2 курс / Нормальная физиология / Вегетативные_пароксизмальные_состояния_и_терморегуляция_организма

ся J, скоростью вариаций некоторых экстенсивных величин, обусловленных термодинамическими силами (например, энергия в ее различных формах проявления), проявляющихся в регуляции обмена электролитов натрия и калия. Основным минералокортикоидом является альдостерон, который стимулирует реабсорбцию натрия канальцами почек из первичной мочи, при этом теряются с мочой ионы калия и водорода. При этом в результате ряда процессов ферментативного характера из холестерина образуются в различных слоях коры надпочечников три основные группы кортикостероидов, относящихся к химическим соединениям, способным вызывать в чувствительных к ним органам и тканям специфические изменения активности ТПС.

Упомянутые три группы веществ близки друг к другу по своим функциям. Выработка этих веществ подчинена в своей деятельности центральной нервной системе.

Исходя из свойств адиабатических процессов количество альдостерона в биологических жидкостях равно примерно 0,2мкг гормона, а средние величины экскреции с мочой метаболита составляют 9,82±1,34мкг за сутки.

Биосинтез стероидных гормонов представлен на рис.1.4.

Рис. 1.4. Биосинтез стероидных гормонов на основе цикла Карно

41

Механизмы термодинамически обратимых процессов взаимосвязаны с фазовыми переходами, выражающимися в концентрации растворенных веществ, обусловливающих производную энергии Гиббса по количеству соответствующего вещества. Если первое слагаемое энергии Гиббса равно 0, то изменение этой энергии обусловлено только изменением энтропии системы:

осм Qpосм 0; Gосм Т Sосм (1.21.)

Эти процессы совершаются путем разбавления или концентрирования вещества вследствие изменения содержания растворителя в ходе переноса вещества через границу, разделяющую две среды с разными и постоянными концентрациями этого вещества. При этом совокупность растворенного вещества в обоих отсеках – закрытая система, так что критерием самопроизвольности переноса веществ через границу является энергия Гиббса (при Т и Р = const).

Основной задачей центрального управления неспецифических лимбикоретикулярных систем головного мозга является контроль системы химической реакции (изменение энергии Гиббса в реакции Gрц). Эти реакции обусловлены энергией перехода nx молей вещества от существующей концентрации к равновесной. Рассматриваемую реакцию можно разбить на три стадии:

В этом случае энергию Гиббса можно записать для каждой ста-

дии:

Считается, что система находится в состоянии фазового равновесия относительно і-го компонента, если не происходит результирующее перемещение данного компонента из одной фазы в другую..

42

Равновесие может быть динамическим : отдельные молекулы вещества могут переходить из одной фазы в другую, но количество переходов «туда и обратно» (в единицу времени) одинаково. Гетерогенные системы, каковой является кровь, имеют фазовое равновесие, если между фазами существуют следующие виды равновесий: термическое (равенство температур), механическое (равенство давлений) и химическое (в отношении каждого компонента). При условии термического и механического равновесий система находится при постоянном давлении и температуре. Тогда термодинамическим потенциалом в этой системе является энергия Гиббса. Если в системе происходит перемещение некоторого количества dni компонента Yi из фазы а в фазу , то изменение энергии каждой фазы таково:

dG(a) (a)dni , dG( ) ( )dni (1.23.)

Эти процессы обеспечиваются в организме взаимодействием гипоталамуса, воспринимающего стимулы посредством комплекса эрит- роцит-гемоглобин и тормозящих факторов (станинов, передающих эти сигналы посредством обмена калия, натрия, аммиака, хлора, сернистых соединений под влиянием сегменто-ядерных нейтрофилов) (38, 64, 65, 76, 90, 96, 107, 121, 129, 149, 161).

