VII Съезд биофизиков России
Краснодар, Россия
17-23 апреля 2023 г.
Главная
О Съезде
Организаторы
Программный комитет
Программа Съезда
Место проведения Съезда
Проживание
Оргвзносы
Основные даты
Регистрация
Публикации материалов Съезда
Молодежный конкурс
Контакты
Тезисы
English version
Партнеры Съезда
Правила оформления докладов

Программа Съезда

Секции и тезисы:

Экологическая биофизика

Биологические ритмы – алгоритм устойчивости биологических систем

С.Т. Тулеуханов1*, Е.В. Швецова1, Б.К. Кайрат1

1.Казахский национальный университет им.аль-Фараби;
2.Казахский национальный университет имени аль-Фараби;

* Elenna4444(at)mail.ru

Живая система является сплавом биологических ритмов. Биологические ритмы обнаружены на всех уровнях организации биосистем: от молекулярного уровня до организменного уровня. Широкий спектр биологических уровней относиться ко всем биологическим процессам и явлениям. Присутствие биоритмов на всех уровнях организации биосистем позволяет получить информацию об изучаемых процессах. Все эти биоритмы взаимосвязаны между собой как по вертикали, так и по горизонтали живых объектов. Эти особенности биоритмов позволяют добиться биосистемам синергетического и матричного эффекта. Синергетический и матричный эффекты позволяют сохранить устойчивость биосистем при действии различных возмущающих факторах как эндогенного, так и экзогенного происхождения. Динамичный характер биопроцессов позволяет биосистемам быть пластичными и лабильными. Пластичность и лабильность биосистем выработан в ходе эволюционного процесса и адаптации к динамическим факторам окружающей среды.

Состояние систем, при котором параметры биоритмов со временем сохраняются, характеризуются устойчивым стационарным состоянием, т.е. норма. При этом организм стремиться работать на наиболее выгодном энергетическом уровне. Это свойство имеет большое значение для поддержания устойчивости биосистем. Если биосистема почему-либо отклонится от стационарного состояния, то в силу стремления системы к минимальному производству энтропии в ней наступят внутренние изменения, которые будут приближать биосистему к устойчивому стационарному состоянию, т.е. к аутостабилизации.

Устойчивость стационарного состояния организмов поддерживается с помощью механизмов авторегулирования, имеющих отрицательную обратную связь, где имеет место отрицательная обратная связь там присутствует ритм, т.е. за счет хроноструктурных параметров (акрофаза, ортофаза, мезор, амплитуда, период) поддерживается и обеспечивается устойчивость биосистем.

Если биосистема испытывает небольшое внешнее или внутреннее воздействие, то уровень стационарного состояния сохраняется. В случае действия возмущений система переходит от одного уровня стационарного состояния к другому, более выгодному при новых условиях. А при длительном возмущающем воздействие биосистема переходит в неустойчивое стационарное состояние (патология и т.п.), которое характеризуется максимальной скоростью приращения энтропии, что будет свидетельствовать о нарушении хроноструктурных параметров биоритмов. А для неустойчивого стационарного состояния характерно наличие механизмов самоусиления, работающего по типу положительной обратной связи. Внешние или внутренние воздействия вызывают в неустойчивой стационарной системе нарастающие изменения, в результате которых система переходит в состояние термодинамического равновесия, т.е. разрушение биоритмов и доминирование хаоса.

Таким образом, устойчивое стационарное состояние организма обеспечивается сохранностью биоритмов, а неустойчивость состояния биосистем свидетельствуют о нарушении биологических ритмов.

Biological rhythms - an algorithm for the stability of biological systems

S.T. Tuleukhanov1*, Y.V. Shvetsova1, B.K. Kairat1

1.Al-Farabi Kazakh National University ;
2.Al-Farabi Kazakh National University;

* Elenna4444(at)mail.ru

A living system is an alloy of biological rhythms. Biological rhythms are found at all levels of organization of biosystems: from the molecular level to the organismic level. A wide range of biological levels refer to all biological processes and phenomena. The presence of biorhythms at all levels of organization of biosystems makes it possible to obtain information about the processes under study. All these biorhythms are interconnected both vertically and horizontally of living objects. These features of biorhythms allow biosystems to achieve a synergistic and matrix effect. Synergistic and matrix effects make it possible to maintain the stability of biosystems under the influence of various disturbing factors of both endogenous and exogenous origin. The dynamic nature of bioprocesses allows biosystems to be plastic and labile. The plasticity and lability of biosystems is developed during the evolutionary process and adaptation to dynamic environmental factors.

The state of systems, in which the parameters of biorhythms are preserved over time, is characterized by a stable stationary state, i.e. norm. At the same time, the body strives to work at the most favorable energy level. This property is of great importance for maintaining the stability of biosystems. If for some reason the biosystem deviates from the stationary state, then, due to the system's tendency to the minimum production of entropy, internal changes will occur in it, which will bring the biosystem closer to a stable stationary state, i.e. to self-stabilization.

The stability of the stationary state of organisms is maintained with the help of autoregulation mechanisms that have negative feedback, where there is a negative feedback, there is a rhythm, i.e. due to chronostructural parameters (acrophase, orthophase, mesor, amplitude, period), the stability of biosystems is maintained and ensured.

If the biosystem experiences a small external or internal impact, then the level of the stationary state is preserved. In the case of disturbances, the system passes from one level of the stationary state to another, more favorable under new conditions. And with a long-term perturbing effect, the biosystem passes into an unstable stationary state (pathology, etc.), which is characterized by the maximum rate of entropy increment, which will indicate a violation of the chronostructural parameters of biorhythms. And for an unstable stationary state, the presence of self-amplification mechanisms is characteristic, operating as a positive feedback. External or internal influences cause increasing changes in an unstable stationary system, as a result of which the system passes into a state of thermodynamic equilibrium, i.e. the destruction of biorhythms and the dominance of chaos.

Thus, a stable stationary state of the body is ensured by the preservation of biorhythms, and the instability of the state of biosystems indicates a violation of biological rhythms.



Докладчик: Швецова Е.В.
360
2023-01-31

Национальный комитет Российских биофизиков © 2022
National committee of Russian Biophysicists