АСИММЕТРИЯ

Асимметрия (греческий asymmetria несоразмерность) — отсутствие симметрии. В биологии асимметрией называют отсутствие или нарушение закономерного расположения сходных частей тела относительно определенной точки, оси или плоскости. Оригинал и зеркальное отображение асимметричного объекта не совмещаются при наложении их друг на друга, то есть они энантиоморфны. Один из энантиоморфных объектов называется правым, а другой — левым.

Асимметрию можно выразить количественно — положительным или отрицательным числом, показывающим отклонение от симметричного («нулевого») состояния в сторону одного из энантиоморфных вариантов, которым произвольно приписываются знаки плюс и минус. В живой природе левые и правые организмы многих биологических видов возникают приблизительно в равном числе на основе одного и того же генотипа практически в одинаковых условиях среды и представляют собой варианты нормы. Даже если определенная комбинация значений асимметрии встречается значительно реже, как, например, лево- и равнорукие люди, то и здесь не всегда имеется достаточно оснований считать соответствующий организм патологически измененным. Вместе с тем некоторые нарушения нормальной асимметрии являются симптомом болезненного состояния.

Для объяснения асимметрии предложена стереохимическая гипотеза, возникшая на основе открытой Л. Пастером стереоизомерии (оптической изомерии) молекул и установленной им же химической стереоспецифичности живых тел, по которой асимметрия есть результат химической стереоспецифичности метаболитов, определяющих проявление соответствующего признака. В частности, организмы, противоположные по знаку асимметрии, должны быть противоположны также и стереохимически, хотя бы по очень немногим ключевым метаболитам. Вопреки этому измерение постоянной оптического вращения ряда аминокислот и дикарбоновых кислот, выделенных из тканей правых и левых моллюсков, показало их полную стереохимическую идентичность. Однако стереохимическая гипотеза имеет ряд косвенных подтверждений; по одному из них оптически изомерные вещества при раздельном действии на организм могут вызывать в нем асимметрию противоположного знака.

Различия между организмами, противоположными по знаку асимметрии, могут быть наследственными (бактерия mycoides, мутация «повернутое брюшко» дрозофилы, прудовик, люцерна и др.), ненаследственными (сифонофора «португальский кораблик», некоторые ракообразные, жук «зерновка», разнопалые куры, вьюнок «ипомея», табак, кокосовая пальма, ячмень и многие другие растения и животные) или наследственными по критерию наследственной изменчивости для бесполого размножения и ненаследственными по аналогичному критерию для полового размножения (ряска). Вопрос о генетической обусловленности леворукости и обратного расположения внутренних органов (situs viscerum inversus) у человека не решен, так как результаты, полученные методом посемейного анализа и близнецовым методом, противоречивы. По аналогии со стереоизомерами молекул (см. Изомерия) наследственно идентичные левые и правые организмы названы организмами-изомерами. Считается, что явление биологической изомерии включает явление биологического энантиоморфизма как частный случай. По прямым наблюдениям, а также по некоторым данным экспериментального обращения асимметрию, можно заключить, что внешние проявления типичной для взрослого организма асимметрии на ранних стадиях развития выражены слабо, то есть в ходе эмбриогенеза асимметрия, как правило, увеличивается. Аналогичная закономерность проявляется и в филогенезе: примитивные таксоны, как правило, представлены наименее асимметричными организмами.

Изучение асимметрии имеет большое значение в физиологии труда и спорта, патологии внутриутробного развития, хирургии и других отраслях медицины.

Асимметрия в строении и функциях человеческого тела

Примером асимметрии у человека являются непарные органы — сердце, печень, желудок, селезенка и др., сдвинутые в сторону от медианной плоскости. Характерным для человека считается преобладание правой верхней и левой нижней половины тела, проявляющееся праворукостью и левоногостью.

