Модель физиологической системы регуляции

В качестве примера систем управления в организме наряду с классическими схемами регулирования по уставке в этом справочнике приводится и схема режима натрия в организме (рис. 7.5). Легко видеть, что по структуре она полностью соответствует модели открытой системы, а процессы управления в ней направлены прежде всего на достижение равенства темпов поступления и удаления натрия. Однако обозначение сигналов в схеме все еще тяготеет к традиционной физиологической схеме — классической системе регулирования по отклонению от уставки. Темп поступления натрия рассматривается как возмущающий сигнал, а количество натрия в крови — как выходной, управляемый. Таким образом, схема регуляции натриевого режима занимает промежуточное положение между классической схемой и компартментальной моделью открытой системы, хотя и ближе ко второй. [c.210]

Рис. 9.1. Процесс адаптации как переходный процесс в компартментальной модели открытой системы, в ответ на действие внешнего возмущения о (() в физиологической системе регуляции включаются активные, 2(0, и пассивные, х (О, механизмы. Функционирование активных механизмов приводит к увеличению эиерготрат системы (О, вследствие чего во время процесса адаптации темпы w (О обмена веществ в системе повышаются. / — исходное состояние, // — период адаптации, ///—состояние адаптированиостн.

Вопрос о том, какая из двух возможных схем дает более адекватное описание процессов регуляции, составляет предмет обсуждения специалистов по многим физиологическим системам. Во многих случаях современная физиология пока склоняется к выбору классической схемы, показанной на рис. 7.4, а. Кроме традиции, здесь, вероятно, не последнее место занимает и то, что в моделях классического типа проблема гомеостаза получает наиболее простое толкование. [c.208]

В другом случае во главу угла ставится задача воспроизведения в первую очередь феномена постоянства некоторых переменных в биологической системе — ее гомеостатических свойств. Таковы, в частности, модели многих физиологических систем, построенные по схеме классической теории управления. Простота модели достигается в этом случае уже за счет того, что для описания регуляции в системе берется готовая модель в виде простейшей системы управления — отрицательная обратная связь по отклонению от уставки. [c.294]

Поскольку в компартментальных моделях все переменные состояния описывают уровни вещества и энергии, то с точки зрения теории управления возникает неожиданная ситуация гомеостаз системы можно трактовать как постоянство части регулирующих (хотя и пассивных) переменных в системе. Это специфическое свойство систем организма имеет, впрочем, аналогию в технике. Пассивные механизмы физиологической регуляции находятся как бы в резерве, включаясь только в том случае, когда а ктивные механизмы уже теряют свою эффективность или выходят на предельные режимы функционирования. В этом смысле их можно трактовать как средство повышения надежности системы [118], и становится очевидной связь, существующая [c.237]

В компартментальных моделях биосистем можно выделить два типа влияний, направленных на регуляцию темпов потока вещества и энергии. В первом случае мы имеем дело с непосредственным влиянием концентраций веществ на скорость их переноса это обычная пассивная регуляция. В этом случае роль регулирующего механизма играет сама переменная состояния. В других случаях регулирующее действие на темпы оказывают не сами переменные состояния (которы е мы отождествляем с уровнями, концентрациями веществ и энергии в компартментах системы), а некоторые специфические сигналы. В физиологических системах, например, такими сигналами являются частота сердечных сокращений или величина альвеолярной вентиляции. В терминологии пространства состояний это выходные сигналы у системы, которые однозначо определяются через вектор состояния X. Формально их можно исключить из рассмотрения, заменив выходной сигнал г/ соответствующей -й строкой уравнения выхода в (5.39) [c.221]

На рис. 62 прослежено влияние процесса инактивации первого фермента на динамику образования и расхода РОЕг. На этом же рисунке приведены теоретические кривые для процессов в отсутствие инактивации ( = 0) и серия кривых с последовательным увеличением константы скорости инактивации фермента. Видно, что отсутствие процесса инактивации приводит к исключительно высокой концентрации сильнодействующего физиологически активного соединения, при этом в рамках предпосылок используемой модели его концентрация достигает стационарного состояния и не меняется во времени. Очевидно, что это может вызвать весьма глубокие физиологические эффекты. Можно думать, что для регуляции этих эффектов система обеспечила себя защитным механизмом, связанным с инактивацией первого фермента синтеза простагландинов. [c.141]

Следует подчеркнуть, что модели физических нагрузок, сочетаемые с выраженным напряжением эмоциональных механизмов, ярко проявляются в условиях соревновательных нагрузок при занятиях спортом. На указанной модели активности биологической системы можно проследить важность эмоциональных влияний и возможности исследования их методом анализа физиологического тремора как показателя комплексных установочных реакций центральной нервной системы. При этом, базируясь на учении о ведуш ей роли корковых механизмов в регуляции произвольных моторных реакций, мы в комплексе различных факторов исследовали эффекты механизма волевого погашения тремора в целях объективного анализа адап- [c.81]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология