Cuantificarea teoria fenomenologică a îmbătrânirii

Video: Dezvoltarea psihosexuale a omului. curs 2

Presupunerea de bază a teoriei Prigogine-VIAM este afirmația că raportul dintre termodinamicii liniare ale proceselor ireversibile sunt corecte și sunt supuse unor modificări legate de vârstă ale corpului.

Dar acest lucru înseamnă că, pentru a descrie procesele de dezvoltare și de creștere, puteți utiliza forma de ecuația (3), și anume, pentru a construi o ecuații fenomenologice capabile - .. Și acest lucru este deosebit de important pentru îmbătrânire - să ia în considerare interacțiunea diferitelor fenomene care au loc în organismele modificate de vârstă.

Dezvoltarea, creșterea și îmbătrânirea includ un punct de vedere fenomenologic, 3 tipuri de fenomene: modificarea greutății corporale (creștere), apariția diferențelor în diferite părți ale sistemului (diferențiere) și modificarea formei corpului (modelarea).

Desemnând un anumit modificări de debit masic de Jg = 1 / W * dW / dt, diferențierea fluxului specific prin Jd = 1 / W * dD / dt și formarea specifică curge prin Jf = 1 / W * dF / dt, putem scrie în mod formal folosind ecuația (3), reacția creșterii, diferențierii și morfogenezei în forma:

(5)

unde W - greutatea animalului corp, D - diferențiere, F - modelarea, Ji - fluxurile respective, Xi - forță, KIJ - coeficienți.

Dificil este problema sensului unui anumit rezistență în ecuația (5). Termodinamica proceselor ireversibile ca ecuațiile fenomenologice folosesc de obicei legile empirice stabilite experimental.

Această cale a fost utilizată în determinarea forțelor în ecuația (5) (Zotin 1974 1976- Zotin, Zotin, 1973). Pe baza diferitelor legi empirice, sa decis că o forță care definește înălțimea, are forma Xg = RG (wbm / Wb-1), iar forța care determină diferențierea, - Xd = rd (tm-t). Din dimensiunile unora dintre ipotezele și considerații forța care determină forma și structura a fost obținută în formă Xf = RF (wbm-Wb).

Substituind valoarea acestor forțe în ecuația (5), avem un sistem de ecuații diferențiale:

(6)

unde Lij = rikij.

Prima ecuație din (6) trebuie să descrie modificarea greutății corporale a animalelor pe o durată de viață, astfel încât este ușor de verificat, prin compararea cu datele experimentale. Calculele efectuate de un computer, a arătat că această ecuație descrie destul de bine schimbarea greutății corporale de castori și hamsteri pe tot parcursul vieții (Fig. 14).

Fig. 14. Compararea datelor experimentale (cercuri) obținute în studiul modificărilor greutății corporale pe durata de viață a whiteleg castor (A) (B) și aur hamsteri (At), cu curba calculată prin ecuația (6) (Zotin și colab., 1978 ).
Pe ordonata - masa corporala% din maksimalnoy- abscisa - timp% din timp pentru a atinge greutatea maximă a animalelor.

Trebuie remarcat faptul că aceasta este una dintre puținele ecuații de creștere, care este fără ipoteze suplimentare capabile să descrie modificarea greutății corporale a animalelor pe tot parcursul vieții. Ecuația convențională de creștere, ecuația Bertalanfi de exemplu, funcția Gompertz și colab. (Zotin și colab., 1975- Zotin, Zotin, 1973), sunt capabili să descrie doar o perioadă inițială de variație a greutății corporale a animalelor, dar nu și faza staționară și o scădere a greutății corporale la sfârșitul anului viață.

Cu toate acestea, sa dovedit că creșterea sistemului de ecuații (6) nu se aplică în toate cazurile, pentru studiul modificărilor de greutate corporală a animalului. Astfel, acesta nu a transformat un acord bun între datele empirice obținute în timpul studiului schimbărilor în greutatea corporală a oamenilor (Zotin, 1974). Creșterea de oameni este semnificativ diferită de alte mamifere de creștere (Brody, 1945- Zotin, 1974) precum și unele caracteristici ale copiilor embrionare păstrează nașterea lor (chiar mai mult, se pare că, aparține unui marsupial).

creștere Inaplicabilitatea ecuația (6) pentru a descrie schimbările în greutatea corporală a oamenilor poate fi explicată prin faptul că se obține dintr-o formă liniară (3) relații. Aceste relații sunt valabile numai pentru sistemele termodinamice aproape de echilibru sau de starea de echilibru. Aici, întâlnim mai întâi problema de non-liniaritate, t. E. Du-te dincolo de teoria Prigogine-Viama- pentru a descrie stadiile timpurii de creștere la oameni și alte animale, folosesc o teorie termodinamică non-lineară. În prezent, o astfel de teorie universal nu sunt acceptate.