Различают асимметрию строения (морфологическая, или структурная асимметрия) и асимметрия движений и других функциональных отправлений организма (функциональная асимметрия). Функциональная асимметрия может заключаться в различии между парными органами по качеству и удельному количеству вырабатываемых ими продуктов и по реактивности или в преимущественном использовании одного из парных органов или локомоторных аппаратов при выполнении определенных действий. Ее можно увеличить (вызвать), уменьшить или обратить путем внешнего воздействия. Например, функциональная асимметрия конечностей усиливается при преимущественном использовании одной из конечностей в трудовых операциях и некоторых видах спортивной тренировки. Эти виды асимметрии обусловливают друг друга: функциональная асимметрия возникает как следствие морфологической асимметрии, для которой в свою очередь служит формообразующим фактором. Так, занятия фехтованием и игра в теннис ведут к гипертрофии мускулатуры ведущей руки, а затем к изменениям ее скелета. Нарастание функциональной динамической праворукости выше оптимального уровня может привести к уменьшению степени морфологической праворукости. Это объясняется действием интенсивных механических нагрузок,. задерживающим рост костей. Праворукость объясняют обычно доминированием двигательного центра в коре левого полушария. Это сопряжено с левосторонней локализацией речевых корковых центров. У леворуких корковые центры речи распределяются между правым и левым полушарием.

Асимметрия в строении периферической нервной системы проявляется в ходе и ветвлении нервных стволов, особенностях их волоконного состава, расположении нервных узлов. В строении сосудистой системы наблюдается не только морфологическая (связанная с положением сосудов и особенностями их ветвления), но и функциональная асимметрия. Установлено, что систолическое давление в a. ophthalmica у правшей выше, как правило, справа, у левшей — слева, у равноруких людей оно одинаково как справа, так и слева. Асимметрия парных внутренних органов проявляется особенностями топографии, строения и функциональных отправлений. Так, у здоровых женщин различие в осмотической концентрации, содержании натрия, калия и креатинина в моче из правой и левой почек составляет 10-20%.

Асимметрия определяет частоту поражения парных органов. Так, больший диаметр правого главного бронха и меньший угол его отхождения от трахеи обусловливают более частое попадание инородных тел в правое легкое.

Морфологическая и функциональная асимметрии нередко свидетельствует о начинающемся патологическом процессе. Например, увеличение в объеме одной конечности в период роста является симптомом нарушения венозного кровообращения; асимметрия венозного давления (на v. ulnaris) у больных гипертонической болезнью сигнализирует о нарастании церебральной декомпенсации; нарушение ориентировки в правом и левом направлениях у правшей свидетельствует о левосторонних поражениях нижнетеменной области (синдром Герстманна) и т. д.

См. также Симметрия.

Библиография: Алпатов В. В. Левизна-правизна в строении растительных и животных организмов, Бюлл. Моск. о-ва испыт. природы, отд. биол., т. 62, № 5, с. 19, 1957, библиогр.; Гаузе Г. Ф. Асимметрия протоплазмы, М.— Л., 1940, библиогр.; Касинов В. Б. О симметрии в биологии, Л., 1971; он же, Биологическая изомерия, Л., 1973; Огнев Б. В. Асимметрии сосудистой и нервной систем человека, их теоретическое и практическое значение, Вестн. АМН СССР, № 4, с. 26, 1948; Скобский И. Л. Гуморальные асимметрии в механизме развития болезни, М., 1969, библиогр.; Сперанский В. С. Симметрия и диссимметрия анатомической структуры, Труды Саратовск. мед. ин-та, т. 56 (73), с. 125, 1968, библиогр.; Astauroff В. L. Analyse der erblichen Störungsfälle der bilateralen Symmetrie im Zusammenhang mit der selbständigen Variabilität ähnlicher Strukturen, Z. indukt. Abstamm.-u. Vererb.-L., Bd 55, S. 183, 1930, Bibliogr.; Ludwig W. Das Rechts-Links-Problem im Tierreich und beim Menschen, B., 1932.

В. Б. Касинов; Б. A. Никитюк (антр.).