Начало >> Статьи >> Архивы >> Элементы информационной биологии и медицины

Информационные свойства функциональных систем - Элементы информационной биологии и медицины

Оглавление
Элементы информационной биологии и медицины
Информационные грани жизни
Общая характеристика информации и информационного поля
Эволюция информационной структуры мироздания
Архитектоника информационных отношений
Эволюция информационных систем
Физические аспекты информационных процессов в биосистемах
Информационно-волновые и информационно-корпускулярные особенности функционирования биосистем
Общие свойства функциональных систем
Голографический принцип организации функциональных систем
Голографический принцип системной организации функций мозга
Мотивация и подкрепление - основа голографических построений функций мозга
Эмоции в голографических механизмах, акцептор результатов действия
Доминирующая мотивация в извлечении опыта из памяти
Голографическое взаимодействие индивидов с окружающей средой
Голографические свойства популяций, больших систем
Информационные ступени эволюции функциональных систем
Опережающее отражение действительности
Многоклеточные
Популяции
Информационные свойства функциональных систем
Кодирование информации в рецепторах нервной ткани
Доминирующая мотивация
Эмоциональный сигнал потребности, аспекты поведения
Эмоциональная оценка потребного результата, сенсорное насыщение
Информационная среда и экраны организма
Информация в межсистемных взаимоотношениях в организме
Информационные отношения
Голографическое единство мироздания
Информационные эффекты сверхмалых доз веществ
Эффект бипатии
Особенности эффектов потенцированных средств
Возможные механизмы действия потенцированных средств
Практическое использование информационных эффектов
Информационная сущность традиционной медицины
Информационный подход к болезни
Методологические особенности академической медицины
Современные представления об энерго-информационных механизмах акупунктуры
Гомеопатия как метод информационной медицины
Являются ли лечебные эффекты гомеопатии феноменом плацебо?
Современные представления о механизмах информационных эффектов гомеопатической терапии
Заключение
Литература
Неспецифическая реабилитация ранних информационных нарушений при эмоциональном стрессе

Функциональные системы, открытые П. К. Анохиным, пронизывают все мироздание и все стороны деятельности живых существ. Они проявляются на всех уровнях жизнедеятельности как взаимодействие элементов в достижении общих полезных для систем и организмов результатов. Как мы указывали в разделе 2.1, в каждом отдельном элементе функциональной системы проявляются свойства и состояния ее конечного, полезного для организма приспособительного результата. Функциональные системы определяют и взаимоотношения индивидов в популяциях, межпопуляционные отношения людей, включая семейственные, государственные и межгосударственные; взаимодействие человеческих популяций с биосферой, ноосферой и, наконец, взаимоотношения ноосферы с другими, пока еще не установленными системными организациями космического уровня. Физико-химические процессы в функциональных системах тесно связаны с информационными процессами.
Информация в функциональных системах организма определяется, в первую очередь, различными метаболическими потребностями. Под метаболической потребностью мы понимаем любое отклонение метаболического процесса от уровня, обусловливающего оптимальную жизнедеятельность.

Информационная характеристика потребности.

Общая потребность организма многопараметрична. Многопараметричность общей потребности организма определяется многообразием химических метаболических реакций, одновременно происходящих в организме в каждый данный момент времени. Кроме химических параметров потребность имеет физические параметры: температура, давление, вес и др. Метаболические потребности организма, по существу дела, характеризуются молекулярными и даже атомными изменениями в клетках различных тканей организма. Каждая специфическая функциональная система организма формируется, тем не менее, только каким-либо одним параметром внутренней среды, составляющим только часть общей потребности организма. Однако этот параметр по принципу мультипараметрического взаимодействия тесно связан с другими параметрами общей потребности организма, формирующими другие функциональные системы. В каждый данный момент времени один из параметров общей потребности организма выступает в роли ведущего, будучи наиболее значимым для выживания, продления рода или для адаптации во внешней, а для человека - социальной среде, формируя доминирующую функциональную систему.
В процессе формирования метаболической потребности информация в функциональных системах возникает как отношение отклоненной величины адаптивного результата к его оптимальному для метаболизма уровню. Таким образом, материальный физико-химический метаболический процесс порождает идеальные его свойства - информацию.
В самих результатах деятельности различных функциональных систем заложено внутреннее противоречие, обусловленное как метаболическими процессами ассимиляции и диссимиляции, так и воздействиями на организм внешних возмущающих факторов.