Prin urmare, am încercat să folosim pentru a construi un neliniare ecuații fenomenologice una dintre variantele teoriei - teoria proceselor ireversibile neliniare stocastic Bakhareva-Biryukova (Zotin etc, 1975- Zotin., 1976).

Rezultante ecuațiile fenomenologice neliniare au un final (Zotin, 1976- Zotin și colab., 1978), după cum urmează:

(7)

unde

(8)

Sa constatat că creșterea sistemului de ecuații neliniare (7) este bine în concordanță cu datele empirice obținute în studiul greutății corpului uman pe tot parcursul vieții. Ecuația de creștere (7) poate fi utilizat pentru a determina maximul posibil speranţa de viață animale și om (Zotin și colab., 1978).

În prezent, nu există metode satisfăcătoare pentru determinarea unui individ Speranța de viață (RV) animale si oameni (Dubin, Razumovich, 1975). Între timp, această problemă este de mare importanță pentru Gerontologia experimentale, ca și utilizarea metodelor de prognozare ar putea reduce drastic timpul de cercetare și consumatoare de timp intensivă a forței de muncă.

Propus Zotin și colab. (1978) Metoda se bazează pe următoarele ipoteze. Ontogenia uman și mamifere, așa cum sa menționat, există o perioadă în care se observă o scădere a greutății corporale, ceea ce corespunde unei mai degrabă stadiile târzii ale organismelor imbatranirii (Fig. 14, 15).

Fig. 15. Descrierea modificării greutății corporale a persoanelor care utilizează ecuația (7) și de calcul durata maximă de viață, folosind această ecuație (Zotin și colab., 1978).
Axa verticală - greutatea corporală, pe orizontală Cg axa - ani de timp. Linia orizontală punctată arată cel mai înalt nivel posibil de pierdere în greutate în curs de îmbătrânire bărbați săgeată - timp pentru a ajunge la acest nivel.

Evident, această reducere nu poate merge prea departe: trebuie să existe o limită sub care pierderea in greutate este imposibilă. Dacă era cunoscut faptul că limita se bazează pe creșterea ecuației (7), am putea calcula numărul maxim posibil al pancreasului.

Din păcate, în prezent, nu este posibil să se definească această experimentare constantă. Prin urmare, pentru a determina era necesar să se bazeze pe o anumită ipoteză referitoare la animale și masa corpului uman mecanism de scădere în timpul îmbătrânirii. Această ipoteză este după cum urmează. Se presupune că pierderea în greutate se datorează înfometare celulelor și țesuturile organismului de îmbătrânire din cauza nivelului prea scazut al metabolismului bazal funcționale.

Este cunoscut faptul că în timpul creșterii și al îmbătrânirii animale și om există o scădere continuă a metabolismului bazal (a se vedea., De exemplu, Fig. 10, 11). De ceva timp intensitatea respiratorie se poate ajunge la un astfel de nivel scăzut, care va determina o scădere a ratei de intrare și asimilarea de substanțe nutritive și, în consecință, înfometarea intracelular. În cele din urmă greutate corporală va scadea animalul de imbatranire.

Dacă și-a exprimat presupunerea este adevărat, moartea naturală trebuie să apară ca urmare a unor organisme funcționale foame.

Apoi, speranța de viață maximă posibilă va fi determinată de aceiași factori ca și durata maximă posibilă a postului. Prin urmare, valoarea maximă posibilă a pierderii în greutate la animale sau la om imbatranire pot fi obținute pe baza datelor cu privire la reducerea maximă posibilă a greutății corporale, cu foame totală sau parțială.

Aceste date sunt disponibile în literatura de specialitate, nu numai pentru animale, ci și pentru oameni. Acestea sunt obținute atunci când acordă asistență victimelor foametei în timpul asediului orașelor mari. Aceste date, precum și materialele obținute prin înfometare medicală arată că valoarea limită oameni reducerea greutății corporale este o medie de 30% din greutatea corporală într-o perioadă de creștere staționară (Zotin și colab., 1978).

