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

Информационный подход к болезни - 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

Болезнь, как уже упоминалось, по своей сути представляет нарушения в структурах и/или функций с характерными признаками патологии на клеточном и молекулярных уровнях. Несомненно, что дефиниция болезни определяется доминирующей в обществе точкой зрения. Сегодня точка зрения современной медицины представлена молекулярной патологией из- за стремительных успехов, связанных с технологией в области молекулярной биологии. Так, анализ белков и нуклеиновых кислот способствовал расширению знаний в сфере молекулярных нарушений как количественных, так и качественных, отмечаемых при многочисленных заболеваниях, как врожденных, так и приобретенных. Знания молекулярных основ различных заболеваний явились новым стимулом в диагностике и более рациональном назначении лекарственных препаратов.
Однако, несмотря на расширение знаний в области молекулярной биологии, проблема всеобъемлющей и удовлетворяющей всех дефиниции болезни далека от окончательного решения. Большие успехи в расширении знаний еще не являются гарантией интенсивного понимания глубинного значения нарушений в организме, их динамики от начала до развития болезни. Любое удовлетворительное объяснение природы болезни неизбежно связано с поиском причины (этиологии) и механизмов (патогенеза) или, говоря другими словами, «почему» и «как» возник и развивается патологический процесс.
Достижения молекулярной биологии позволяют сегодня по-новому подойти к внезапно реанимированным в последние годы представлениям о так называемых «функциональных» болезнях или доклиническому периоду развития болезни. Так, быстро расширяется список болезней различной этиологии, в патогенезе которых решающую роль играют молекулярные нарушения в ядерных и цитоплазматических мембранах. Как указывают патоморфологи, «неструктурированных компонентов в клетке вообще не существует: благодаря высокой разрешающей способности электронных микроскопов можно различать все новые и новые тончайшие структуры, которые ранее казались гомогенным коллоидом» (Саркисов Д. С., Пальцев М. А., Хитров Н. К., 1997).

На этом основании делается заключение, что «сегодня уже следует отказаться от подобных представлений и избегать употребления таких терминов, как, например, ’’нарушение обменных процессов” в смысле их понимания как чего-то аморфного, еще не ’’морфологического”, ’’чисто функционального” и подобных, поскольку не только органные и тканевые, но и тончайшие внутриклеточные изменения, включая биохимические, мы должны рассматривать как структурные, разумеется, упоминая при этом, о каком уровне организации идет речь в каждом конкретном случае». И, наконец, «в настоящее время можно с полной уверенностью принять следующее положение: подавляющее число патологических процессов начинается с повреждения той или иной мембранной структуры клетки» (Саркисов Д. С., Пальцев М. А., Хитров Н. К., 1997).
Хорошо известно, что развитие патологического процесса на уровне мембраны клеток далеко не сразу начинает сопровождаться типичными для данной болезни субъективными и объективными симптомами. И можно ли всякое нарушение молекулярных процессов на мембранном уровне императивно считать патологическим процессом?
Многие представители современной медицины, выступая против таких понятий как «чисто функциональные нарушения», «функциональные болезни», «доклиническая функциональная стадия болезни» и т.д., доказывая несостоятельность этих широко распространенных представлений, объясняют «отставание» клинической картины от морфологических проявлений компенсаторно-приспособительными реакциями организма. «Между морфологическими изменениями органов и функциональными (клиническими) проявлениями этих изменений как бы вставлена мощная система компенсаторно-приспособительных реакций, направленных на купирование изменений и тем самым на сохранение гомеостаза» (Саркисов Д. С., Пальцев М. А., Хитров Н. К., 1997). И «купируя происходящие в глубине органов изменения с помощью системы компенсаторноприспособительных реакций и этим резко обедняя и ’’затушевывая” клиническую картину болезни, организм, ’’сам того не ведая”, встает главным препятствием на пути ранней диагностики болезней - основного принципа, на котором строится вся система клинической медицины» (Саркисов Д. С., Пальцев М. А., Хитров Н. К., 1997).
Многочисленные клинико-экспериментальные наблюдения указывают на значительные возможности организма обеспечивать гомеостазис и приводят множество примеров того, что если во время доклинического периода болезни защитным реакциям организма удается полностью подавить и ликвидировать возникшие неполадки, человек остается практически здоровым.

