История научного открытия

Научные работы К.П.Бутейко

Технический прогресс в приборостроении для исследования, биологических объектов, развитие физиологических и клинических методов исследований позволяют изучать процессы в организме на различных уровнях, включая и молекулярный. Увеличивающийся поток информации о деятельности органов и систем хотя и раскрывает все новые явления и законы взаимодействия сложных систем, адаптации организма к внешним условием среды, но и в силу сложности изучаемых живых объектов и их постоянной изменчивости, увеличение возможностей в получении биологической и физиологической информации требует все более детальной научной разработки методологии самого подхода к изучению столь сложных объектов.

На помощь биологам и физиологам сейчас приходит относительно новая наука — физиологическая кибернетика (В. В. Парин, П. К. Анохин, А. Н. Берг). Физиологическая кибернетика использует общие законы этой науки для изучения живых объектов и позволяет более методически правильно организовать научный поиск в физиологических исследованиях.

Сейчас уже вполне обосновано изучение организма по функциональным физиологическим системам, что позволяет применить общую (техническую) кибернетику для изучения живых объектов и, в свою очередь, найденные законы управления в живых объектах поставить на службу техники, чем собственно занимается новая наука бионика.

Теория функциональных физиологических систем, во многом созданная отечественными физиологами (И. П. Павлов, П. К. Анохин), широко используется в физиологических исследованиях, но еще не проникла в клинические исследования, где до сих пор нередко господствует подход к изучению отдельных органов, а не функциональных систем. Этот старый подход к изучению физиологии и патологии человека иногда мешает правильно организовать исследования и оценить полученные результаты.

Под функциональной системой следует понимать такое сочетание структурных образований и процессов, которое в зависимости от данной ситуации, формирует приспособительный эффект, полезный для организма в данный момент (П. К. Анохин, 1962).

Функциональные физиологические системы создавались в процессе эволюции для обеспечения стабильности жизненна важных констант (температуры тела, осмотического давления крови и межтканевой жидкости, давления крови, парциального давления кислорода и углекислоты и т. д.).

Жизненно важных констант в организме чрезвычайно много, и для поддержания каждой константы в известных, границах нормы должна существовать по меньшей мере одна функциональная система. Для обеспечения стабильности очень важных констант в организме существует, как правило, несколько функциональных систем, включаемых одна за другой, по мере отклонения константы от границ нормы.

Патологию сейчас принято рассматривать как отклонение жизненно важных констант от нормы (П. К. Анохин, 1962), когда соответствующие функциональные системы не в состоянии организовать приспособительный конечный эффект для возвращения константы в границы нормы.

Таким образом, наиболее удобным подходом для изучения живых объектов является современный кибернетический подход, в основе которого лежат понятия о жизненно важных константах и функциональных системах, обеспечивающих под¬держание этих констант на оптимальном (нормальном) уровне.

С этой точки зрения изучение деятельности живых объектов заключается в изучении динамики изменений жизненно важных констант и ответных изменений в функциональных системах.

Функциональные системы, как правило, сложны, содержат различные структурные управляющие и исполнительные элементы, связанные афферентными и эфферентными каналам информации. Становится очевидным, что изучение таких сложных образований и их еще более сложной и разнообразной деятельности должно осуществляться комплексными методами исследований со следующими условиями:

  1. получение информации, которую можно хранить (графики, магнитные ленты и т. п.);
  2. информация об уровне (состоянии) константы;
  3. информация о функции, которая стабилизирует константу;

Для изучения приспособительных возможностей функциональной системы целесообразно выведение системы из равновесия адекватным раздражителем, которым может быть только изменение уровня константы в соответствующих границах.

Эти условия могут считаться обязательными для обоснованного изучения различных сторон деятельности системы, но, кроме того, в зависимости от поставленных задач, могут дополнительно изучаться параметры, которые отражают отдельные стороны управляющего центра, каналов информации, исполнительных органов и т. д.

С изложенных позиций можно обосновать комплексное исследование различных функциональных систем, в том числе системы кровообращения и дыхания.

Если систему кровообращения (сердечно-сосудистую систему) рассматривать с точки зрения обеспечения термодинамики, то необходимо ее представлять как транспортный участок всей системы дыхания, обеспечивающей перенос дыхательных газов O2 и СО2 между легочными альвеолами и тканями.

Всю систему дыхания можно представить в виде 3-функциональных подсистем и 2 барьеров диффузии газов:

  1. функциональная система внешнего дыхания, которая структурно заканчивается альвеолами легких;
  2. функциональная система транспорта газов между альвеолами легких и клетками органов, т. е. сердечно-сосудистая система;
  3. функциональная система клеточного дыхания.

Кроме, того, имеются на пути движения газов диффузионные барьеры: 1) альвеоло-капиллярный, состоящий из стенок альвеолы и легочного капилляра и 2) капилляро-клеточный,
состоящий из стенок капилляров органов, межклеточного вещества и оболочек клеток.

