Естественные технологии биологических систем

3. Нередко подчеркивается, что теория сбалансированного питания — основа эффективного кормления многих сельскохозяйственных животных. Это действительно так, но с рядом оговорок. В пищу ряда сельскохозяйственных животных вводятся компоненты, которые обеспечивают ее адекватность, т.е. максимально благоприятное протекание всех процессов переваривания, всасывания, микробной переработки и т.д., а не только соответствие между составом вводимых и теряемых веществ.

Ясно, что все приведенные факты и аргументы служат в пользу не классической, а новой теории.

Вопрос.Не преувеличено ли значение регуляторных факторов в процессе питания?

Ответ.По-видимому, важность регуляторных факторов в питании не преувеличена, так как поток гормонов и других физиологически активных веществ из желудочно-кишечного тракта во внутреннюю среду организма необходим для усвоения поступающих пищевых веществ. Можно ограничиться лишь одним примером (в дополнение к тому, что сказано выше). Хорошо известно, что усвоение глюкозы контролируется, в частности, инсулином. Сейчас твердо установлено, что при прохождении через желудочно-кишечный тракт (т.е. до всасывания) простые и отчасти сложные углеводы стимулируют инсулярный аппарат через посредство некоторых гормонов, продуцируемых эндокринными клетками пищеварительного аппарата. Наконец, есть определенные основания думать, что нарушения обмена веществ при старении организма связаны с дефектами регулирующих влияний желудочно-кишечного тракта.

Что касается роли активных веществ, поступающих извне, то, по всей вероятности, она значительно больше, чем предполагалось до настоящего времени. Сейчас накапливается обширная информация относительно того, что общее состояние организма, его эмоциональный статус и т.д. зависят от поступления в организм предшественников многих гормонов и медиаторов, в частности от содержания в пище различных аминокислот, предшественников катехоламинов, серотонина и т.д.

Вопрос.Не являются ли представления о нутритивной культуре, или культуре питания, новым выражением современных взглядов на диеты и рациональное питание?

Ответ.Нет, это не так. Нутритивная культура основана на современных знаниях в самом широком смысле слова, включая эволюционные и физико-химические подходы к проблеме и современные возможности создания адекватного питания. Так как знания будут расти, то будет расти и культура питания.

Представления о нутритивной культуре включают в себя ряд понятий, в том числе о композиционной адекватности пищи, об ее энергетической и пластической адекватности, о режиме питания и т.д. Благодаря этому обеспечивается не только удовлетворение потребностей организма в необходимых пищевых компонентах, но и активация депо, которая наблюдается при перерывах в питании. Эти необходимые перерывы создают кратковременное отсутствие баланса между расходом и притоком пищевых веществ. Вместе с тем на протяжении определенных интервалов времени требуется хорошая сбалансированность в потреблении и расходе пищи. При высокой нутритивной культуре возможно также поддержание эндоэкологии, что требует конструирования благоприятных ситуаций для микробной популяции кишечника человека, начиная с рождения. Возможно, в будущем каждый человек сможет иметь в специальном банке образец собственной эндоэкологии, что позволит восстанавливать ее после вынужденного применения лекарственных веществ, в особенности антибиотиков. Не исключено, что в еще более отдаленном будущем бактериальная флора человека будет обогащена привычными для него бактериями, которые будут продуцировать более значимые, чем сейчас, количества физиологически полезных веществ, в том числе витаминов, аминокислот и др. До того как будут сделаны подобные улучшения состава бактериальной флоры человека, более реальным представляется введение в естественную микрофлору сельскохозяйственных животных продуцентов многих полезных веществ, в том числе упомянутых выше, а также защитных. Это явилось бы революцией в сельском хозяйстве.

Технологические предсказания

Вопрос.Каковы предсказания, основанные на технологических подходах к биологическим системам?

Ответ.Представления о естественных технологиях позволяют предсказать неизвестные в настоящее время свойства биологических систем. Вероятно, это самое важное проявление плодотворности таких представлений и их правильности. Анализ сложных процессов и закономерностей дает возможность охарактеризовать проблемы структурной и функциональной схем и теоретически указать недостающие в них элементы. Это касается и организации биологических процессов, и закономерностей эволюции. Диапазон предсказаний очень широк. Ограничимся несколькими примерами.

1. Выше (гл. 6) приведено одно из технологических предсказаний — существование у людей эволюционного (генетического) диабета, возникающего в результате точечной мутации в значимых местах гена, кодирующего синтез инсулина.

