Глава 3.3. Биологическая информация и гомеостаз

Здесь предлагается метод анализа систем жизнеобеспечения клеток, органов и систем организма с позиции анализа систем с памятью (информационный подход). Он предполагает рассматривать не просто биохимические, физиологические, нервные или химические процессы, связанные между собой за счет различных видов взаимодействий, но как процессы, при которых осуществляется накопление, запоминание, передача и хранение информации благодаря этим биохимическим, физиологическим и химическим процессам.

Такой подход предполагает выполнение условия “биологического” “узнавания” на каждом из уровней системы жизнеобеспечения, накопление и передачу всей информации в центральную нервную систему для приведения в действие обратного механизма: формирование управляющих информационных воздействий на “биологическом” уровне и их передача в низшие структуры.

Информационный подход вынуждает понимать, что гомеостаз не цель регулирования, а условие более успешного выполнения информационного обмена на “биологическом” уровне, т.е. процесс информационного обмена является определяющим, обуславливающим организацию жизнеобеспечения.

Ранее, когда мы рассматривали механизм зрения, описанный в статье Ратнера, мы уже видели, как влияет воздействие информации на биологические структуры.

“Позже было установлено, что нативный, готовый к восприятию света родопсин содержит ретиналь в 11-цис-форме (что-то вроде буквы Г), а в препаратах обесцвеченного родопсина ретиналь находится в транс-форме (похож на палку). Это означало, во-первых, что свет поглощается ретиналем, и, во-вторых, что после поглощения света его молекулы изменяют форму”.

В данном случае имеется однозначное соответствие физической формы ретиналя определенной зафиксированной информации. Если бы не было известно, что это физическое преобразование связано с запоминанием информации, то тогда можно было бы сделать вывод о том, что просто существуют два вида родопсина. Об этом приходится говорить, чтобы подвести к мысли о том, что в ряде случаев в эксперименте обнаруживаются различные формы одного и того же белка, но объяснение этому дается иное, т.е. не учитывается то, что это может быть итогом запоминания какой-либо информации. Поэтому следует привести определенные факты, подтверждающие информационный характер процессов при обеспечении гомеостатических функций организма.

“Решение старой проблемы переливания крови помогло узнать об ее разных группах и характере их наследования. С давних времен было известно, что попытка переливать кровь одного человека другому (от донора - к реципиенту) часто кончалась трагично – реципиент погибал. Только в начале нашего века австрийский врач Карл Ландштейнер сумел объяснить, в чем тут дело. Он обнаружил, что кровь людей неоднотипна и ее можно разделить на четыре основные группы. Их обозначают цифрами (I, II, III, IV) или, соответственно, символами О, А, В, АВ.

Различие в группах крови зависит от того, что в ней содержатся разные белки. В ее плазме (жидкой части, где во взвешенном состоянии находятся клетки крови - лейкоциты и эритроциты и др.) есть белки-антитела. В эритроцитах находятся другие белки-антигены. Каждый белок-антитело “враждебен” какому-то “телу” (как это ясно из буквального смысла слова “антитело”). Если на предметном стекле микроскопа смешать две капли крови от двух, несовместимых по группам крови людей (в одной капле - антиген, в другой - антитело), можно простым глазом увидеть, как антитело проявит свою “враждебность” к антигену: оно попросту склеит эритроциты в комочки, кровь свернется...

Плазма крови группы А содержит анти-В-антитела. В плазме крови группы В есть анти-А-антитела. В плазме группы О (I группы) есть и те и другие антитела, зато в плазме крови группы АВ антител нет совсем. Поэтому человеку с IV группой (АВ) можно переливать любую кровь - это универсальный реципиент. Так как в плазме крови человека с группой О нет антигенов А и В, его кровь годится для переливания другим (и, конечно, самой О-группе). К группам О, А и В надо подбирать донорскую кровь, чтобы не случилось беды...

Но эта схема очень упрощена. И вот в чем дело. В связи с тем, что были открыты другие белки крови (M, N, Р, Q, L и т.д.) и в эритроцитах человека обнаружили более 50 антигенов (например, только антиген А существует еще в четырех разновидностях: А1; А2; А3 и А4), сейчас существует несколько систем, по которым различают кровь людей. Символ О, показывающий, что в крови первой группы нет антигенов А и В, теперь говорит о том, что в ней есть белок О - тоже антиген" (А. И. Брусиловский “Жизнь до рождения”, М. “Знание”, 1984 г., стр. 126-127).

