Значение работ П.К.Анохина в системной организации физиологических функций

Особое значение для человека имеет социальная среда, созданная всей историей развития человечества. В человеческой популяции социальная среда становится доминирующей по отношению к отдельным личностям и их системной биологической организации. Информационные социальные отношения приобретают для человека ведущее значение, как в плане системной организации его поведения, так и в состоянии его здоровья. 
 
Социальная среда формирует у человека функциональные системы, принципиально отсутствующие в биологических популяциях. Эти чисто человеческие функциональные системы, направленные на получение отдельными индивидами и популяциями людей социально значимых результатов, определяющих учебную, производственную и бытовую деятельность, деятельность по защите общества, духовное развитие, религиозные культы и т. д. В социальных человеческих популяциях индивиды уже становятся отдельными элементами популяционных системных организаций, деятельность которых направлена на получение общественно значимых социальных результатов. Таким образом, внешняя среда, которая для функциональных систем гомеостатического уровня является всего лишь внешним звеном саморегуляции, приобретает для человека самостоятельное значение и подчиняет себе отдельных человеческих индивидов со всеми составляющими их функциональными системами метаболического и гомеостатического уровня. Функциональные системы, составляющие внутреннюю среду организма человека, начинают обеспечивать социально значимые задачи.

Теория функциональных систем, таким образом, радикально изменяет сложившиеся представления о  строении организма человека и его функциях. Взамен представлений о человеке как наборе органов, связанных нервной и гуморальной регуляцией, теория функциональных систем рассматривает организм человека как совокупность множества взаимодействующих функциональных систем различного уровня организации, каждая из которых, избирательно объединяя различные органы и ткани, так же как и потребные предметы окружающей действительности, обеспечивает достижение полезных для организма приспособительных результатов, обусловливающих в конечном счете устойчивость метаболических процессов.

Одни функциональные системы в целом организме  взаимодействуют по принципу иерархического доминирования, другие - по принципу мультипараметрического взаимодействия. Ряд функциональных систем связан последовательно во времени. 
 
Образно говоря, морфологический субстрат представляет только клавиатуру рояля, на которой различные функциональные системы разыгрывают разнообразные мелодии, удовлетворяющие различные потребности человека.

Функциональные  системы человеческих социальных популяций представляют качественно новую форму их организации, отличную от животных. Необходимость содружественного достижения полезных в биологическом и социальном плане результатов привели к тому, что функциональные системы социального уровня организации объединяют человеческих индивидов в системные организации в качестве отдельных элементов. Возможно, что и функциональные системы социального уровня, являются отдельными компонентами функциональных систем более высокого космического уровня, существование которых можно предполагать на основе работ В. И. Вернадского, А. Л.Чижевского, В. П. Казначеева и др. Однако этот вопрос требует специального изучения.

Системные представления  об организации функций человека его общественных популяций открывают новые возможности оценки его состояния в процессе различных проявлений жизнедеятельности, особенно трудовой активности, а также при проведении реабилитационных мероприятий.

Системная диагностика здоровья

С позиций теории функциональных систем нормальное состояние человека может быть определено как слаженное взаимодействие функциональных систем разного уровня организации в их иерархических, мультипараметрических и временных соотношениях по горизонтали и вертикали, обеспечивающее оптимальный для жизнедеятельности организма гомеостазис и адаптацию к условиям обитания. С этих же позиций социальная адаптация человека определяется как способность его функциональных систем обеспечивать достижение социально значимых результатов.

Здоровый организм характеризуется таким образом системной и межсистемной гармонией. Слаженное взаимодействие функциональных систем в организме человека по иерархическому и мультипараметрическому принципам осуществляется на основе синхронизации ритмов их деятельности, а также ритмов, составляющих их отдельных элементов. В этом проявляются прозорливые представления А. А. Ухтомского о хронотопе.

Проведенные нами специальные исследования показали, что во всех случаях, когда физиологические  функции работающего человека не соответствуют заданному технологическим процессом ритму производственной деятельности, когда утрачивается гармония ритма производственной деятельности с ритмом физиологических показателей, обеспечивающих рабочий процесс, и особенно нарушается синхронизация ритмов сердцебиений и дыхания, у рабочих проявляется психоэмоциональное напряжение - стресс.

Системная диагностика ранних дисфункций

Теория функциональной системы открыла новые перспективы  ранней диагностики нарушений физиологических  функций человека в условиях реальной производственной деятельности, особенно в условиях напряженной работы современного производства. При регистрации физиологических показателей в соответствии с результатами социально значимой производственной деятельности человека оказалось возможным профилактически определять физиологическую "цену" результативной производственной деятельности и выявлять индивидов, сохраняющих нормальные физиологические показатели и проявляющих различные дисфункции.

