Kvantifikacije fenomenološki teorija starenja

Video: psihoseksualni razvoj čovjeka. predavanje 2

Osnovna pretpostavka teorije Prigogine-VIAM je tvrdnja da je odnos linearne termodinamike nepovratnih procesa su fer i podliježu promjenama tijela povezanih sa starenjem.

Ali, to znači da bi se opisati razvoj i rast procesa možete koristiti oblik jednadžbe (3), odnosno, da se izgradi fenomenološka jednadžbe sposoban - .. I to je posebno važno za starenje - uzeti u obzir interakciju raznih fenomena koji se javljaju u dobi-modificiranih organizama.

Razvoj, rast i starenje uključuju fenomenološki gledano, 3 vrste pojava: promjena tjelesne težine (povećanje), pojava razlike u različitim dijelovima sistema (diferencijacija) i promjene u obliku tijela (oblikovanje).

Određivanje specifične promjene masenog protoka JG = 1 / W * dW / dt, specifični tok diferencijacije kroz Jd = 1 / W * DD / dt i specifične formiranje teku kroz Jf = 1 / W * dF / dt, možemo formalno pisati koristeći jednadžba (3), reagujući rasta, diferencijacije i morfogeneze u obliku:

(5)

gdje W - tjelesnu težinu životinje, D - diferencijacija, F - oblikovanje, Ji - odgovarajuće tokove, Xi - sila, kij - koeficijenti.

Teško je pitanje značenja određene snage u jednadžbu (5). Termodinamiku nepovratnih procesa, kao fenomenološki jednadžbe obično koriste empirijske zakone osnovan eksperimentalno.

Ovaj put je korišten u određivanju snaga u jednadžbu (5) (Zotin 1974. godine, 1976- Zotin, Zotin, 1973). na različitim empirijskim zakonima zasnovan, odlučeno je da sila definiranja visine, ima oblik Xg = rg (WBM / WB-1), a sila koja određuje diferencijacija, - D = rd (tm-t). Iz dimenzije nekih od pretpostavki i razmatranja sila koja određuje oblik i struktura je dobiti u obliku Xf = RF (wbm-WB).

Zamjenom vrijednosti tih snaga u jednadžbu (5), imamo sistem diferencijalnih jednačina:

(6)

gdje Lij = rikij.

Prva jednadžba u (6) treba da opiše promjene u životinja tjelesne težine tokom života, tako da je lako provjeriti, poređenjem sa eksperimentalnim podacima. Proračuni vrši računar, pokazalo je da ova jednadžba opisuje dobro promjene tjelesne težine dabrova i hrčaka tokom života (Sl. 14).

Sl. 14. Usporedba eksperimentalnih podataka (krugova) dobila u istraživanju promjena tjelesne težine tokom trajanja dabra (A) whiteleg (B) i zlato (U) hrčci, sa krivom izračunava jednadžbe (6) (Zotin et al., 1978 ).
Na ordinati - masa Body% od maksimalnoy- apscisi - vreme% vremena bi se postigla maksimalna težina životinja.

Treba napomenuti da je ovo jedan od rijetkih jednadžbi rasta, koji je bez ikakvih dodatnih pretpostavki u stanju da opiše promjene u životinja tjelesne težine do kraja života. Konvencionalni jednadžba rasta, jednadžba Bertalanfi npr Gompertz funkcija i dr. (Zotin et al., 1975- Zotin, Zotin, 1973), mogu opisati samo u početnom periodu od varijacija životinjskog tjelesne težine, ali ne i stacionarne faze i smanjenje tjelesne težine na kraju život.

Međutim, ispostavilo se da je rast sistema jednačina (6) nije primjenjiv u svim slučajevima za proučavanje životinja promjene tjelesne težine. Dakle, nije pretvorio dobro slaganje između empirijskih podataka dobijenih tokom istraživanja promjena tjelesne težine ljudi (Zotin, 1974). Rast ljudi se značajno razlikuje od drugih rasta sisara (Brody, 1945- Zotin, 1974), kao i neke karakteristike embrionalnog djecu zadrže rođenja (čak i više, po svemu sudeći, pripada torbar).