Таким образом, вся функциональная система дыхания является чрезвычайно сложным образованием, конечным приспособительным эффектом которого является поддержание на соответствующем уровне парциального давления О2 и СО2, рО2 и рСО2 в клетках жизненно важных органов (мозга, сердца, почек и т. д.).

Хотя вся система дыхания координируется общим органом управления в виде такого сложного образования, как дыхательный центр, все же отдельные подсистемы дыхания имеют до некоторой степени свою автономную регуляцию, и поэтому для исследования систем внешнего дыхания и кровообращения можно воспользоваться измерением рСО2 и рО2 не в тканях (что пока довольно сложно сделать на человеке), а в альвеолярном воздухе для системы внешнего дыхания и в крови для системы кровообращения.

Функциональные подсистемы дыхания и кровообращения можно представить в схематическом виде (рис. 1), где основными компонентами системы являются жизненно важные константы рО2 и рСО2 и элементы, выполняющие функцию альвеолярной вентиляции. Как и в системе дыхания, в системе кровообращения те же константы, но другие элементы системы.

Рисунок 1. Схема функциональной системы внешнего дыхания(ФСВД).

Построенные на изложенном принципе комплексные исследования («Комплексатор», 1962) дали настолько большую информацию, что для обработки пришлось использовать электронно-вычислительные машины и полуавтоматы (Б. С. Синицын, 1966).

Для оценки результатов необходимо было разработать или использовать существующие математические (статистические) методы, применяемые для физиологических исследований. Этими методами оказались корреляционный матричный (К. П. Бутейко, Д. В. Демин, 1966) и кросскорреляционный (К. П. Бутейко, Д. В. Демин, 1964) методы, позволившие найти немало закономерностей в регуляции функций дыхания и кровообращения. Например, на таблице 1 показана корреляционная матрица между СО% и различными показателями дыхания (частотой дыхания, максимальной паузой, сопротивлением бронхиального дерева, углом альвеолярного плато карбопневмо-граммы), которые оказались взаимосвязанными между собой в виде математических формул (табл. 2). Для упрощения пользования формулами составлена таблица зависимости этих показателей при сдвиге константы СО2 в альвеолах в сторону ее уменьшения. Оказалось, что эта таблица позволяет с достаточной достоверностью по секундомеру определить альвеолярную вентиляцию как основной параметр внешнего дыхания. Четырехлетнее успешное использование этой таблицы в лаборатории и в десятках других учреждений показывает ее надежность в диагностике нарушения дыхания в сторону гипервентиляции.

Таблица 1. Корреляционная матрица между СО в альвеолах и различными показателями дыхания: CO2 — парциальное давление углекислоти в альвеолах, ЧД — частота дыхания; 3 — длительность задержки после выхода, tg a — показатель неравномерности легочной вентиляции.

Таким образом, изучение деятельности функциональных систем как основных проявлений жизни должно производиться комплексно с определенными условиями получения, хранения и обработки информации для решения необходимых проблем физиологии и патологии. Эмпирические исследования с изучением случайных параметров могут привести лишь к накоплению избыточной информации и сделать видимость исчерпывающей характеристики любого жизненного процесса.

Таблица 2. Формулы, связывающие между собой различные показатели внешнего дыхания. R — бронхиальное сопротивление.

Полезно знать:

Метод Бутейко - это научное открытие, научное изобретение, а сегодня - это передовая медицинская технология, основанная на сложной  поэтапной безлекарственной нормализации функции дыхания, ч...

Метод Бутейко® является научным открытием и изобретением в области медицины. 
Как любая интеллектуальная собственность метод Бутейко®  защищен международным законом об авто...
Научное открытие
В 1952 году К.П.Бутейко впервые в медицине заявляет о существовании болезни глубокого дыхания и создает теорию ее развития. Оказалось, что при развитии многих заболеваний, таких ...
Данная работа представляет главный результат наблюдений динамики физиологических процессов в организме человека при нормализации стереотипа внешнего дыхания. Это направление исследований весьма важно ...
Бутейко Константин Павлович (1923 — 2003гг.) — известный ученый - физиолог, блестящий врач - клиницист, к.м.н., академик Международной Академии Информатизации (МАИ). Автор более 100 на...
1. Нормализация дыхания нормализует кислород - я лечу кислородом!
2. Какая функция самая важная? Нарушение дыхания - это удушье, а питания - понос. Без дыхания - живешь ...
Созданная мною теория патогенеза заболевания сахарным диабетом впервые была опубликована в журнале «Изобретатель и рационализатор» за 1962 г., № 5. Строго говоря, в журнальной статье изложена теория б...
Я с большим удовольствием выступаю в стенах нашего Университета, где мне пришлось в 1946 г. начать изучение медицины.
Только в общих чертах я изложу все основные закономерности, которые были на...

                   метод Бутейко.jpg