Альманах

Эврика  90

Залог надежности организма

О надежности организма заботится каждый, во всяком случае, хотел бы, чтобы разные стрессы,  тяжелая работа не выводили организм из строя. Позаботилась об этом и природа, сформировав такой защитный механизм, как структурная избыточность. Речь идет о том, что в организме на всех уровнях существует избыток структурных элементов, выполняющих ту или иную функцию. Например, нейронов глазного нерва, управляющего движением глаза, в организме 25 тысяч, а в обычных условиях используются лишь 4 тысячи. И так во всем: есть избыток функционирующих элементов, каналов связи (нервов), управляющих систем (например, 13 гормонов вызывают сокращение легочной артерии, 7— ее расслабление); избыток групп клеток, их органоидов (например, митохондрий), частиц органоидов (крист митохондрий) и даже молекул (ферменты крист митохондрий). В обычных условиях их, как уже сказано, требуется немного. Остальные «отдыхают», то есть находятся в активном состоянии. Когда же   возрастает   нагрузка   на   организм или на какой-то его орган, то избыточные элементы вступают в дело. Подчеркнем, что увеличение нагрузки компенсируется не ростом действующих элементов, не усилением их режима работы, а именно подключением дополнительных элементов. И те и другие при этом действуют без перегрузки: в свой час они на время «выходят из игры», как самостоятельно (скажем, отдельные митохондрии в действующей клетке), так и вместе со своей «командой» (в данном случае с целой клеткой). А потом вновь включаются в работу

Интересно, что при дальнейшем увеличении нагрузки формируются новые дополнительные элементы, причем в большем числе, чем нужно для данной степени нагрузки. Этот механизм и обеспечивает надежность организма и его систем, то есть сводит к минимуму возможность их отказа.

Тем не менее отказы, как известно, все же случаются — люди болеют. Происходит это главным образом потому, что структурная избыточность и возможности ее роста имеют предел, и, когда нагрузка превышает его, случается отказ, «поломка». Отдельные элементы, правда, восстанавливаются или заменяются новыми. В особых случаях функции выбывшей структуры принимают на себя резервные. Так, при удалении селезенки лимфатические узлы брыжейки становятся и узлами кроветворения.

В детстве с увеличением возраста растет и надежность этой системы (вероятность отказов снижается). В старости, наоборот, число «запасных» структурных элементов уменьшается.

«Наука и жизнь», 1988, № 9, с. 20