При всей убедительности представленных выше положений остается, тем не менее, много вопросов о сущности механизмов компенсаторноприспособительных реакций организма. Почему возможны случаи внезапной смерти у лиц молодого возраста с хорошими потенциальными возможностями компенсаторно-приспособительных реакций и отсутствием «грубых» морфологических проявлений? И почему нередки случаи, когда хронические больные с тяжелыми структурными изменениями в различных органах и тканях, тем не менее, продолжают вести активный образ жизни на протяжении многих лет?
Нам представляется, что несколько более полные ответы на поставленные вопросы могут быть заданы, если помимо традиционной дискуссии о взаимоотношении структуры и функции, в объяснении изучаемых явлений будет использована парадигма информационных процессов организма.
Болезнь, конечно, молекулярная проблема, но на различных иерархических уровнях это клеточная проблема, проблема физиологических организаций и человека в целом. Если молекулярные нарушения не компенсируются супрамолекулярными системами - последние ответственны за болезнь, а не молекулы. Болезнь - проблема индивидуума, но в то же время и проблема окружающей среды; индивидуум чаще является жертвой, нежели источником (насилие, загрязнение окружающей среды, эпидемии, влияния средств массовой информации, отчужденность, одиночество и т.д ). Причем в этих условиях реальная природа болезни вряд ли может быть сведена к объяснениям с использованием последних достижений в области биохимии.
Болезнь, по существу, является информационным беспорядком. Ярким подтверждением этого положения являются генетические заболевания, когда при изменении порядка в генетическом коде болезнь как бы заложена в самом хранилище информации. Генетические болезни могут быть также результатом исключительно мелких ошибок в транскрипции в «библиотечной» основе клетки. Даже в приобретенных заболеваниях или при заболеваниях в условиях смешанного воздействия генетических факторов и факторов окружающей среды (а таких заболеваний чрезвычайно много) «информационный беспорядок» царит на различных иерархических уровнях организации физиологических систем. Это не только изменения молекулярного порядка ДНК, но также информационные «расстройства» на уровнях супрамолекулярных систем.
При большинстве заболеваний можно отметить отклонения гомеостатических функциональных систем различного уровня. При этом молекулярные, клеточные, тканевые, органные, нейроиммуногуморальные организации (системы) сохраняют тенденции к функционированию согласно детерминированным четким программам.