Из этого отрывка наглядно видно, что, например, на уровне крови имеется некоторая константная информация, на соответствие которой происходит постоянная проверка параметров крови. Такого же рода константная информация отражает формирование папиллярных линий на коже рук. Можно привести ряд других примеров, но это не главное. Существеннее то, что в своей сути подобный контроль совершенно идентичен во всех случаях, как бы ни казались различными области контроля константной информации.

Поэтому в качестве первого вывода можно высказать такое соображение. Гомеостаз - это природная система автоматического регулирования, с использованием которой реализуется процесс постоянного контроля определенной (не только генетической) информации. Иначе говоря, гомеостаз - это условие лучшей обработки информации, а не цель процесса регулирования. Именно поэтому получается, что в итоге система обеспечивает определенную стабилизацию свойств организма.

Следовательно, гомеостаз можно рассматривать как одновременное действие двух независимых процессов.

Один связан непосредственно со стабилизацией параметров жидких сред (крови, лимфы, тканевой жидкости, цереброспинальной жидкости). Второй - создан природой для передачи информации от одних структур (от клетки) другим структурам по биологическим линиям связи с завершением пути этой информации в центральной нервной системе или, напротив, от центральной нервной системы к конкретной клетке. Относительной независимостью этих процессов могут быть объяснены условия перехода систем гомеостаза к иным условиям стабилизации при каких-либо соматических заболеваниях, а не возврат к норме.

Сложность выявления этих двух процессов заключается в том, что оба они реализованы в одних и тех же материальных средах (информационных носителях). Но их принципиальное отличие состоит в разном функциональном назначении.

Стабилизация параметров жидких сред предназначена только для создания наиболее оптимальных условий работы второго процесса, а не наоборот, т.е. второй процесс - передачи информации – является в определенном смысле более главным, определяющим. Это следует из того, что любой живой организм можно и следует рассматривать как систему сбора и обработки информации: этому подчинены все функции любых живых организмов.

Особенно это становится понятным, если в основу объяснения жизнедеятельности любых организмов будет положен виталистский принцип, т.е. учение о душе. Если не принять в качестве основы это учение, то многие процессы в живом организме вообще не могут быть как-либо объяснены. Например, без признания определенной управляющей функции души невозможно понять общий механизм действия в организме биологически активных веществ.

“Оставался и в какой-то мере остается нерешенным вопрос, каким образом некоторые биологически активные вещества обнаруживаются в крови, несмотря на наличие в ней высокоактивных ферментов, почти мгновенно разрушающих их после того, как кровь собрана в пробирку для тех или других лабораторных исследований” (Г. Н. Кассиль “Внутренняя среда организма”, М. “Наука”, 1983 г., стр. 41).

Это не единственный нерешенный вопрос по биологически активным веществам. Не менее загадочным выглядит и то, что они возникают как раз тогда, когда в них появляется необходимость, и именно в тех местах, где эта необходимость выявляется.

Например, чрезвычайно важную роль практически во всех процессах, протекающих в организме, играют простагландины, образующиеся из полиненасыщенных жирных кислот.

“В организме простагландины образуются в клетках и именно в тот момент, когда возникает в них необходимость. Выполнив свою роль, они быстро разрушаются, а не накапливаются в тканях и не разносятся кровью по всем органам... Природных простагландинов, как видим, не очень-то много. Образуются они в различных клетках организма по мере надобности, поэтому и скорость их образования весьма высокая. Простагландины вездесущи, но в некоторых органах и тканях их образование происходит с максимальной интенсивностью” (Р. Г. Бороян “Простагландины: взгляд на будущее”, М., “Знание”, 1983 г., стр. 22, 24).

В дальнейшем мы обсудим информационную роль простагландинов в организме. Сейчас обратим внимание на то, что они образуются с максимальной скоростью именно там, где в них появляется в данный момент потребность организма, образуются в том количестве, какое необходимо. Но, выполнив свою функцию, простагландины быстро разрушаются, поскольку дальнейшее их присутствие стало бы нарушать какие-то иные процессы вследствие вездесущности и универсальности действия простагландинов, что могло привести (и в ряде случаев приводит) к негативным последствиям.