В соответствии с теорией функциональных систем любая производственная деятельность каждого человека подразделяется на отдельные результативные "системокванты", каждый из которых определяется совокупной деятельностью функциональных систем поведенческого и гомеостатического уровня. Оценка системных физиологических показателей на рабочем месте осуществляется в соответствии с этапными и конечными результатами "системоквантов" производственной деятельности.

Проведенные нами наблюдения обнаружили выраженные индивидуальные различия физиологических показателей, обеспечивающих выполнение однотипных производственных "системоквантов" у различных рабочих. Рабочие, у которых ритм сердечной деятельности и дыхания был скоррелирован и соответствовал этапным и конечным результатам "системоквантов" производственной деятельности, как правило, во время работы не обнаруживали психоэмоционального напряжения и утомления и показывали хорошие производственные результаты. Рабочие, ритм сердцебиений и дыхания у которых не был синхронизирован и не соответствовал этапным и конечным результатам "системоквантов" производственной деятельности, во время работы жаловались на психоэмоциональное напряжение и утомление. Рабочие этой группы проявляли низкую производительность труда. У них отмечалась более высокая заболеваемость. Рабочие этой группы чаще увольнялись с производства, хотя оно в целом им нравилось.

Таким образом  оказалось возможным осуществлять своеобразную диагностику здоровья у людей в процессе их реальной производственной деятельности.

Системная диагностика эмоционального стресса

Эмоциональный стресс, как постулирует теория функциональных систем, формируется в условиях длительных и непрерывных конфликтных ситуаций, в которых субъекты лишены возможности удовлетворять свои ведущие потребности, т. е. достигать полезных для них риспособительных результатов. В конфликтных ситуациях нарастают и суммируются отрицательные эмоции, резко редуцируются антистрессорные положительные эмоции и на основе изменения химических свойств мозговых структур создаются условия перехода отрицательных эмоций в устойчивое стационарное возбуждение мозга. В результате формируются такие психосоматические заболевания, как неврозы, психозы, артериальная гипертензия, стенокардия, иммунодефициты, гормональные нарушения, диабет, язвенные поражения желудочно-кишечного тракта и т. д. 
 
Эмоциональный стресс нарушает имеющую место в нормальном организме гармонию внутри- и межсистемных информационных отношений, которая является наиболее чувствительной к различным повреждающим воздействиям. Вследствие этого при эмоциональных стрессах прежде всего нарушаются основные биоритмы организма: бодрствования и сна, менструальные циклы и пр. Одним из ранних показателей дисфункций при эмоциональном стрессе является нарушение синхронизации ритма дыхания и сердцебиения.

Сигналом информационных нарушений в организме является возникновение неприятных эмоциональных ощущений.

С системных  позиций патогенез вызванных  эмоциональном стрессом психосоматических  заболеваний можно представить  следующим образом.

В конфликтной  ситуации при отсутствии возможности  достижения субъектом поведенческого результата происходит активация эмоциогенных лимбико-ретикулярных структур мозга. При этом усиливаются нисходящие нервные и гуморальные влияния эмоциогенных центров на периферические органы. Это приводит к нарушению ранее согласованной иерархической и мультипараметрической интеграции функциональных систем организма, т. е. к их дезинтеграции. Эту стадию можно рассматривать как информационную стадию развития дисфункций. Механизмы саморегуляции функциональных систем в этих условиях стремятся удержать свои полезные для организма приспособительные результаты в рамках, обеспечивающих нормальное течение метаболических процессов. Они начинают работать весьма интенсивно, хотя это удается не во всех случаях.

При длительных и непрерывных конфликтных ситуациях, когда в центральной нервной  системе складывается "застойное" эмоциональное возбуждение, на основе непрерывных нисходящих влияний эмоциогенных структур мозга на периферические органы повреждаются механизмы саморегуляции наиболее генетически или индивидуально ослабленных функциональных систем. При этом общая сумма отклоняющих от нормального уровня тот или иной результат деятельности этих функциональных систем становится преобладающей над факторами, возвращающими этот результат к оптимальному для метаболизма уровню. Чаще всего при этом страдают механизмы саморегуляции деятельности сердца, артериального давления, иммунитет, гормональный гомеостазис и устойчивость слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта.  
 