Допустим, что ia определяется просто концентрацией вещества

Yi в фазе а. Тогда в качестве ( ia ) можно взять молярные доли Хі и записать для фазы а уравнение связи:

X ia 1 (1.24.)

i

В случае, если одна из фаза – смесь газов, то в качестве ( ia ) берем парциальное давление каждого газа и записываем для фазы а:

рia р а (1.25.)

i

Изменения условий кровообращения сопровождаются изменениями периферического клеточного состава крови и активностью ТПС. Возникающий каскад химических реакций как внутри клеток, так и на уровне микроциркуляторного русла внутренних органов сопровождается изменениями показателей температур активных точек организма,

43

меняющихся в зависимости от функционального состояния организма (сон, покой, физическая нагрузка). Эти механизмы направлены на регуляцию соответствия гемодинамики и метаболизма, определяемой количеством информации, взаимосвязанной с изменениями временных интервалов, определяемых по данным термометрии пяти активных точек.

Таблица 1.1

Сравнительная характеристика некоторых определяемых фазовых показателей хронокардиометрии

Примечание: АС – фаза асинхронного сокращения; ІС – фаза изометрического сокращения; Т – период напряжения; Е – период изгнания; Sm – механическая систола; ВСП – внутрисистолический показатель. В числителе – параметры левого желудочка, в знаменателе – правого.

44

Известно, что под информацией следует понимать не количество сведений относительно какого-либо явления, а меру устранения энтропии, т.е. меру устранения неизвестности относительно данного явления (т.е. значение температуры активных точек и их значение в регуляции клеточного состава крови и активности ТПС, значение газового состава атмосферы по отношению к количеству эритроцитов и гемоглобина (X1), сегменто - ядерных нейтрофилов (Х2), количеству лимфоцитов (Х3), количеству моноцитов (Х4), количеству палочко-ядерных нейтрофилов (X5), общему количеству лейкоцитов (Х6), концентрации натрия в плазме (Х7), суточному выделению натрия в мэкв/л на кило-

грам веса (Х8).

Таким образом, при расчете показателей на единицу массы тела в зависимости от динамики температурных показателей и времени их стабилизации нам становится известно количество информации, если вычисляется количество энтропии, или неизвестности, устраненной в результате получения какого-либо сигнала, или определения какойлибо величины. Количество информации или энтропии практически вычисляется по формуле К.Шеннона и Н.Винера:

к

Н pi log 2 pi (1.26.)

i 1

Вэтой формуле Н означает количество информации или устраненной энтропии, выраженной в бит; ∑ - знак суммы показателей температур вышеуказанных точек; pi - вероятность появления определенной варианты данной величины (элемента клеточного состава крови);

log2 – знак логарифма по основанию два; К - число вариант, или группировок данной величины. Максимальное количество информации получается в тех случаях, когда вероятность появления всех вариант одинакова. В таком случае формула (1.26.) принимает следующий вид:

Нlog 2 1k (1.27.)

Естественно, согласно формуле (26), максимальное количество информации, полученной от какого-либо множества вариант, распределенных на группы, зависит исключительно от количества групп К

(отношение Табд к Тсл; Табд к Тсп; Табд к Тпп; Табд к Тпл их отношение к атмосферному давлению и газовому составу атмосферы).

45

Распределяя данные о 1107 больных на большие интервалы (всего 9), максимальное количество информации, приходящееся на один интервал, остается постоянным и равно:

В случае, если учитывается не число интервалов, а каждая варианта, тогда количество информации, приходящееся на одну, равно в нашем случае:

При совместном распределении двух совокупностей вариант, как это нам приходилось делать при анализе корреляции между показателями гомеостаза (взятыми попарно), можно вычислить и среднюю информацию, соответственно одной клетки корреляционной решетки согласно формуле:

k

H (xy) pij log 2 pij (1.30.)

ij

Вданной формуле pij означает вероятность появления варианты

вклетке, находящейся на перекрестке ряда №i и столбца №j.

