ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ В ТКАНЯХ РОГОВИЦЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ В УСЛОВИЯХ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ МЕТОДОМ ФРАКТАЛЬНОЙ ПАРАМЕТРИЗАЦИИ
DOI:
https://doi.org/10.22213/2410-9304-2019-4-32-40Ключевые слова:
адаптация, мультифрактальная упорядоченность, энтропия, информационная система, самоорганизация, состояние стрессаАннотация
В работе изучалось влияние времени полевого воздействия и психотипа животного на формирование мультифрактальных параметров информационной системы роговицы животного и проявления синергизма адаптации.
Мультифрактальный анализ изображений дает количественную оценку структурных параметров, а синергетика определяет динамическую устойчивость и адаптационную способность структуры тканей роговицы, вызванные стресс-реакцией экспериментального животного на воздействие вращающимся электрическим полем.
После 10 дней воздействия термодинамическая самоорганизация увеличивает информационную энтропию (D1) мезоуровней и стресс, независимо от психотипа. Эти процессы наблюдаются у животного с неустойчивым психотипом и после 20-дневного воздействия.
У животного с устойчивым психотипом после 20 дневного воздействия наблюдается новый спектр мезоуровней и динамической устойчивости, динамическая самоорганизация снижает D1 мезоуровней.
При значениях структурной стабильности Аm=0,35 наблюдаются два адаптационных уровня: равновесный (в структуре тканей роговицы происходит упорядоченность путем термодинамической самоорганизации, энтропия мезоуровня возрастает (ΔH>0), параметр порядка равен Ks1max=0,115); неравновесный (в структуре тканей роговицы происходит упорядоченность путем динамической самоорганизации, энтропия мезоуровня убывает (ΔН≤0), параметр порядка равен Ks2max=0,075).
При увеличении структурной стабильности Аm>0,35 происходит деградация уровней структуры (параметр Ks понижается с увеличением Аm).
Предельная адаптивность животного с устойчивым психотипом выше, чем у неустойчивого или амбивалентного.
Хроностресс приводит структуру тканей роговицы к бифуркации, когда возможно несколько исходов, относительно «нормы хаотичности».
При остром стрессовом состоянии у животного может возникать адаптация с проявлениями патологий: наблюдается рост D1,возрастание энергетических затрат на поддержание равновесия системы.
Адаптация без признаков патологии соответствует неравновесному устойчивому состоянию: D1 близка к «норме хаотичности».
Если D1 ниже «нормы хаотичности», это хроническое неравновесное состояние.
Мезоуровни характеризуются: возрастанием общей энтропии (уровень подсистемы выживания определяется процессами термодинамической самоорганизации, характеристический элемент структуры находится в шоковом состоянии из-за стресса или приучается к существованию в условиях стресса, ограничив метаболические запросы биологической системы); снижением общей энтропии (уровень подсистемы выживания определяется процессами динамической самоорганизации, мобилизующей внутренний резерв адаптации биологической системы).Библиографические ссылки
Показатели объема тканей роговицы в норме и при кератоконусе / А. Н. Куликов, Е. В. Кудряшова, В. Н. Гаврилюк, Д. С. Мальцев // Современные технологии в офтальмологии. 2019. Вып. №5 (30). С. 292.
Абовян А. А., Зильфян А. А. Роль матриксной металлопротеиназы-9 в диагностике кератоконуса // Современные технологии в офтальмологии. 2018. № 5. C. 263–265.
Шредингер Э. Что такое жизнь? Физический аспект живой клетки. М. ; Ижевск : R&D Dynamics, 2002. 92 c.
Климонтович Ю. Л. Введение в физику открытых систем. М. : Янус-К, 2002. 284 c.
Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой. М. : Эдиториал УРСС, 2000. 310 с.
Чернышева М. П. Временная структура биосистем и биологическое время. СПб. : Написано пером, 2014. 172 с.
Линк Г. Физическая теория живой клетки. Незамеченная революция. СПб. : Наука, 2008. 376 с.
Селье Г. Очерки об адаптационном синдроме. М. : Прогресс, 1960. 80 с.
Вернадский В. И. Начало и вечность жизни. М. : Сов. Россия, 1989. 190 с.
West G.B., Brown J.H., Enquist B.J. The fourth dimension of life: fractal geometry and allometric scaling of organism // Science. 1999. Vol. 284. No. 5420. Pp. 1677-1679.
Weibel E.R. Design of biological organisms and fractal geometry // Fractal in biology and medicine / Eds Nonnenmacher T.F., Losa G.A., Weibel E.R. Basel e a.: Birkhauser. 1994. 68-85.
Фракталы и хаос в биологическом морфогенезе : монография / В. В. Исаева, Ю. А. Каретин, А. В. Чернышев, Д. Ю. Шкуратов. Владивосток : Институт биологии моря ДВО РАН, 2004. 128 с.
Встовский Г. В., Колмаков А. Г., Бунин И. Ж. Введение в мультифрактальную параметризацию структур материалов. Ижевск : Регулярная и хаотическая динамика, 2001. 115 с.
Иванова В. С. Универсальность самоорганизации динамических структур живой и костной природы // Синергетика. 1999. № 2. С. 85–38.
Хадарцев А. А. Теоретические основы новых медицинских технологий // Вестник Международной академии наук (Русская секция). 2006. № 1. С. 22–28.
Фракталы и мультифракталы в биоэкологи : монография / Д. Б. Гелашвили, Д. И. Иудин, Г. С. Розенберг, В. Н. Якимов, Л. А. Солнцев. Н. Новгород : Изд-во Нижегородского госуниверситета, 2013. 370 с.
Фрактальный анализ рентгенограмм / В. П. Иванников, В. Г. Суфиянов, В. В. Белых, В. А. Степанов // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2009. № 3. С. 150–154.
Степанов В. А., Белых В. В. Программа для сравнительного фрактального анализа растровых изображений. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2016615852. Дата гос. регистрации в Реестре программ для ЭВМ 01 июня 2016.
Пригожин И. От существующего к возникающему. Время и сложность в физических науках. М. : Наука, 1985. 313 с.
Гладышев Г. П. Термодинамика и макрокинетика природных иерархических процессов. М. : Наука, 1988. 287 с.
Прангишвили И. В. Энтропийные и другие системные закономерности: Вопросы управления сложными системами / Ин-т проблем управления им. В. А. Трапезникова. М. : Наука, 2003. 428 с.
Математические методы и информационные технологии в задачах оценки состояния биосистем: монография / [авт.: О. Г. Берестнева и др.] ; Национально исследовательский Томский политехнический университет. Томск : Издательство Томского политехнического университета, 2015. 162 с. ISBN 978-5-4387-0608-3.
Зайнаева Т. П., Егоркина С. Б. Влияние вращающегося электрического поля на систему «мать – плацента – плод» у крыс с разной прогностической стрессоустойчивостью // Экология человека. 2016. № 8. С. 3–7.
Goldberger A. L. Fractal variability versus pathological periodicity: complexity and stereotypy indisease // Perspect. Biol. Med. 1997. Vol. 40. No. 4. Pp. 543-561.
