содержимое клетки выплескивается наружу, образуя очаг воспаления. Также некроз – зона такни с фактически омертвевшими клетками.

Нервная регуляция – регуляция процессов в организме с помощью передачи по нервам нервных импульсов.

Ортобиоз – достижение полного и счастливого цикла жизни, заканчивающегося спокойной естественной смертью (по И.И. Мечникову). Ортобиотика – наука об ортобиозе.

Остеохондроз – возрастные изменения в костях, хрящах, связках и мышцах позвоночника. Осложнениями остеохондроза: грыжи межпозвонкового диска, смещение позвонка и т.д.

ОЦК – объем циркулирующей крови. ОЦК для человека массой 70 кг составляет около 5 л.

Подход процессный – рассматривает организм человека как непрерывный процесс тока вещества, формирующего и поддерживающего этот организм как неделимое целое на протяжении произвольного интервала времени. Все подсистемы организма рассматриваются как малые «водовороты», формирующие большой «водоворот».

Подход системный – описание организма человека как системы, состоящей из многих составных элементов, деятельность которых можно рассматривать отдельно друг от друга.

Самообновление – свойство организма постоянно синтезировать новые (молодые) клеточные элементы и целенаправленно удалять отработавшие (старые) клеточные элементы.

Сверхбольшие массивы данных (big data, «биг дата») – колоссальные объемы неструктурированных данных о состоянии здоровья пациентов. Системная медицина возлагает большие надежды компьютерный на анализ массивов «big data» при помощи систем искусственного интеллекта, который даст врачам возможность ставить самые точные диагнозы, прогнозировать развитие болезни, рассчитывать риски для каждого пациента, а иногда и предотвращать их.

Сингулярность – гипотетическое будущее, в котором произойдет наивысшая конвергенция всех наук в единую теорию.

Синергетика – междисциплинарное направление науки, объясняющее образование и самоорганизацию моделей и структур в открытых системах, далеких от термодинамического равновесия. Синергетика позиционируется как «глобальный эволюционизм» или «универсальная теория эволюции», дающая единую основу для описания механизмов возникновения любых новаций.

Старение – сбой процессов управления в организме, приводящей к конфликту между иммунной сферой организма и нормальными клеточными элементами.

Статины – группа лекарственных препаратов, предназначенных для снижения концентрации «холестерина» в крови человека. Статины токсичны для клеток печени гепатоцитов.

Термодинамическая биология – направление биологии, позволяющее осуществлять максимальную конвергенцию биологических наук.

Термодинамическая реабилитация – совокупность всех реабилитационных методов внешнего и внутреннего воздействия на гомеостаз организма и на процессы управления в организме с целью оптимизации его процессов самообновления.

Термодинамическая сфера – образное понятие, позволяющее применить к биологическим процессам модели нелинейной математики, биокибернетики и нелинейной термодинамики.

Фенотипическая адаптация – адаптация организма к внешним условиям без изменения генетического материала.

Фрактальность – свойство самоподобия объекта, в точности или приближённо совпадающего с частью себя самого. Фрактальными свойствами обладают кровеносная система и бронхи человека.

Холестерин – дословно – «твердая желчь».

Холистическая (биопроцессная) медицина – медицинская научно-философская концепция, в которой организм человека рассматривается и лечится как единое целое.

ЦААКЭБ – Централизованная Аэробно-Анаэробная Компенсация Энергетического Баланса организма человека.

Центральный регулятор, ствол головного мозга, центральный аппарат – совокупность анатомических структур ствола головного мозга.

ЧСС – частота сердечных сокращений.

Эмерджентность – понятие, относящееся к системной биологии: «Свойства всех составных частей системы по отдельности, не являются равноценными свойствам системы в целом». В биологии: одно дерево – не лес, скопление отдельных клеток – не организм.

Энтропия – функция состояния термодинамической системы, определяющая меру необратимого рассеивания энергии. В теории конвергентных биопроцессов понятие энтропии вводится впервые именно в виде силы, которая разобщает частицы вещества и разусложняет (упрощает) сложные биопроцессы. В этом смысле сила энтропии является антиподом силы гравитации.

Оглавление

Эпиграф

Об авторе

Предисловие ко второму зданию

К читателю

  Новый взгляд на биологическую регуляцию

  Тайны регуляции биосистем

  Новые технологии врачевания

  Человек и термодинамическая среда

  Тайны биологии старения

  Термодинамика стволовых клеток

На пути познания основ жизни

Раздел I: Великие учителя науки, заложившие фундамент термодинамической биологии

  Бауэр Эрвин Симонович

  Мечников Илья Ильич

  Пригожин Илья Романович

  Доброборский Борис Самуилович

  Павлов Иван Петрович

  Отто Генрих Варбург

  Ляпунов Алексей Андреевич

  Зубов Владимир Иванович

  Путилов Константин Анатольевич

  Эрвин Рудольф Шрёдингер

Раздел II: Термодинамическая биология

  1. Учение об устройстве иерархически соподчиненных термодинамических сфер в структуре организма

    Первая термодинамическая сфера

    Вторая термодинамическая сфера

    Третья термодинамическая сфера

    Принцип самообновления (Синтез и распад)

    Механизм синтеза

    Механизм распада

  2. Специальные теории термодинамической биологии

    Теория Централизованной Аэробно-Анаэробной Компенсации Энергетического Баланса организма человека (ЦААКЭБ)

    Термодинамическая теория старения

    Свободно-радикальная теория старения

    Теория «перекрестных сшивок»

    Теория апоптоза

    Теломерная теория старения

    Элевационная теория старения

    Формулировка термодинамической теории старения

    Теория физиологической регенерации

  3. Термодинамика разумных биосистем (Учение о значительном продлении жизни и молодости)

  4. Несколько слов об ощущении времени (или «Как отличить реальность от иллюзии…»)

  5. Прикладная медицинская термодинамика (Термодинамический взгляд на разные заболевания)

    Гипертония (Адаптивное состояние длительной аэробной компенсации энергетики организма)

    Метаболический синдром (Адаптивное состояние первой ступени анаэробной компенсации энергетики организма)

    Атеросклероз (Адаптивное состояние второй ступени анаэробной компенсации энергетики организма)

    Остеопороз (Нарушение гомеостаза костной ткани)

    Онкология (Критическая адаптация или адаптивное состояние анаэробного режима работы стволовых клеток)

    Старение (Прогрессирующее нарушение макрофагально-стволового баланса во всех тканях организма)

  6. Методология термодинамического воздействия на организм

    Кинезиотерапия (Физическая нагрузка)

    Коррекция (Восстановление кровотока по позвоночным артериям и венам)

    Гипербарическая медицина

    Термическое воздействие

    Роль центральных биорегуляторов

    Газовая медицина

    Комплексная регуляция работы внутренних органов

Раздел III: Теория конвергентных биопроцессов

  1. Моделирование биопроцессов

  2. Подходы к моделированию интеллектуального процесса

Эпилог

Глоссарий Fueled by Johannes Gensfleisch zur Laden zum Gutenberg