Благодаря этому результат может смещаться как в сторону возрастания, так и снижения его значения. В зависимости от состояния регулируемого результата функциональные системы усиливают или, наоборот, снижают интенсивность своей саморегуляторной деятельности. Вследствие этого, внутри каждой функциональной системы постоянно действуют две противоположно направленные исполнительные информационные тенденции. Одна из них проявляется при возрастании значения результата; другая - при его снижении. Первая определяет снижение значения результата до нормального уровня, другая - его возрастание. При этом одни и те же исполнительные механизмы функциональных систем могут действовать в противоположных направлениях, как это, например, наблюдается в случае повышения или снижения кровяного давления. При повышении кровяного давления происходит расширение просвета артериол, замедляются и ослабляются сокращения сердца, замедляется кровоток, уменьшается масса циркулирующей крови, снижается ее вязкость, ослабляется реабсорбция жидкости почками, тормозится кровообразование, усиливается кроворазрушение и т.д. При снижении уровня кровяного давления все эти процессы в той же функциональной системе осуществляются в противоположном направлении: суживается просвет артериол, ускоряются и усиливаются сокращения сердца, усиливается кровоток, увеличивается масса циркулирующей крови, повышается ее вязкость, усиливается реабсорбция жидкости почками, усиливается кровообразование и ослабляется кроворазрушение.
В саморегуляторной деятельности функциональных систем проявляются торсионные свойства. Известно, что торсионные поля, действующие в пространстве, обусловлены вращательными моментами спинов взаимодействующих частиц. Рождаясь под влиянием информации, спин направлен в одну сторону, и его крутящий момент имеет одно направление. В следующий момент спин под влиянием информации направлен в другую сторону, и его крутящий момент имеет другое направление. Можно думать, что информационные поля посредством осциллирующих взаимодействий образуют как бы вложенные друг в друга вихревые конструкции кручения, не переносящие массу, но переносящие информацию. Торсионные поля обладают высокой проникающей способностью и сверхсветовой скоростью.
В функциональных системах организма отклонение результата деятельности функциональной системы от уровня, определяющего нормальную жизнедеятельность, вызывает активацию всех элементов функциональной системы. При этом формируется субъективный информационный сигнал - отрицательная эмоция, позволяющая живым организмам надежно оценивать возникающую потребность. Для возвращения результата к оптимальному для жизнедеятельности уровню элементы функциональных систем работают в противоположном направлении. Достижение функциональными системами оптимального результата сопровождается не менее ярким информационным сигналом - положительной эмоцией (Рис. 9).

Восприятие метаболической потребности функциональными системами.

Информация о потребности воспринимается многочисленными рецепторами клеточных мембран, а также специализированными рецепторами нервной ткани.
Каждая метаболическая потребность характеризуется поступлением в жидкие среды организма: межтканевую жидкость, лимфатическое и кровеносное русло специальных информационных молекул. В качестве таких информационных молекул выступают олигопептиды, иммунные белковые комплексы, жирные кислоты, простагландины и другие вещества.

Рис. 9. Интерференционный характер передачи информации о результате деятельности функциональной системы на основе двоичного кода. Объяснения в тексте. Слева - отклонение результата деятельности функциональной системы от оптимального для метаболизма уровня. Справа - возвращение результата к оптимальному для метаболизма уровню благодаря саморегуляторной деятельности функциональной системы.