Например, при воспалении, тромбозах, атеросклерозе, гиперплазиях, эндокринных нарушениях можно отметить не первичные дефекты самих систем, а дефекты в их регуляции. Тромбоциты, вызывающие в конечном итоге образование тромба, выполняют свою функцию, равно как и тромбин и фибрин. Клинические наблюдения показывают, что отдельный генетический дефект может быть причиной патологического явления (отсутствие LDL-рецепторов при атеросклерозе), но более часто в практике подобные генетические дефекты или не определяются, или их роль не является решающей. Более того, даже заболевание, первопричиной которого являются генетические факторы, зависит в значительной степени в своем течении от нарушений регуляторных процессов, от того как функциональные системы будут осуществлять взаимодействие самого дефекта с адекватными для организма компенсаторными механизмами.
Здоровье, как проявление жизни, - есть выражение сложного поведения природы. При этом важно отметить, что организм в целом развивается как открытая система, в которой информация управляет как веществом, так и энергией, при этом не подавляя, но иногда даже поощряя хаотические элементы. С позиций информационных представлений жизнь - есть метастабильное состояние, которое поддерживается и воспроизводится как термодинамическое далекое от равновесия явление, благодаря обмену веществом и энергией между живой системой и окружающей средой (Guerritore А., 1987; Guidotti G.G., 1990).
Сам по себе факт, что гомеостатические функциональные системы существуют в условиях, когда поддерживаемые параметры имеют определенные пределы колебаний, еще не является доказательством того, что организм и его субсистемы пребывают в состоянии «равновесия», но свидетельствуют о том, что организм хорошо «сконструирован» и обладает способностями управлять потоком веществ, чтобы обеспечить жизнь.
Например, хорошо известно наличие серьезных различий в концентрациях ионов (натрия, калия, водорода, кальция, магния) между различными составными частями клетки, разделенными биологическими мембранами. Подобные различия, создаваемые клетками, используются для генерирования сигналов, передачи информации и энергии. В частности, передача нервного импульса зависит от различий концентраций натрия и калия внутри и снаружи мембраны нервного волокна; деление клетки требует перехода ионов водорода из внутри- во внеклеточное пространство (алкалинизация цитоплазмы) и т.д. Таким образом, поддержание жизни и здоровья состоит в контроле неравновесия, «контролируемом неравновесии» (controlled dysequilibrium) по Guidotti G. G., 1990.
Проблема контроля функций организма, направленных на обеспечение гомеостазиса, значительно осложняется, если ее сводить исключительно к молекулярным показателям. Нейрофармаколог М. Трабуччи отмечает: «Новейшие биомедицинские исследования пытаются раскрыть пути, которыми жизнь оставляет свои следы на биологической структуре. Некоторые из этих путей предсказуемы, потому что они подчиняются объективным (или научно обоснованным) законам, тогда как другие непредсказуемы. К первой группе принадлежат эксперименты, выполненные, главным образом, на животных, на основе которых ряд внешних характеристик отражается в простых параметрах деятельности нервной системы (ветвление дендритов, количество синапсов и т.д.); ко второй группе относятся те серии событий, которые могут быть охарактеризованы понятием сложности из-за того, что чрезвычайно вариабельные внешние раздражители интерпретируются через различные, человек - окружающая среда, отношения и переводятся в высоко дифференцированные биологические и личностные реальности» (Trabucchi М, 1992).
Противоположной крайностью организации жизни есть смерть, которая представляет собой максимальный беспорядок, рассеивание информации и возрастание энтропии с тенденцией к термодинамическому равновесию. В этом смысле болезнь занимает промежуточное положение, проявляя себя в частичном беспорядке системы информации, энергии и вещества, локализованном в пространстве и во времени.
Болезнь - дезорганизация, но, тем не менее, она подчиняется некоторым законам и таким образом включает какие-то элементы порядка. Гомеостатические функциональные системы, которые обеспечивают здоровье, могут быть причиной многих патологических проявлений в случаях их неадекватного, усиленного использования и не соответствующего обстоятельствам. С другой стороны, следует отметить, что ряд феноменов, считающихся патологическими, на самом деле биологически полезны (даже если они вызывают боль), так как представляют стадию перехода организма к большей жизненной устойчивости, энергии и сопротивлению патогенным факторам.
В этой связи следует упомянуть воспаление, некоторые иммунные реакции, которые относят к патологическим процессам и которые, несмотря на некоторую плату в терминах субъективных симптомов и возможных органных изменений, в действительности служат цели восстановления, защиты, усиления сопротивления.
Упрощенная блок-диаграмма патофизиологических явлений в период типичной болезни представлена на рис. 30. Эта диаграмма отражает общую картину взаимодействий различных этапов болезненного процесса (Bellavite Р., Signorini А., 1995). Можно видеть, что если различные этиологические агенты (химические, физические, биологические и т.д.) «прорывают» первую систему защиты, то следствием этого являются структурные и/или функциональные биохимические повреждения. Эти повреждения, в свою очередь, запускают реакции функциональных систем, ответственных за сохранение и восстановление биологического целого, которые названы «гомеостатическими биологическими системами». Именно эти функциональные системы занимают центральное место в динамической эволюции болезни: их активное функционирование ведет к восстановлению и излечению. При этом сами системы могут быть причиной последующих нарушений, стимулируя различного вида положительные обратные связи. Очевидно, что если повреждающие факторы, прямые или  косвенные, исключительно тяжелые и необратимые, то и сама ситуация становится необратимой, что может привести к смерти или к перманентной недостаточности (патологическому состоянию).

Рис. 30. Диаграмма типичной патофизиологической структуры, отражающей возможные события при заболевании (по П. Беллавите, А. Синьорини, 1995).

