Kvantifikaci fenomenologické teorie stárnutí

Video: psychosexuální vývoj člověka. přednáška 2

Základním předpokladem teorie Prigogine-VIAM je tvrzení, že poměr lineární termodynamiky nevratných procesů jsou spravedlivé a jsou předmětem změny související s věkem těla.

Ale to znamená, že za účelem popsat vývoj a růstové procesy, můžete použít formu rovnice (3), tedy stavět fenomenologické rovnice schopné - .. A to je důležité zejména pro stárnutí - brát v úvahu interakci různých jevů, které se vyskytují v organismu s věkem modifikován.

Vývoj, růst a stárnutí patří fenomenologický názor, 3 druhy jevů: změny tělesné hmotnosti (zvýšení), výskyt rozdíly v různých částech systému (diferenciace), a změna tvaru těla (tvarování).

Určení specifické změny hmotnostní průtok JG = 1 / W * dW / dt, konkrétní tok diferenciace prostřednictvím Jd = 1 / W * dD / dt a specifickou formaci protékat Jf = 1 / W * dF / dt, lze formálně psát pomocí rovnice (3), do reakce růst, diferenciaci a morfogenezi ve tvaru:

(5)

kde W - zvíře je tělesná hmotnost, D - diferenciace, F - tvarování, Ji - jednotlivé toky, Xi - síla, Kij - koeficienty.

Obtížné je otázka smyslu určité síly v rovnici (5). Termodynamika nevratných procesů jako fenomenologické rovnice obvykle používaly empirické zákony zavedené experimentálně.

Tato cesta byla použita při stanovení sil v rovnici (5) (Zotin 1974, 1976- Zotin, Zotin, 1973). na různých empirických zákonů musí, bylo rozhodnuto, že síla, definující výšku, má tvar x g = RG (WBM / SB-1), a sílu, která určuje, diferenciaci, - Xd = rd (tm-t). Z rozměrů některých předpokladů a úvah silou, která určuje tvar a struktura byla ve formě xf = rf (WBM-WB).

Dosazením hodnotu těchto sil v rovnici (5), máme systém diferenciálních rovnic:

(6)

kde Lij = rikij.

První rovnice (6) mají popsat změnu tělesné hmotnosti zvířete po celý život, takže je snadno ověřit, srovnáním s experimentálními daty. Výpočty prováděné počítačem, ukázala, že tato rovnice popisuje dobře změny tělesné hmotnosti bobrů a křečků po celý život (obr. 14).

Obr. 14. Srovnání experimentálních dat (kruhy), získaných při studiu změn tělesné hmotnosti po dobu trvání Beaver (A) whiteleg (B) a zlata (V) křečků, s křivkou vypočtená podle rovnice (6) (Zotin et al., 1978 ).
Na ose y - Body mass% z maksimalnoy- úsečka - time% času, aby se dosáhlo maximální hmotnosti zvířat.

Je třeba poznamenat, že toto je jeden z mála růstových rovnic, který je bez dalších předpokladů schopni popsat změnu tělesné hmotnosti zvířete po celý život. Konvenční růst rovnice, rovnice Bertalanfi například funkce Gompertzova et al., (Zotin et al., 1975- Zotin, Zotin, 1973), jsou schopni popsat pouze počáteční období kolísání tělesné hmotnosti zvířete, ale ne stacionární fáze a snížení tělesné hmotnosti na konci life.

Nicméně se ukázalo, že růst soustavy rovnic (6) není použitelný ve všech případech ke studiu změn tělesné hmotnosti zvířat. Tak to nebylo obrátil dobrou shodu mezi empirických dat získaných při studiu změn v tělesné hmotnosti člověka (Zotin, 1974). Růst lidí se výrazně liší od ostatních savců růstu (Brody, 1945 Zotin, 1974) stejně jako některé vlastnosti embryonálních dětí, aby jejich zrodu (dokonce více tak, zdá se, že patří do vačnatce).