При помощи вышеизложенных формул можно вычислить функцию Т, которая на языке теории информации является мерой внутреннего ограничения, а по теории корреляции отражает меру связи или корреляции между совокупностями. Эта функция имеет следующий вид:

Т(ху) =Н(х)+Н(у)-Н(ху) (1.31.)

46

По отношению к коэффициенту и другим показателям корреляции она имеет два существенных преимущества: 1) является самостоятельной, т. е. равна нулю, тогда и лишь тогда, когда между совокупностями нет никакой связи; 2) ее величина не зависит от группировки.

Таблица 1.2. отражает меру связи или корреляцию между совокупностями.

Согласно таблице 1.2., количество информации на каждую единицу всех выборок, совместно распределенных попарно, не достигает максимальной величины. Это объясняется неодинаковыми вероятностями попадания вариант в различные из девяти интервалов группировки. Вообще максимальная величина не превосходит 3бит, а минимальная равна 1,790. Как и следовало ожидать, средняя информация при совокупном распределении достигает больших величин — 5,290 (минимальная – 3,339). Интересно отметить, что малые величины функции Т(ху) представляют собой показатель связи между сравниваемыми совокупностями и, следовательно, являются аналогом показателя корреляции. Обнаруживается даже некоторое соответствие в величинах. Например, самый большой коэффициент линейной корреляции – это коэффициент корреляции между объемом внеклеточной воды и количеством натрия на килограмм веса (г = 0,963). Ему соответствует и самая большая величина Т(ху). В данном случае она равна 1,836бит. В то же время, по нашим данным, показатели корреляции и связи являются менее достоверными, чем Т(ху) - показателями связи между сравниваемыми совокупностями.

Из данных нашего исследования, приведенных в таблице 1.2., видно, что функция Т(ху) ни в одном случае не равна нулю, и, стало быть, между всеми изучаемыми попарно взятыми показателями имеется связь. Эта же функция, согласно данным Pierce (1967г.), позволяет рассчитывать скорость передачи информации от входа до выхода системы, выраженную в бит на секунду (бит/с) При совокупном распределении двух выборок одну из них можно считать входом системы, другую — выходом. В данном случае на входе подается сигнал величиной 2,876 бит. Из них на выходе остается только 0,444. Соотношение информационных значений активности ТПС на входе и выходе системы определяется корреляционными показателями изучаемых активных точек.

Таблица 1.2.

Корреляция между температурными показателями (показатели пяти точек Н(х) – отношение суммы показателей сонных артерий к абдоминальной, Н(у) - отношение показателей подмышечных

47

Нами было ранее доказано, что коэффициенты множественной корреляции возрастают по отношению к простому коэффициенту и вызываются изменениями температурных показателей, взаимосвязанных с количественным составом периферической крови и активностью ТПС.

Имеющиеся в нашем распоряжении данные позволяют утверждать приложимость понятия канала передачи информации к анализу взаимосвязи показателей вегетативного гомеостаза, реализованного в системе ТПС. Такое же значение имеет понятие меры потери информации или ненадежности канала связи (взаимосвязь между количественными параметрами и временем их стабилизации). Эту величину можно вычислить по следующим двум формулам:

Нх(у)=Н(ху)-Н(х) (1.32.)

Ну(х)=Н(ху)-Н(у) (1.33.)

В таблице 1.2. приведена разница в величинах информации каждой совокупности в отдельности, величины ненадежности каналов связи и скорость передачи информации на выходе системы Т(ху). Выборки брались попарно и поочередно менялись местами (первый раз выборка считалась входом, второй раз - выходом).

Это видно из различных величин потери информации в процессе ее передачи (в первом случае 1,553 бит, во втором — 2,550 бит). Следовательно, различна величина помех, и в связи с этим различно и влияние побочных факторов.

Таблица 1.3.

Корреляция между совокупностями, поочередная смена выборок (первый раз выборка считалась входом, второй раз – выходом)

49

50