Большинство признаков и симптомов болезни является результатом не прямого воздействия этиологического фактора, а ответной реакцией организма.
На блок-диаграмме отмечен и другой возможный исход типичного патофизиологического процесса: адаптация. В некотором смысле это промежуточная стадия между излечением и патологическим состоянием, так как она представляет новое состояние «нормы» - приспособления к изменившимся условиям.

Если рассматривать болезнь как информационный беспорядок в сложных функциональных системах, становится очевидным, что молекулярный подход, который изучает только один аспект информации, несмотря на его несомненную важность, не достаточен. Поэтому понятны попытки использовать новые подходы, новые модели и новые концепции с целью преодоления препятствий. Сегодня стало очевидным, что недостаточно понимать отдельные элементы и пытаться соединить их вместе в компьютерных и кибернетических моделях. Мало найдется оптимистов думать, что формулирование точных, предсказывающих моделей, способных охватить все переменные, касающиеся отдельных клеток, возможно для конструирования моделей функционирующих органов или систем.
Понимая это, мы должны сделать заключение, что сегодня еще невозможно описать болезнь со всей точностью и полнотой, достаточных для всеобъемлющего, рационального, точно ориентированного лечения. Сегодня нам известны только некоторые аспекты болезни, что позволяет избрать терапию на них основанную (антивоспалительную, анальгетическую, замещающую и т.д.).
Чтобы представить в целом проблему информационного регулирования жизненных процессов, равно как и возникающих в них патологических проявлений, П. Беллавите и А. Синьорини предлагают сравнить их с моделью оркестра.
Согласно их представлениям, оркестр рассматривается как тело, а музыка - его жизнь. В оркестре можно выделить материальную, «молекулярную» часть, состоящую из инструментов с их точной структурой, и музыкантов с их рецептивными, тщательно заученными и двигательными способностями. Самым важным является то, что оркестр играет в гармонии по программе, определяемой партитурой, и в темпе, задаваемом дирижером.
Однако, исполнение может быть неудачным, если одна из материальных частей ломается (например, струны скрипки или стул у одного из музыкантов) или оркестранты играют несогласованно. Качество музыки, исполняемой оркестром, зависит от таких условий как качество инструментов, качество партитуры, мастерства дирижера и, кроме того, степени унисона и гармонии между исполнителями. Если обнаруживается какое- либо внешнее вмешательство в виде сильного шума или если оркестр устал, или его участники отвлекаются, то возникает опасность нарушения гармонии. Причем, чем больше будет подобная опасность, тем меньше будет вероятность того, что дирижер сможет контролировать игру оркестра. Если музыка «разлажена» или дирижер оказался «слабым», брак может распространиться на весь оркестр и, в конечном итоге, на его деятельность.

Приведенный пример иллюстрирует положение, что причиной «неприятности» необязательно должны быть структурные нарушения. Информационный беспорядок может возникать как результат тонких и не всегда сразу заметных отклонений от нормы, которые затем усиливаются и/или стабилизируются механизмами адаптации и положительной обратной связи. Как «здоровый» организм этот оркестр играет постоянно с высокой степенью координации. При этом трудно сказать, кто является истинным «дирижером», потому что все части взаимосвязаны, хотя можно отметить, что некоторым системам свойственны контролирующие функции в большей степени, чем другим системам.
Любой подход к дефиниции болезни будет ближе к реальности, если он окажется более интегрированным в том смысле, что все возможные уровни, на которых проявляется патологический информационный беспорядок, будут охвачены этим определением. В этом отношении весьма эффективным является подход к болезни с позиции теории функциональных систем организма, так как он позволяет создать сеть взаимодействий, включающую молекулы, клетки, органы и системы с горизонтальным (например от молекулы к молекуле) и вертикальным способами передачи информации между организациями различных уровней (например от молекулы к клетке, от клетки к организму, от организма к взаимодействию с окружающей средой). Ни одна биологическая функциональная система не существует изолированно, так как в противном случае она была бы «захвачена» энтропией. Это, в свою очередь, означает, что и болезнь нельзя рассматривать изолированно, как самодостаточное явление. «Болезнь - не есть просто ошибка природы, а лишь один из путей бытия, глубокое значение которого еще далеко от понимания» (Bellavite Р., Signorini А., 1995).



 
« Электроэнцефалограмма и функциональные состояния человека   Эндокринология »