Neprimjenjivost rast jednadžbe (6) da opiše promjene tjelesne težine ljudi može se objasniti činjenicom da je dobijen od linearne forme (3) odnosa. Ovi odnosi važe samo za termodinamičkih sisteme blizu ravnoteže ili u stabilnom stanju. Evo, mi se prvi put susreću sa problemom nelinearnosti, t. E. Idi izvan teorije Prigogine-Viama- da opiše ranim fazama rasta kod ljudi i neke druge životinje, koristite nelinearne termodinamičke teorije. Trenutno, takva teorija univerzalno prihvaćena ne.

Stoga, pokušali smo da koristimo za izgradnju nelinearne fenomenološkom jednadžbi jedna od varijanti teorije - teorije stohastičkih nelinearnih ireverzibilne procese Bakhareva-Biryukova (Zotin itd, 1975- Zotin, 1976.).

Rezultirajući nelinearnih fenomenoloških jednadžbe imaju završni (Zotin, 1976- Zotin et al, 1978.) Na sljedeći način:

(7)

gdje

(8)

Utvrđeno je da je rast nelinearnih jednačina sistem (7) je dobro u skladu s empirijskim podacima u studiji tjelesne težine ljudskog do kraja života. Jednadžba rasta (7) može se koristiti za određivanje maksimalnu moguću životni vijek životinja i ljudi (Zotin et al., 1978).

Trenutno ne postoje zadovoljavajuće metode za određivanje pojedinca očekivano trajanje života (RV) životinja i ljudi (Dubin, Razumovich, 1975). U međuvremenu, ovo pitanje je od velike važnosti za eksperimentalni gerontologije, što je upotreba metode predviđanja mogla drastično smanjiti vrijeme radno-intenzivnih i dugotrajan istraživanja.

Predložene Zotin et al. metoda (1978) zasniva se na sljedećim pretpostavkama. U ontogeneze ljudskih i sisavaca, kao što je navedeno, postoji period kada je smanjenje tjelesne težine, što odgovara prilično kasnoj fazi starenja organizama (Sl. 14, 15).

Sl. 15. Opis promjene tjelesne težine od ljudi koji koriste jednadžbe (7) i izračunavanje maksimalnu izdržljivost koristeći ovu jednadžbu (Zotin et al., 1978).
Vertikalnoj osi - tjelesnu težinu, cg na horizontalnoj osi - put godina. Horizontalna isprekidana linija pokazuje najviši mogući nivo mršavljenja starenja muškaraca strijela - put do tog nivoa.

Očito, ovo smanjenje ne može ići predaleko: mora postojati granica ispod koje mršavljenja je nemoguće. Ako je poznato da je granica se temelji na rastu jednadžbe (7), možemo izračunati maksimalnu moguću pankreasa.

Nažalost, u ovom trenutku nije moguće definisati ovo neprestano eksperimentisanje. Stoga, kako bi se utvrdilo je bilo potrebno da se oslanjaju na određene hipoteze koje se tiču životinja i mase ljudskog tijela spuštanja mehanizma tokom starenja. Ova hipoteza je kako slijedi. Pretpostavlja se da je gubitak težine je zbog gladi funkcionalne ćelije i tkiva organizma starenja zbog prenizak nivo bazalnog metabolizma.

Poznato je da je u toku rasta i starenja životinja i čovjeka postoji kontinuirano smanjenje bazalnog metabolizma (vidi., Npr sl. 10, 11). Već neko vrijeme respiratornog intenzitet može dostići tako nizak nivo da će to dovesti do smanjenja stope priliva i asimilaciju nutrijenata i, shodno tome, intracelularni gladi. Na kraju tjelesne težine će se smanjiti starenja životinja.

Ako izrazio je pretpostavka tačna, prirodna smrt mora nastati kao posljedica gladi funkcionalne organizama.

Onda je maksimalni mogući životni vijek će biti određena od strane istog faktora kao što su maksimalno moguće trajanje posta. Shodno tome, maksimalnu moguću vrijednost mršavljenja u starenja životinja ili ljudi mogu se dobiti na osnovu podataka o maksimalno moguće smanjenje tjelesne težine, uz potpunu ili djelomičnu gladi.

Ovi podaci su dostupni u literaturi, a ne samo za životinje, već i za ljude. Oni se dobijaju prilikom pružanja pomoći žrtvama gladi tokom opsade velikim gradovima. Ovi podaci, kao i materijala dobija medicinsku gladi pokazuju da je granična vrijednost ljudi smanjenje tjelesne težine je u prosjeku 30% tjelesne težine u stacionarnom periodu rasta (Zotin et al., 1978).