Nepoužitelnost růst rovnice (6), k popisu změny tělesné hmotnosti u lidí, lze vysvětlit tím, že je získána z lineární formě (3) vztahy. Tyto vztahy jsou platné pouze pro termodynamických soustavách blízko rovnováhy a rovnovážného stavu. Zde jsme nejprve narazí na problém nelinearity, t. E. Přesahují teorie Prigoginem-Viama- popsat časná stadia růstu u lidí a jiných živočichů, pomocí nelineární termodynamické teorie. V současné době taková teorie všeobecně přijímána ne.

Proto jsme se pokusili použít ke konstrukci nelineárního fenomenologických rovnice jedné z variant teorie - teorie náhodných nelineárních nevratných procesů Bakhareva-Biryukova (Zotin atd., 1975- Zotin, 1976.).

Výsledné nelineární fenomenologické rovnice mají konečnou (Zotin, 1976- Zotin et al., 1978) následujícím způsobem:

(7)

kde

(8)

Bylo zjištěno, že růst soustavy rovnic nelineární (7) je také v souladu s empirických údajů získaných ve studii lidské tělesné hmotnosti po celý život. Růst rovnice (7) může být použit pro stanovení maximální možný životnost zvířat a lidí (Zotin et al., 1978).

V současné době neexistují žádné uspokojivé metody pro stanovení individuální Střední délka života (RV) zvířata a lidi (Dubin, Razumovich, 1975). Mezitím se tato otázka má velký význam pro experimentální gerontologie, jako je použití prognostických metod by mohlo výrazně snížit čas pracná a časově náročný výzkum.

Navrhované Zotin a kol. (1978) Metoda je založena na následujících předpokladech. Ontogenezi člověka a savců, jak bylo uvedeno, je období, kdy dochází k poklesu tělesné hmotnosti, což odpovídá spíše pozdních stadiích stárnutí organismů (Obr. 14, 15).

Obr. 15. Popis změny tělesné hmotnosti u lidí, pomocí rovnice (7) a výpočet maximální životnost pomocí následující rovnice (Zotin et al., 1978).
Svislá osa - tělesná hmotnost, Cs na vodorovné ose - time let. Vodorovná přerušovaná čára znázorňuje nejvyšší možnou úroveň hubnutí ve stárnoucí muži šipka - čas pro dosažení této úrovně.

Je zřejmé, že toto snížení nemůže jít příliš daleko: musí existovat hranice, pod níž hubnutí je nemožné. Pokud bylo známo, že limit je založen na růstu rovnice (7), můžeme vypočítat maximální možný slinivky břišní.

Bohužel, v současné době není možné definovat tento konstantní experimentování. Z tohoto důvodu, aby se zjistilo, že bylo nutné se spoléhat na určité hypotézy týkající se zvířat a lidské tělo hmotnost spouštění mechanismu v průběhu stárnutí. Tato hypotéza je následující. Předpokládá se, že úbytek hmotnosti je kvůli hladovění funkčních buněk a tkání v organismu, stárnutí v důsledku příliš nízké úrovni bazálního metabolismu.

Je známo, že v průběhu růstu a stárnutí zvířata a člověka existuje kontinuální pokles bazálního metabolismu (viz. Například, obr. 10, 11). Po určitou dobu respirační intenzita může tak nízkou úroveň, že způsobí pokles přítok a vstřebávání živin a v důsledku toho, intracelulární hladovění dosáhnout. Nakonec tělesná hmotnost se sníží stárnutí zvířete.

Pokud vyjádřeno předpoklad je pravda, přirozená smrt musí nastat v důsledku hladovění funkčních organismů.

Potom se maximální možná životnost se stanoví stejnými faktory, jako je maximální možnou dobu trvání půstu. V důsledku toho je maximální možná hodnota snížení tělesné hmotnosti u stárnoucích lidí nebo zvířat může být získán na základě údajů o maximální možné snížení tělesné hmotnosti, s plným nebo částečným hladovění.

Uvedené údaje jsou obsaženy v literatuře, a to nejen pro zvířata, ale i pro lidi. Získávají se při poskytování pomoci obětem hladomoru během obléhání velkých měst. Tyto údaje, stejně jako materiály získané lékařským hladovění ukazují, že mezní hodnota lidé snížení tělesné hmotnosti je v průměru o 30% tělesné hmotnosti ve stacionární růstové periody (Zotin et al., 1978).

