Живые системы обладают такими специфическими механизмами обеспечения надежности, как барьерные механизмы, биологическая резистентность, иммунитет. В качестве примера рассмотрим лекарственную проницаемость через биологические барьеры.
В зависимости от числа и характера клеточных слоев биологические барьеры имеют разную сложность и проницаемость для лекарственных веществ. Иа своем пути (к месту действия) лекарству приходится преодолевать многочисленные барьеры. В основном это клеточные мембраны, проницаемость которых для препаратов сильно варьирует в зависимости от природы вещества и рН среды.
Повидимому, меньшее значение имеет характер клеток, так как оболочки последних построены по одному принципу. Основу клеточных мембран составляет бимолекулярная липидная пленка с ориентированными в обе стороны полярными группами. На поверхности пленки адсорбированы белковые молекулы, так что мембрану в целом можно рассматривать как липопротеиновую структуру. Эта структура не является пассивной, а содержит ферменты, которые обеспечивают направленный транспорт ионов и метаболитов (например, глюкозы, аминокислот) внутрь клетки.
Общая толщина мембран составляет примерно 10 нм. Как и вся поверхность мембраны, входы и поры заряжены и, таким образом, «заперты» для ионов, поэтому они пропускают лишь сравнительно мелкие неионизированные молекулы. Более крупные проникают через мембраны за счет растворения в их липоидном материале.
Надежность биологической системы наследственно закреплена генотипической нормой реакций. Филогенетическое и онтогенетическое развитие любой биологической системы возможно лишь при широком диапазоне колебаний процессов как в системе в целом, так и в ее отдельных звеньях. Нормальное развитие не мыслимо, если организм находился бы постоянно у границы своей жизнеспособности, на грани жизни и смерти.
В этих условиях любой дополнительный фактор внешней или внутренней среды мог бы оборвать жизнь индивида. Поэтому диапазон реактивноприспособительных возможностей живой системы есть основное условие развития. Здесь мы собственно подходим к тому, чтобы определить надежность применительно к теории патологии.
Надежность живой системы есть мера ее реактивно-приспособительных возможностей, способных сохранить жизнеспособность, определенную качественную и количественную устойчивость функционирования и развития в течение известного интервала времени.
Такая надежная система обеспечивается следующими основными факторами:
- избыточностью строения и элементов управления;
- функциональной гибкостью, динамической пластичностью и способностью к адаптации и компенсации на этой основе нарушенных функций;
- дублированием и взаимозаменяемостью элементов в динамически саморегулирующейся системе;
- совершенством и быстротой использования обратных связей и статистической устойчивостью больших систем, совершенством гомеостатической саморегуляции;
- динамичностью взаимодействия звеньев саморегулирующихся систем.
Так, касаясь проблемы обеспечения надежности мозга, Э. А. Асратян и П. В. Симонов (1963) указывают на четыре момента:
- наличие защитно-компенсаторной функции торможения, использование тормозного состояния для восстановления работоспособности нервных клеток;
- сочетание высокой специализации нервных центров с их гибкостью и пластичностью, способностью центров к динамической перестройке своих функций, к замещению поврежденных или полностью разрушенных структур, наличие запасных проводящих путей;
- иерархическое строение дуги безусловных рефлексов, сочетание относительной самостоятельности низших регуляторных образований (вплоть до механизмов саморегуляции органов) с их подчинением высшим мозговым центрам;
- использование в процессах компенсации механизма временных, условнорефлекторных связей, органом которых является кора больших полушарий мозга, присущее коре сочетание высокой реактивности и устойчивости.
К этому следует добавить наличие в самой нервной системе широкого диапазона обратных связей.
«Основные методологические проблемы теории медицины»,
В.П.Петленко