Koristeći ovaj konstanta, nelinearni rast jednadžbe (7), a podaci o tjelesne mase promjenu belgijskih muškaraca prošlog stoljeća (Sl. 15), izračunata je maksimalnu moguću životni vijek, što je utvrđeno da je 160 godina (Zotin et al., 1978). Ta cifra je znatno drugačiji od opšte prihvaćena u gerontologije maksimalne vrijednosti RV ljudi, koji ne prelazi 120 godina.

Treba napomenuti, međutim, da gerontologa traži da se utvrdi stvarni maksimalni životni vijek, koristeći uglavnom dokumentarne dokaze o dugo-jetre. U predloženom metodom, to je teoretski moguće za maksimalni vijek trajanja.

Očito, to može biti vrlo različit od stvarnog pankreasa kao i ljudi ne umiru od starosti, ali od bolesti. U procesu starenja i poboljšava funkcionalnost gladi rizik organizma od bolesti ili smrti bilo koje bolesti povećava dramatično. Dakle, da se postigne teoretski moguće život čini nemogućim, iako bi to trebalo biti u korelaciji sa maksimalno ostvarive pankreas.

To su glavni zaključci koji se odnose na razmatranje starenja termodinamike.

Ovo razmatranje se zasniva na upotrebi linearnog odnosa termodinamike nepovratnih procesa, a posebno kriterij evolucija (1) i fenomenoloških jednadžbe (3).

Postoje, međutim, ozbiljnih teorijskih primjedbe na korištenje kriterij (1) da bi opisao evoluciju organizama u procesu razvoja, rasta i starenja (Wolkenstein, 1973). Činjenica da je, kao što je spomenuto, primjenjivosti linearnih odnosa termodinamike nepovratnih procesa, sistema ograničene na područje u blizini ravnoteže ili u stabilnom stanju. Živi sistemi su daleko od ravnoteže, i, naizgled, ne mogu koristiti linearne termodinamike nepovratnih procesa da opiše njihove promjene.

Trenutno ne postoji opšteprihvaćena teorija nelinearnih nepovratne termodinamičkih procesa (Zotin, 1980). Stoga, suočeni smo s alternativu: ili ćemo napustiti pokušaja termodinamička analiza životnih procesa, ili u razumnom upotrebi već dobijenih rezultata u termodinamike za proučavanje problema od interesa za nas.

Potonji je, izgleda, je poželjno. I, ali i zato što je linearna termodinamike nepovratan proces, u mnogim slučajevima, u principu, može se koristiti ne samo zbog moderne termodinamike prijavu fenomena razvoja organizama daje dobre rezultate, često uz podršku eksperimentalnih podataka za opis ove pojave.

To slijedi iz sljedeće razmatranja.

1) U mnogim slučajevima, proces razvoja i rasta, posebno opisani linearnom fenomenološki jednadžbi, što je jedan od glavnih uvjeta za primjenu ovog dijela termodinamike. U stvari, mi jednom suočeni sa problemom nelinearnosti, kada su ljudi gledali u početnoj fazi rasta. Ali u ovom slučaju je moguće dobiti oko ovih problema uvođenjem ovaj ili onaj način ne-linearne termina u originalnom jednadžbe.

2) Promjena stope disanje (BMR) u toku rasta i starenja mnogih životinja se može opisati na osnovu jednačine (4) izveden iz teorije linearnih ili putem obrazloženje na osnovu odnos linearnih termodinamike nepovratnih procesa (Zotin, 1980).

3) ispitati učinak temperature na procese rasta i razvoja pokazuje da u mnogim slučajevima ovaj efekat opisana je eksponencijalna funkcija (Coppersmith, 1977).

Ova zavisnost, s druge strane, mogu se dobiti od klasične termodinamike, m. E. Od termodinamičke teorije ravnoteže ili kvazi-ravnoteže procesa. Evo tri argumenta da se pokaže da opisati pravi procesa koji se odvijaju u toku razvoja, a posebno za vrijeme rasta i starenja, moguće je koristiti linearnih odnosa termodinamike nepovratnih procesa.

Udio u društvenim mrežama:

Povezani