Энергетическая модель человека

1. Цели и задачи моделирования

Фундаментальная цель: понять основные закономерности и механизмы функционирования организма человека, взаимодействия его отдельных органов и систем, реагирования на внешние и внутренние воздействия.

Практическая цель: создание и статистическая отработка методов сохранения и восстановления здоровья, продление и повышение качества жизни человека через собственные механизмы поддержания гомеостаза.

Основным и, как выясняется, единственным критерием постоянства внутренней среды (гомеостаза) является энергетический баланс. Состояние динамического равновесия в точке минимальных энергетических затрат характерно для всех объектов во вселенной, включая не только материальные, но и социальные и информационные. Это базовый закон нашего мира.

Для достижения указанных целей необходимо решить следующие задачи:

• проанализировать функциональные особенности органов и систем;
• выявить общие закономерности реагирования на внешние воздействия;
• изучить механизмы развития внутренних процессов;
• установить причинно-следственные связи между процессами;
• найти пути прогнозирования возникновения реакции и её последствий.

2. Функциональные особенности органов и систем

Человеческий организм можно представить как сложную динамическую систему открытого типа, построенную на основе биохимических механизмов контроля и управления, которая при любых внешних воздействиях непрерывно стремится к равновесию в точке минимального потребления энергии и ресурсов.

Условия существования определяют человека как открытую систему, непрерывно обменивающуюся с внешней средой энергией, веществом и информацией.

Энергетический обмен реализован через совокупность химических реакций постепенного расщепления органических соединений, которые протекают внутри клеток и регулируются особыми ферментами. Основную роль в нем играет высокоэффективный механизм преобразования молекулы АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты), универсального источника и переносчика энергии в клетке.

Поддержание энергетического баланса организма требует постоянного поступления органических веществ извне, переработки и удаления продуктов распада, а также информационного обмена для поиска, получения и потребления источников питания.

Внешние воздействия на организм:

• природные, антропогенные и социальные условия;
• пища, воздух и вода;
• полезные и вредные микроорганизмы;
• физическая и психическая активность;

Внутренние функции организма:

• защита от внешних воздействий (температуры, влажности, давления, токсинов, вирусов, бактерий и пр.);
• потребление и переработка пищи, газообмен;
• снабжение энергией и веществами для функционирования и восстановления;
• очищение от продуктов распада и их выведение;
• контроль состояния, его регуляция и оптимизация;
• адаптация внутренней структуры к внешним условиям;
• восстановление поврежденных клеток и тканей;
• защита от повреждений клеточных структур при воспроизведении клеток;
• сохранение и воспроизводство генотипа, продолжение рода;

Критерии функциональной достаточности организма

Совокупность всех функций организма подчинена и направлена на сохранение, развитие и воспроизводство биологического вида с минимальными энергетическими затратами при любых известных внешних воздействиях.

Критерии сохранения:

• минимизация расходов энергии для поиска, потребления и усвоения продуктов питания;
• увеличение энергетических запасов питательных веществ;
• снижение затрат на нейтрализацию и удаление внешних угроз и внутренних продуктов распада;
• повышение эффективности энергоснабжения тканей и их восстановления;
• снижение затрат на формирование нейронных связей и прохождение управляющих импульсов;
•  эффективная утилизация поврежденных или избыточных клеток.

Критерии развития:

• защита от внешних воздействий;
• закрепление и развитие полезных навыков в поколениях;
• повышение энергоэффективности усвоения питания;
• освоение новых энергетических ресурсов, способов их получения, обработки и сохранения;
• снижение вредных веществ в продуктах питания и атмосфере;
• уменьшение рисков возникновения физических и психических перегрузок;
• совершенствование защитных и восстановительных механизмов;
• расширение безопасного диапазона функционирования;
• развитие инструментов медицинского и психофизического контроля и воздействия.

Критерии воспроизводства:

• сохранение генома и механизма его воспроизводства;
• подтверждение его эффективности соответствия внешним условиям;
• физические, психологические и социальные условия для продолжения рода.