Folosind această creștere constantă, non-liniară a ecuației (7) și datele privind schimbarea masei corporale a bărbaților belgieni ai secolului trecut (Fig. 15), a fost calculat durata de viață maximă posibilă, care sa dovedit a fi de 160 de ani (Zotin și colab., 1978). Această cifră este semnificativ diferită de cea acceptată în general maxim gerontologie oameni valori RV, care nu depășește 120 de ani.

Trebuie remarcat, totuși, că gerontologists care caută să determine durata de viață maximă reală, folosind în principal documente justificative longevivi. În metoda propusă, este teoretic posibil pentru durata maximă de viață.

Evident, poate fi foarte diferit de pancreas reale precum oamenii nu mor de bătrânețe, ci de boala. În procesul de îmbătrânire și îmbunătățește funcționalitatea de risc foame organismului de boli sau de deces la orice bolii crește dramatic. Prin urmare, pentru a atinge, teoretic, posibilă viața pare imposibil, deși acest lucru ar trebui să fie corelate cu pancreasul maxim realizabil.

Acestea sunt principalele constatări legate de luarea în considerare a îmbătrânirii termodinamicii.

Această analiză se bazează pe utilizarea termodinamicii relații liniare ale unor procese ireversibile și, în special criteriul evoluției (1) și ecuațiile fenomenologice (3).

Există, totuși, obiecții teoretice serioase la utilizarea criteriului (1) pentru a descrie evoluția organismelor în procesul de dezvoltare, creștere și îmbătrânirea (Wolkenstein, 1973). Faptul că, după cum sa menționat, aplicabilitatea termodinamicii relații liniare ale unor procese ireversibile, sisteme limitate la zona din apropierea de echilibru sau starea de echilibru. Sistemele vii sunt departe de echilibru, și, aparent, nu se pot utiliza termodinamica liniare ale proceselor ireversibile pentru a descrie modificările acestora.

În prezent, nu există nici o teorie general acceptată a proceselor termodinamice ireversibile neliniare (Zotin, 1980). Prin urmare, ne confruntăm cu o alternativă: fie să abandoneze încercările de analiză termodinamică a proceselor de viață, sau în utilizarea rezonabilă a obținut deja rezultate în termodinamica pentru a studia probleme de interes pentru noi.

Acesta din urmă, se pare, este de preferat. Și nu numai din cauza termodinamicii moderne de aplicare a fenomenelor de dezvoltare a organismelor dă rezultate bune, de multe ori susținute de date experimentale, dar și pentru că termodinamica liniare ale proceselor ireversibile, în multe cazuri, în principiu, pot fi folosite pentru a descrie aceste fenomene.

Acest lucru rezultă din următoarele considerente.

1) În multe cazuri, procesul de creștere și dezvoltare descrisă în special prin ecuații liniare fenomenologice, care este una dintre principalele condiții de aplicabilitate a acestei secțiuni a termodinamicii. De fapt, am o dată cu care se confruntă cu problema de non-liniaritate, atunci când oamenii se uita la etapa inițială de creștere. Dar, în acest caz, este posibil pentru a obține în jurul acestor dificultăți, prin introducerea unor fel sau alți termeni neliniare în ecuația originală.

2) Modificarea ratei respirației (BMR) în timpul creșterii și îmbătrânirii multor animale poate fi descrisă pe baza ecuației (4) derivată din teoria liniară sau prin raționament bazat pe raportul dintre termodinamica liniare ale proceselor ireversibile (Zotin, 1980).

3) Studiul efectului temperaturii asupra proceselor de creștere și dezvoltare arată că, în multe cazuri, acest efect este descrisă de o funcție exponențială (Arămar, 1977).

Această dependență, la rândul lor, pot fi obținute din termodinamica clasică, m. E. Din teoria termodinamică a proceselor de echilibru sau cvasi-echilibru. Iată trei argumente pentru a demonstra că, pentru a descrie procesele reale care au loc în timpul dezvoltării și în special în timpul creșterii și îmbătrânirii, este posibil să se utilizeze relații liniare ale termodinamicii proceselor ireversibile.

Distribuiți pe rețelele sociale:

înrudit