Морфомеханика как новая методология

 

Морфомеханика как новая методология

Архипов-Балтийский С.В.

Все живое на Земле постоянно испытывает влияние внешних и внутренних механических сил. Это воздействие сопровождало биологические объекты (живые системы) на всех этапах эволюции. С его учетом они сформировались в конкретные формы в филогенезе и в соответствии с ним изменяются в онтогенезе. Думается, вполне правомерно считать механические влияния таким же фактором внешней среды живых систем, как температуру, влажность, освещенность, радиоактивный и электромагнитный фон. Данный фактор мы назвали механическим, определяя его как совокупность всех механических воздействий на живую систему. Механический фактор – постоянная и, пожалуй, наиболее значимая компонента окружающего нас материального мира.

Общеизвестно, что механические воздействия способны влиять на форму и строение органов и тканей живых организмов [3, 4]. Указанные явления до сих пор было принято рассматривать в рамках биомеханики. Согласно известным определениям, под ее непосредственную «юрисдикцию» не подпадает изучение влияния механического фактора на биологические процессы [2, 4]. Вместе с тем именно они в живых системах и обуславливают изменение формы, строения и функции. С нашей точки зрения, представляется назревшей необходимостью формирование новой научной дисциплины, рассматривающей связь механического фактора и биологических процессов, протекающих в живых системах. Изучение механического движения и материального взаимодействия тел – прерогатива механики. В свою очередь, форма и строение организмов исследуется морфологией. Новое самостоятельное научное направление нами названо «морфомеханика» и определено как раздел биофизики, изучающий влияние механического фактора на биологические процессы, протекающие в живых системах.

Основные положения морфомеханики:

1. Механический фактор есть совокупность всех механических воздействий на живую систему.

2. Механический фактор влияет на биологические процессы, приводит к изменению формы, строения и функции живых систем.

3. Механический фактор влияет на биологические процессы по закону биоиндукции.

Не вызывает сомнений, что живые системы способны приспосабливаться к механическому фактору [6, 7]. Однако до сих пор точно было не известно, к какой именно характеристике механического фактора происходит адаптация. С нашей точки зрения, живые системы приспосабливаются к существующему в них уровню среднесуточных напряжений. Они способны их отслеживать и даже изменять. Из термина «среднесуточное напряжение» явствует, что это есть среднее напряжение, рассчитанное за сутки. Сутки являются оптимальным, наименьшим из наиболее стабильных глобальных природных ритмов на протяжении многих миллионов лет, в течение которых формировалась жизнь на Земле. С периодом около 24 часа, у человека обнаружено более 300 ритмически меняющихся физиологических функций. Отмечено, что некоторые суточные ритмы сохраняются в культуре тканей как животных, так и растений [5].

Для каждой точки, принадлежащей живой системе, существует некий оптимальный уровень среднесуточных напряжений. Он определяется механическим фактором. В соответствии с ним формируются живые системы и функционируют. При некоторых обстоятельствах уровень оптимальных среднесуточных напряжений может не совпадать с величиной фактических среднесуточных напряжений. Тогда между ними возникает разность, названная нами биоэффективным напряжением. Именно появление биоэффективных напряжений в органах и тканях живых систем и индуцирует в них биологические процессы. Это явление, названное нами биоиндукцией, наблюдается в норме и патологии во всех без исключения живых системах.