Pomocí této konstanty nelineární růst rovnice (7) a údaje o tělesné hmotnosti změny belgických mužů minulého století (viz obr. 15), se vypočítá maximální možný životnost, což bylo zjištěno, že 160 let (Zotin et al., 1978). Tento údaj je výrazně odlišná od všeobecně přijímané v maximálním gerontologie hodnoty RV lidí, která nepřesahuje 120 let.

Je třeba poznamenat, že gerontologists snaží určit skutečný maximální životnost, především pomocí písemné doklady o dlouhých jater. V navrhovaném způsobu, to je teoreticky možné, že maximální životnost.

Je zřejmé, že to může být velmi odlišné od skutečných slinivky břišní, stejně jako lidé neumírají stářím, ale z nemoci. V procesu stárnutí a zvyšuje funkčnost hladovění riziko tělesného onemocnění nebo úmrtí jakékoliv zvyšuje onemocnění dramaticky. Proto, aby bylo dosaženo teoreticky možný život zdá nemožné, i když by to mělo být v korelaci s maximální dosažitelnou slinivky.

To jsou hlavní závěry týkající se zřetelem na stárnutí termodynamiky.

Tato úvaha je založena na použití lineární vztahy termodynamiky nevratných procesů, a to zejména kritérium evoluce (1) a fenomenologické rovnice (3).

Existují však vážné teoretické námitky proti použití kritéria (1) popsat vývoj organismů v procesu vývoje, růstu a zrání (Wolkenstein, 1973). Skutečnost, že, jak již bylo uvedeno, použitelnost lineární vztahy termodynamiky nevratných procesů, systémů omezena na oblasti blízko rovnováhy nebo ustáleném stavu. Živé systémy jsou daleko od rovnováhy, a zdánlivě, nelze použít lineární termodynamika nevratných procesů popsat jejich změny.

V současné době neexistuje obecně přijímaná teorie nelineárních nevratných termodynamických procesů (Zotin, 1980). Proto jsme se potýkají s alternativním: buď se vzdáme Pokusy termodynamickou analýzu životních procesů, nebo v přiměřené použití již dosažené výsledky v termodynamice studovat problematiku nás zajímají.

Ten, jak se zdá, je vhodnější. A to nejen proto, že moderní termodynamiky aplikaci fenoménů vývoje organismů dává dobré výsledky, které jsou často podporovány experimentálními daty, ale také proto, že lineární termodynamiky nevratných procesů v mnoha případech v zásadě lze použít k popisu těchto jevů.

To vyplývá z následujících úvah.

1) V mnoha případech, je proces vývoje a růstu popsán lineárními fenomenologických rovnic, která je jednou z hlavních podmínek pro provádění této části termodynamiky. Ve skutečnosti jsme jednou potýkají s problémem nelinearity, kdy lidé se podíval na počáteční fázi růstu. Ale v tomto případě je možné obejít tyto obtíže tím, že představí nějaký způsob, nebo jiné nelineární výrazy v původní rovnice.

2) Změna rychlosti dýchání (BMR) během růstu a zrání mnohých zvířat může být popsán na základě rovnice (4), odvozený z teorie lineárních nebo prostřednictvím uvažování na základě poměru lineárních termodynamiky nevratných procesů (Zotin, 1980).

3) studium vlivu teploty na procesy růstu a vývoj ukazuje, že v mnoha případech je tento účinek popsaný exponenciální funkcí (Coppersmith, 1977).

Tato závislost, podle pořadí, může být získán z klasické termodynamiky, m. E. Z termodynamického teorii rovnováhy nebo kvazi-rovnovážné procesy. Zde jsou tři argumenty ukazují, že k popisu skutečné procesy probíhající v průběhu vývoje a zejména v průběhu růstu a stárnutí, je možné použít lineární vztahy termodynamiky nevratných procesů.

Sdílet na sociálních sítích:

Podobné