4.1. Анализ системы структурный (правило асс)

Для объяснения каких-то особенностей (свойств) системы, в первую очередь особенностей протекающих в ней процессов, необходимо найти тот ее структурный элемент, который определяет данную особенность (свойство) системы. Следовательно, нужно установить связь между особенностями этого элемента и свойствами системы в целом. Иногда такой элемент упоминается в условии задачи. Тогда начинать нужно с него.

В простейших ситуациях элементы системы можно представить мысленно. В более сложных случаях необходимо графическое изображение.

Пример 4.1. Почему в мякотных и безмякотных нервах возбуждение подчиняется закону изолированного проведения т. е., не переходит с одного волокна на другое?

Ответ. Один элемент упомянут. Мякотные нервы – это такие, в которых каждое волокно покрыто миелиновой оболочкой. А миелин в электрическом отношении – хороший изолятор. Здесь ответ ясен. Но для дополнительной тренировки построим последовательность рассуждений. Она такова.

1. Возбуждение в нерве – это поток нервных импульсов.

2. Нервные импульсы – это потенциалы действия.

3. Чтобы потенциал действия волокна не мог вызвать возбуждение в соседнем волокне, между ними должен находиться какой-то элемент, свойства которого и определяли бы невозможность такого перехода возбуждения.

4. В мякотных нервах таким элементом является миелин – хороший изолятор. А как же быть с безмякотными волокнами, где нет миелина?

5. Элемент, находящийся между безмякотными волокнами, – это межклеточная жидкость.

6. Эта жидкость не может быть изолятором, наоборот, она хорошо электропроводна, потому что содержит много ионов.

7. Но именно благодаря большой электропроводности межклеточной жидкости по сравнению с мембраной волокна, эта жидкость играет роль электрического шунта. Поэтому местные токи, возникающие при распространении потенциала действия по волокну, не могут деполяризовать мембрану соседних волокон. Ток в основном «уходит по шунту».

Мы специально так подробно разобрали этот простой пример, чтобы в дальнейшем Вам была понятна логика рассуждений при использовании правила АСС.

Пример 4.2. Он очень близок к предыдущему. Сердечная мышца представляет собой функциональный синцитий. Благодаря этому возникшее возбуждение быстро охватывает всю мышцу. Почему?

Ответ. Анатомический синцитий – это единая сеть волокон. В функциональном синцитии волокна отграничены друг от друга, тем не менее возбуждение легко переходит с одних волокон на другие. Значит, в отличие от предыдущей задачи в данном случае между волокнами должны быть элементы, которые не затрудняют, а наоборот, облегчают переход возбуждения с одних волокон на другие. Эти элементы – нексусы, обладающие повышенной проводимостью.

Можно поинтересоваться, а чем конкретно определяется повышенная проводимость нексусов? Для этого потребуется перейти на микроуровень, построить на этом уровне систему «нексус» и рассмотреть особенности ее элементов. Но в нашем примере это не обязательно.

Пример 4.3. В настоящее время созданы устройства, которые можно назвать искусственной поджелудочной железой. Точнее инкреторной ее частью. Устройство вживляется в организм и время от времени выбрасывает в кровь определенное количество инсулина. В чем состоит главный недостаток этого искусственного органа? Как можно его усовершенствовать?

Ответ. Достаточно построить простейшую систему «регуляция уровня сахара крови» (рис. 4.1), чтобы получить ответ. В естественных условиях поступление инсулина в кровь зависит от уровня сахара крови в данный момент. Информация об этом поступает по обратной связи от глюкорецепторов. В искусственной железе такого элемента нет. Но его можно создать. Уже появились специальные датчики, позволяющие дозировать количество инсулина, поступающего в кровь из указанного устройства, в зависимости от содержания в ней глюкозы.

Переходим к следующему правилу.