Зависимость между биоэффективными напряжениями и биологическими процессами определяется выявленной нами неизвестной ранее закономерностью, которая названа «закон биоиндукции». Он гласит: появляющиеся в живых системах биоэффективные напряжения, представляющие собой разность между фактическими и оптимальными среднесуточными напряжениями, индуцируют биологические процессы, нивелирующие их по принципу отрицательной обратной связи, а не ликвидируемые биоэффективные напряжения приводят к повреждению живых систем. Предтече установленной закономерности и ее частным случаем является «закон реконструирования кости» J. Wolff (1892) [7]. При появлении биоэффективных напряжений живые системы стремятся их ликвидировать в пределах своих возможностей, определенных генотипом. Одним из вариантов может быть изменение режима функционирования. Однако чаще всего порожденные в живой системе биологические процессы изменяют ее строение. При этом может происходить как коррекция уровня фактических среднесуточных напряжений, так и оптимальных, а в ряде случае и то, и другое одновременно. Рост и развитие живой системы в онтогенезе определяется именно этой закономерностью, так же как и те изменения, что наблюдаются при патологии. Уточнение характеристики механического фактора, влияющего на живые системы, дает в руки исследователей отправную точку для вычисления того, как быстро они способны нивелировать биоэффективные напряжения. Данное ключевое понятие морфомеханики названо «скорость биоиндукции» и может быть найдена по формуле:

v_в = Δσ_в/Δt,

где: v_в - скорость биоиндукции; Δt - интервал времени, за который живая система изменила величину градиента биоэффективного напряжения Δσ_в (см. также www. enet.ru/ ~archipov/).

На базе вышеизложенных положений разработан понятийный и оригинальный математический аппарат, позволяющий перевести биологию и медицину в разряд точных наук. Обрели научное обоснование представления о биологическом поле и биологической энергии. Размерность полученных их единиц измерения аналогичны подобным величинами в физике, что доказывает правомерность наших формул [1]. Указанное дает в руки врача и биолога новую методологию. Привлечение электронно-вычислительной техники позволяет более точно прогнозировать течение биологических процессов в норме и патологии, рассчитывать предполагаемые результаты лечения.

Литература:

1. Архипов-Балтийский С.В. Рассуждение о морфомеханике. Норма: В 2-х томах. – Калининград, 2004. – 820 с. (Рукопись, версия 1.4, испр. и доп.), www. enet.ru/ ~archipov/.

2. Донской Д.Д., Зациорский В.М. Биомеханика: Учебник для институтов физ. культ. – М.: Физкультура и спорт, 1979. – 264 с.

3. Лесгафт П.Ф. Избранные труды по анатомии. – М.: Медицина, 1968. – 372 с.

4. Николаев Л.П. Руководство по биомеханике в применении к ортопедии, травматологии и протезированию. – Киев: Государственное медицинское издательство УССР, 1947. – 316 с.

5. Оранский И.Е. Природные лечебные факторы и биологические ритмы. – М.: Медицина, 1988. – 288 с.

6. Fung Y.C. Biomechanics: motion, flow, stress and growth. - New York, Berlin, Heidelberg…: Springer-verlag, 1990. – 569 p.

7. Martin R.B., Burr D.B., Sharkey N.A. Skeletal tissue mechanics – New York, Berlin, Heidelberg: Springer verlag, 1998. – 392 p.

Автор:

Архипов С.В. – С.В. Архипов-Балтийский является псевдонимом, который использовался до начала 2006 года с целью более точной дифференцировки на научном поле.

Полесская центральная районная больница, ул.Советская д.4, 238630, г. Полесск, Калининградская область, Россия. тел. 011-58-35355. E-mail: archipovkgd@mail.ru , postmaster@archipov.koenig.ru

Ключевые слова:

морфомеханика, патогенез, коксартроз

Цитирование:

Архипов-Балтийский СВ. Морфомеханика как новая методология. Медэлектроника-2004. Средства медицинской электроники и новые медицинские технологии. Материалы Международной научно-технической конференции. Минск: БГУИР, 2004:79-82.

Примечания:

Тезисы опубликованы после августа 2004 года. Это одна из первых публикаций автора, посвященных морфомеханике живых систем и биологическому полю. Согласно теории морфомеханики изложенной в монографии «Рассуждение о морфомеханике» (2004), механический фактор является ключевым в патогенезе заболеваний тазобедренного сустава и изменений ligamentum capitis femoris (LCF).

Сайт www. enet.ru / ~archipov «Морфомеханика» в настоящее время доступен в архиве [web.archive.org]

СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

 Биомеханика и морфомеханика