2. Технологии биологических процессов, возникшие в результате развития живой природы, обладают свойствами, которые были рассмотрены ранее. Эго некоторая последовательность операций, дающих определенный биологический эффект. Операции выполняются соответствующими функциональными блоками, деятельность которых организована в пространстве и времени и находится под определенным контролем. Так как биологические системы регулируются, то, как правило, можно ожидать, что соответствующие регуляторы будут стимулировать или ингибировать активность функциональных блоков или их синтез. В нашей лаборатории было продемонстрировано, что на систему, транспортирующую глюкозу, и на уровень сахаразной активности тонкой кишки оказывают влияние регуляторы, которые меняют активность работающих транспортеров и ферментов. Таким образом, технологическая гипотеза о контроле и регулируемости естественных процессов нашла подтверждение. Интересно, что удалось показать также существование по крайней мере одного фактора, контролирующего синтез сахаразы в клетках тонкой кишки высших организмов.

3. Химический мессенжер и его рецептор составляют сложный комплекс более высокого порядка, чем каждый из его элементов. Биологически полезный эффект — результат взаимодействия этого комплекса с ретрансляционной системой некоторого сигнала. Например, связывание гормона с рецептором на поверхности клетки полезно постольку, поскольку происходит ретрансляция внеклеточного сигнала во внутриклеточный. В соответствии с такой точкой зрения существование рецепторной функции обязательно требует наличия соответствующего лиганда. На этом основании нетрудно было предположить, что опиатным рецепторам в организме высших животных и человека должны соответствовать собственные лиганды, которые и были идентифицированы — это эндорфины и энкефалины. В настоящее время показало существование ряда рецепторов, пока не имеющих установленных лигандов. Однако можно предположить, что такие лиганды будут обнаружены, в частности для уабаинчувствительных АТФаз. Более того, можно думать, что высокая специфическая чувствительность организма к некоторым ядам, например к токсическим аминам и, в частности, к кадаверину, обусловлена определенными рецепторами. В свою очередь это позволяет предположить наличие для них соответствующих эндогенных лигандов. Другими словами, постулируется существование одной или нескольких неизвестных до настоящего времени аминзависимых регуляторных систем. По аналогии с эндорфинной системой можно допустить существование эндокадаверинной системы, обладающей высокой избирательной активностью.

ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА

Адрианов О. С. О принципах организации интегративной деятельности мозга. М.: Медицина, 1976. 279 с.

Анохин П. К. Биология и нейрофизиология условного рефлекса. М.: Медицина, 1968. 547 с.

Антонов В. К. Химия протеолиза. М.: Наука, 1983. 367 с.

Ашмарин И. П. Регуляторные пептиды, происхождение и иерархия // Журн. эволюц. биохимии и физиологии. 1982. Т. 18. С. 3—10.

Ашмарин И. П., Ключарева Л. А. Ингибиторы синтеза белка. Л.: Медицина, 1975. 208 с.

Безвредность пищевых продуктов / Под ред. Г. Р. Робертса. М.: Агропромиздат, 1986. 287 с.

Беклемишев В. Н. Основы сравнительной анатомии беспозвоночных. Т. 2. Органология. М.: Наука, 1964. 446 с.

Биологические мембраны: Двенадцать очерков о структуре, свойствах и функциях мембран / Под ред. Д. С. Парсонса. М.: Атомиздат, 1978. 230 с.

Биосфера / Под ред. М. С. Гилярова. М.: Мир, 1972. 183 с.

Бир Ст. Кибернетика и управление производством. М.: Наука, 1965. 391 с.

Будыко М. И. Эволюция биосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 488 с.

Бэр К. М. (1828). История развития животных. Л.: Изд-во АН СССР, 1950. Т. 1. 466 с.

Вавилов Н. И. (1920). Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости // Избр. тр. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1935. Т. 5. С. 179—222.

Вайсфельд М. Л., Кассиль Г. Н. Гистамин в биохимип и физиологии. М.: Наука, 1981. 277 с.

Вальдман А. Р. Питание и микрофлора // Химические и физиологические проблемы создания и использования синтетической пищи. Рига : Зинатне, 1972. С. 60—89.

Веренииов А. А., Марахова И. И. Транспорт ионов у клеток в культуре. Л.: Наука, 1986. 292 с.

Вернадский В. И. Биосфера. Л.: Науч. хим.-техн. изд-во, 1926. 148 с.

В. И. Вернадский и современность / Под ред. Б. С. Соколова. А. Л. Яишипа, А. Г. Назарова. М.: Наука, 1986. 230 с.

Винер Я. Я — математик. М.: Наука, 1964. 355 с.

Винников Я. А. Эволюция рецепторов : Цитологический, мембранный п молекулярный уровни. Л.: Наука, 1979. 139 с.

Волькенштейн М. В. Физический смысл нейтралистской теории эволюции // Журн. общ. биологии. 1981. Т. 42, С. 680-686.