Информационные молекулы взаимодействуют с молекулярными рецепторами - белковыми молекулами мембран, гликокаликсом, гликопротеидами мембранных ворсинок или со сложными клеточными образованиями - интерорецепторами чувствительных аксонов, расположенными в тканях внутренних органов и сосудистой стенки, такими, например как каротидное тельце, а также с различными нервными окончаниями - колбы Краузе, тельца Фатер-Пачини и др.
Взаимодействие информационных молекул с мембранными рецепторами клеток тканей порождает в них каскадные цитоплазматические процессы. От мембранных рецепторов информация о потребности распространяется к ядру клеток через молекулярные посредники: аденилатциклазу, цАМФ, цГМФ, оксид азота, фосфоинозитиды, кальциевый и другие механизмы. Через активацию соответствующих протеинкиназ осуществляется фосфорилирование внутриклеточных белковых молекул, которые оказывают непосредственное действие на геном клетки. Под влиянием происходящих в клетках молекулярных изменений, обусловленных метаболической потребностью, усиливается экспрессия ранних генов c-fos, c-jun и др. В результате образуются белковые молекулы, стимулирующие экспрессию поздних генов (Анохин К. В., 1996). Последние, в свою очередь, экспрессируют эффекторные информационные молекулы, влияющие снова на рецепторные образования мембран клеток. Устанавливается, таким образом, циклическое взаимодействие информационных процессов в клетках, происходящее до тех пор, пока не будет удовлетворена соответствующая потребность. Ритм указанного процесса, по-видимому, определяется интенсивностью метаболической потребности.
Следует подчеркнуть, что, хотя молекулярные процессы от рецепторов мембран до генома клеток включают каскадную смену различных субстратных и каталитических гетерогенных метаболических реакций, информация о потребности на уровне всех этих молекулярных процессов, тем не менее, сохраняется неизменной.
В качестве еще одного примера рассмотрим информационные процессы, протекающие в клетках организма при сдвиге реакции в кислую сторону (Самойлов В. О., 1993). Информация о потребности избирательно воспринимается многочисленными рецепторными органами - гломусными клетками, обнаруженными во всех органах. Эти рецепторные образования, содержащие карбоангидразу, воспринимают кислотность, щелочность и осмотическое давление в клетках. При повышении кислотности внутренней среды буферные системы крови нейтрализуют водородные ионы с образованием СО2. Под влиянием карбоангидразы в клетках рецепторов происходит гидратация и образуется угольная кислота, диссоциирующая на ионы. Водородные ионы проникают в гломусные клетки, усиливая в них биологические процессы окисления. Под влиянием метаболических сдвигов происходит мобилизация ионов кальция из клеточных депо. Избыток ионов кальция в рецепторах клеток изменяет проницаемость их плазматических мембран. Алкалоиды в силу липофильности легко проникают через плазмолемму гломусных клеток и ингибируют в ее цитоплазме фосфодиэстеразу - один из ключевых ферментов цАМФ. Вследствие этого в клетках нарастает содержание цАМФ, усиливается гликолиз, липолиз и другие метаболические процессы, также ведущие к накоплению ионов кальция. Одновременно под влиянием цАМФ изменяется проницаемость мембран рецепторов к ионам натрия, что также приводит к деполяризации мембраны клетки, а также за счет каскадных метаболических процессов, распространяющихся к геному клеток, экспрессируются специальные информационные молекулы.

У. Р. Эйди (Adey W. R., 1992) считает, что одним из факторов возбуждения молекулярных рецепторов мембран клеток являются слабые электромагнитные поля, которые, распространяясь по межклеточным пространствам, действуют на отрицательно заряженные гликопротеиновые нити гликокаликса мембран клеток. А. А. Подколзин и В. И. Донцов (1994) полагают, что слабые магнитные поля имеют информационный характер воздействия на организм по типу резонанса - усиления определенных параметров живой ткани. На резонирующие «окна» по отношению к действию переменных электромагнитных полей на проницаемость мембран нервных клеток к ионам кальция указывает и Эйди (Adey W. R., 1996).
Доказано, что температура и гидратация являются ведущими факторами, изменяющими состояние липидов мембран клеток. Изменение состояния липидов в мембране, в свою очередь, оказывает информационное влияние на процессы транскрипции генома клетки, что, в свою очередь, по принципу отрицательной обратной связи снова влияет на состояние мембраны и ее рецепторов (Vigh L. et al., 1993).
Транскрипция гена у дрожжей определяется в культуре тканей уровнем ненасыщенных жирных кислот (Bossie М. А., Martin G. F., 1989; Maresca В., Cassins A. R., 1993), а у лейкоцитов - арахидоновой кислоты (Tebby P. W., Buttke T. M., 1992).
В результате появления специальных гуморальных посредников - информационных молекул - и их действия на нервные окончания происходит качественно новый процесс: переход информации о физикохимических свойствах потребности в возбуждение нервной ткани. Несмотря на то, что физико-химические свойства потребности преобразуются в рецепторах в специфические физиологические процессы их возбуждения, при этом не происходит потери информационной значимости потребности, хотя форма ее носителя качественно изменяется.
В результате этих реакций в рецепторах нервных окончаний возникает информационный процесс передачи возбуждения в центральную нервную систему.



 
« Электроэнцефалограмма и функциональные состояния человека   Эндокринология »