В условиях длительного преобладания отклоняющих факторов нарушаются нормальные механизмы саморегуляции и ткани переходят на местные патологические механизмы регуляции процессов жизнедеятельности. Нередко это приводит или к патологическому росту, или гибели клеток и различным дистрофическим процессам. Эту стадию развития патологического процесса можно рассматривать как метаболическую. На этой стадии развития патологический процесс уже затрагивает молекулярные и клеточные механизмы, включая активность их генетического аппарата.

Функциональные  системы в патологии

При действии на организм повреждающих факторов физической, химической или биологической природы формируются патологические системы. Свойства и особенности формирования патологических систем подробно изучены Г. Н. Крыжановским. 
 
Патологический очаг может объединять в патологический процесс местные метаболические реакции и ряд органов, так же как и регуляторные процессы. По отношению к патологическим системам происходит перестройка деятельности нормальных функциональных систем, причем их активность может быть направлена на ликвидацию патологической системы или установление нового компенсаторного уровня меж- и внутрисистемных отношений. Наличие в организме патологической системы, функционирующей по своим законам патологии, естественно, изменяет слаженную деятельность дефинитивных функциональных систем организма. В этом случае деятельность одних из них оказывается нарушенной, а другие компенсируют нарушенные функции, обеспечивая в меру возможности оптимальный уровень процессов жизнедеятельности. При этом в целом организме складываются противодействующие взаимодействия двух тенденций: с одной стороны, патологическая, создающая нарушения нормальных физиологических функций, с другой - компенсаторная деятельность физиологических функциональных систем, направленная на ликвидацию патологического процесса. 
 
Результаты деятельности самих патологических систем часто утрачивают адаптивное для организма значение. Наоборот, их достижение способствует деструкции организма. Внешним проявлением деятельности патологических систем является формирование патологических синдромов.

В некоторых  случаях и естественные функциональные системы вследствие нарушения их нормальных саморегуляторных механизмов могут стать причиной патологических расстройств в организме.

Наиболее характерны в этом плане патологические системы, которые складываются, например, у алкоголиков или наркоманов под влиянием приемов алкоголя и наркотиков. Прием этих веществ у отдельных индивидов приводит к серьезным изменениям свойств центров основных биологических мотиваций в гипоталамической области, их метаболическому перерождению и, как следствие, нарушению деятельности определяющих их функциональных систем. Сформированная при этом патологическая система теряет адаптивное значение и становится деструктивной.

В условиях патологии, в частности при эмоциональных стрессах и некоторых инфекционных заболеваниях, наблюдается растормаживание отдельных функциональных систем, которые на ранних стадиях онтогенетического развития имели адаптивное значение, например сосательная и хватательная функции, спинальные автоматизмы, общедвигательные некоординированные реакции, а затем были заторможены вновь сформированными приспособительными функциональными системами.

В связи с  рассматриваемым вопросом естественно  предположить, можно ли патологическую систему рассматривать как адаптивную? В большинстве случаев патологическая система не является адаптивной, так как она своей деятельностью направлена на деструкцию организма. Однако в отдельных случаях патологическая система через активацию дефинитивных физиологических функциональных систем может оказывать адаптивное действие на организм, повысив за счет компенсаторной деятельности устойчивость организма к патологическим воздействиям, например, при иммунизации. 
 
Патологические системы могут приводить к подавлению деятельности дефинитивных функциональных систем. При этом складывается дезинтеграция их деятельности, когда одни функциональные системы подавляются патологическим процессом на фоне компенсаторного усиления деятельности других функциональных систем. Вопросы перестройки функциональных систем в условиях патологии все еще требуют дальнейшей разработки.

Клинические аспекты системной диагностики

Болезнь, как  правило, затрагивает в целом  организме деятельность множества  взаимосвязанных функциональных систем. В связи с этим оценка различных показателей деятельности организма в условиях патологии должна учитывать системную интеграцию физиологических функций.

При каждом заболевании  прежде всего необходимо определить, какие функциональные системы затронул патологический процесс и нарушение деятельности которых усугубляет его, а деятельность каких функциональных систем имеет компенсаторную направленность. 
 
Стойкое повышение артериального давления, например, может быть связано с нарушениями в самых разных звеньях функциональной системы, определяющей оптимальный уровень артериального давления в организме: барорецепторного аппарата, центральных эмоциогенных и сосудодвигательных механизмов, периферической сосудистой или гормональной регуляции и т. д. Одновременно с этим изменяется деятельность других, связанных с ней функциональных систем выделения, водно-солевого баланса, поддержания температуры тела и т. д.