Связь языков основных видов биологической и фармакологической активностей на основе принципа эпиморфизма

Очевидно, что исходная совокупность свойств, которые должны эпиморфно проектироваться среди все усложняющихся объектов, определяется заранее экспериментатором в зависимости от поставленной задачи. По этой совокупности далее и формируются графы моделей.

По принципу отбора этих свойств формируемые графы могут быть разделены на три группы. Первая группа основана на эпиморфной проекции общебиологических свойств (рост, деление, дыхание, движение и т. п.); во второй группе проектируются свойства, представляющие интерес для определения конкретного вида биологической или фармакологической активности (например, способность секретировать под действием ХС; способность определенным образом менять обмен веществ и т. п.); в третьей группе проектируются патологические изменения (например, способность к опухолевому росту и т. п.).

Примером исходных моделей первой группы могут быть одноклеточные организмы, относящиеся к типу простейших (например, тетрахимена), второй группы — бактериальные клетки, тестируемые на продуцирование метаболитов, третьей группы — опухолевые клетки культуры тканей.

Как от результатов, полученных для исходных моделей, перейти к организму? Вероятно, сам по себе принцип эпиморфизма еще не несет информации о том, как осуществлять проекцию свойств клетки или видов биологической активности с низшего уровня на высший. Для этого требуется знание правил этого проектирования — алгоритмов перевода с языка ОВБА на язык фармакологической активности.

Можно предложить несколько правил такого перевода для биологической активности:

1. Тестируемые виды биологической активности (из числа ОВБА), определяемые на модели, эпиморфно проектируются на организм, если тестируемые свойства модели и организма связаны друг с другом, хотя бы одним из следующих эвристических подходов:
   • корректной теорией;
   • надежными эмпирическими наблюдениями;
   • научной гипотезой.

Рассмотрим эти три случая более детально:

• Теория. Традиционная ситуация заключается в том, что в ряде случаев связь между действием ХС на изолированную клетку и организм хорошо известна и описана в литературе. Например, способность некоторых противолучевых средств защищать клетку и организм от гибели основана на их способности ингибировать процессы образования радикалов, возникающих под действием ионизирующего излучения. Известно также, что первичные механизмы действия ионизирующего излучения идентичны в живой клетке независимо от того, изолирована она или находится в составе организма. Поэтому данные, свидетельствующие о том, что ХС действуют на изолированные клетки по названному механизму, могут (без учета метаболизма ХС) эпиморфно проектироваться на целостный многоклеточный организм. В тех случаях, когда эпиморфная проекция биологической активности определяется наличием соответствующей теории, модели естествен но подбирать на основе литературных данных, общепринятых концепций и т. п. В ряде случаев такая теория может формироваться специально для целей эпиморфного проектирования ОВБА.
• Эмпирические наблюдения (с элементами теории). Примером такого рода эпиморфных проекций может быть мутагенная активность ХС. Как правило, для массовой проверки ХС она определяется на клеточном уровне (бактерии, дрожжи). Известно в принципе, что единство природы генетического материала во всей живой материи позволяет проектировать данные о мутагенной активности с клетки на организм (теория). Однако на практике далеко не всегда такое правило соблюдается — в ряде случаев это объясняется различным устройством генома, в других случаях — метаболизмом, в третьих — объяснений феномена не найдено. Поэтому во многих обзорах (см., например: Дубинин, 1977) для различных классов веществ указывается количественное соотношение между клеточным и организменным уровнями определения мутагенности. Эта величина, как правило, и определяет возможность эпиморфной проекции данных. Фактически при коэффициентах корреляции, близких к единице, мутагенность как один из компонентов ОВБА полностью идентична такому же компоненту фармакологической активности. Перевод такого рода, при котором идентичные слова языков ОВБА, фармакологической и «биоценозной» активностей совпадают по смыслу, наиболее характерен для ХС, влияющих на генетический аппарат: структуру самого генома (мутагены), процессы синтеза ДНК и РНК, процессы дифференцировки, связанные с активностью генома и т. п. Эпиморфными моделями в этом случае могут быть бактерии, клетки простейших, клетки суспензионных культур и т. п.
• Гипотезы. Особо следует выделить варианты перевода, при котором связь между реакцией тест-объекта с ХС и его действием на организм осуществляется на основе научной гипотезы. Возможны случаи использования гипотезы на одном из этапов многоступенчатого перевода. Например, некий вид биологической активности на языке ОВБА (с определенными ограничениями и условиями, представляющими, по сути, научную гипотезу) переводится на ОВБА же, далее по прямому логическому назначению — на фармакологическую активность (проницаемость — ростостимулирующая активность — заживление ран).

«Биологически активные вещества»,Г.М.Баренбойм, А.Г.Маленков

Читайте далее:

Общие соображения Основным языком всей системы является язык ОВБА. Это язык представительных наборов моделей клетки, организма человека и биосферы. При построении модели человека использовано гистогенетическое его представление. В надстройку системы классификации введены дополнительные тест-объекты, более детально представляющие разновидности ткани организма. Эти тест-объекты являются элементами представительной модели организма, поэтому ответы, которые они дают, непременно выражаются на…

Несмотря на общность клеточного строения и основных биохимических процессов в мире живого, реальные цитологические, биохимические и молекулярные развития между представителями различных типов, классов, отрядов, семейств, родов и видов столь значительны, что избирательность действия химических соединений, как правило, очень велика. Существует множество примеров такого избирательного действия: так, молекулы фосфорорганических инсектицидов в организме насекомого превращаются в другое,…

Каковы же принципы создания и совершенствования переводов с языка ОВБА на названные языки? Напомним, что при выборе системы тест-объектов, характеристик и дополнительных методов предсказания биологической активности были использованы принцип представительности набора тест-объектов и характеристик и принцип эпиморфизма. Первый из этих принципов является общеметодологическим и не дает непосредственных возможностей создать тот или иной алгоритм перевода. Он…

Эвристический анализ является мощным способом разработки алгоритма и в отношении «старых» видов биологической активности, и в отношении новых, для которых еще не найдены хорошие вещества, но особенно он ценен, конечно, в отношении именно новых видов активности. Пока нет, например, веществ, обладающих хорошей противовирусной активностью. Можно ожидать ее от веществ, обладающих выраженной тропностью к двухтяжевым РНК,…

Принцип эпиморфизма определяет выбор многих тест-объектов и их характеристик. Этот принцип позволяет во многих случаях прямо найти переводы с языка ОВБА на языки интегральных видов активности. Однако нахождение эпиморфных моделей организма ограничено часто нашими знаниями. Для большинства патологий клеточно-тканевые (да часто и вообще любые) модели пока неизвестны. Кроме того, очевидно, что иметь эпиморфные модели для…