Потоки информации, энергии и веществ в клетке. Поток информации.

ПОТОКИ ИНФОРМАЦИИ, ЭНЕРГИИ И ВЕЩЕСТВ В КЛЕТКЕ. ПОТОК ИНФОРМАЦИИ.

1. Сущность потоков информации, веществ и энергии в клетки.
2. Организация потоков информации в живых системах.
3. Внутриклеточные, межклеточные системы передачи информации.
4. Роль систем передачи информации в норме и патологии.

 

1. Сущность потоков информации, веществ и энергии в клетки.

Уникальные свойства живого, в совокупности, обеспечившие ему длительное существование на Земли, основываются в конечном итоге на многочисленных физико-химических процессах протекающих внутри клеток и организма. В целом эти процессы представляют метаболизм или обмен веществ и базируются на трёх составляющих – субстрате, энергии и информации. Все они находятся в непрерывном движении (химическом, механическом и т.д.) и строго упорядочены во времени и пространстве. Это позволяет говорить об этих составляющих как о потоках информации (ПИ), веществ (ПВ) и энергии (ПЭ).

Сохранение постоянства внутренней среды в организме человека не может поддерживаться самопроизвольно. В эволюции выработаны системы, сохраняющие физико-химические параметры организма в пределах оптимальных для его существования констант. Консерватизм метаболизма является одним из необходимых свойств здорового организма. Но только одним. В условиях меняющихся средовых воздействий на организм требуется другая составляющая жизни – наличие механизмов обеспечивающих адаптацию, приспособление его к новым условиям существования. И, наконец, в ряде случаев, внешние воздействия могут существенно превысить адаптационные возможности организма. В этом случае развивается патологический процесс (болезнь). С медицинской точки зрения понимание трёх вышеперечисленных свойств живого (сохранение постоянства внутренней среды, его адаптацию и патологию) возможно только на основе знания биологических систем лежащих в их основе. К таким системам относятся, прежде всего потоки информации, энергии и веществ.

Вышесказанное определило направленность в изложении нашего материала – потоки энергии, веществ и особенно информации рассматриваются с позиций ух участия в сохранении здоровья, в условиях адаптации и патологии.

 

 

2. Организация потоков информации в живых системах.

Самое простое определение термина информация – это сообщение (сигнал) переданный каким либо путём от одного объекта к другому. Передача информации может осуществляться различными путями – электромагнитными волнами (свет и др.), потоком электронов (азбука Морзе) и др. В живых системах информация чаще всего передаётся физико-химическим путём, а её носителями являются активные химические соединения, имеющие общее название – биологически активные вещества (БАВ). При передаче сигнала от одной структуры к другой выстраивается целая цепочка последовательных передатчиков, которые в совокупности можно определить как система передачи информации. Не без основания считается, что поток информации живых организмах состоит из множества передающих систем, которые располагаются в различных отделах клетки и организма. Они, как правило, представлены различными носителями, существующими как отдельно друг от друга, так и взаимодействующими друг с другом.

В настоящее время известно большое количество потоков информации, которые классифицируются различными способами. Мы рассмотрим только два варианта:

1. Потоки информации внутри клеток.

2. Потоки информации между клетками (органов и тканей).

В каждой группе, в свою очередь, имеется несколько ПИ. Мы рассмотрим только те, которые наиболее изучены и имеют существенное значение для теории и практики медицины.

К первой группе относятся.

· Транскрипционно-трансляционная система (ТТС) передачи информации. Этот поток имеет ещё одно название – экспрессия генов.

· Регуляторные или сигнал-трансдукторные системы (СТС) передачи информации (трансдукция означает «преобразование»).

Ко второй группе относятся.

· Гуморальные системы передачи информации.

· Нейрональные системы передачи информации.

· Паракринные системы передачи информации.

· Аутокринные системы передачи информации.

Передача информации внутри клетки.

Внутри клетки передача информации организована в сигнал-трансдукторные и транскрипционно-трансляционные системы. В клетке эти системы располагаются таким образом, что полностью охватывают практически весь клеточный объём – плазматическую мембрану, цитоплазму, органоиды и ядро. Однако каждая из них имеет собственный сектор работы, собственное субстратное и энергетическое обеспечение, различную скорость и конечные эффекты. Эти системы передают информацию о внешних (внеклеточных) или внутренних (внутриклеточных) событиях и настраивают метаболизм клетки на режим адекватный этой информации. Изменяются параметры (химические или физические) внешней или внутренней среды, меняются и характер информационных потоков, сразу же вслед за этим качественно и количественно меняется клеточный метаболизм. Клетка переходит на новый режим жизнедеятельности. Такая пластичность клетки, помогает ей находится в наиболее благоприятном стационарном состоянии, выживать в различных, подчас экстремальных условиях. Последнее, особенно интересует медиков, т.к. многочисленные исследования показали, что патологический процесс, в определённой степени, является своеобразной реакцией на необычную (в количественном или качественном плане) информацию. Всё сказанное позволяет чётко определить три стороны деятельности потоков информации: - они или поддерживают нормальное состояние клетки или являются участниками развивающего патологического процесса или корректируют возникшие сбои метаболизма. Изучение последних привело к разработке эффективных подходов к лечению ряда тяжёлых заболеваний. Вот так общебиологические закономерности вначале становятся объектом изучения фундаментальной медицины, а затем определяют тактику в повседневной деятельности врача.

 

ПОТОКИ ИНФОРМАЦИИ, ЭНЕРГИИ И ВЕЩЕСТВ В КЛЕТКЕ. ПОТОК ИНФОРМАЦИИ.

1. Сущность потоков информации, веществ и энергии в клетки.
2. Организация потоков информации в живых системах.
3. Внутриклеточные, межклеточные системы передачи информации.
4. Роль систем передачи информации в норме и патологии.

 

1. Сущность потоков информации, веществ и энергии в клетки.

Уникальные свойства живого, в совокупности, обеспечившие ему длительное существование на Земли, основываются в конечном итоге на многочисленных физико-химических процессах протекающих внутри клеток и организма. В целом эти процессы представляют метаболизм или обмен веществ и базируются на трёх составляющих – субстрате, энергии и информации. Все они находятся в непрерывном движении (химическом, механическом и т.д.) и строго упорядочены во времени и пространстве. Это позволяет говорить об этих составляющих как о потоках информации (ПИ), веществ (ПВ) и энергии (ПЭ).

Сохранение постоянства внутренней среды в организме человека не может поддерживаться самопроизвольно. В эволюции выработаны системы, сохраняющие физико-химические параметры организма в пределах оптимальных для его существования констант. Консерватизм метаболизма является одним из необходимых свойств здорового организма. Но только одним. В условиях меняющихся средовых воздействий на организм требуется другая составляющая жизни – наличие механизмов обеспечивающих адаптацию, приспособление его к новым условиям существования. И, наконец, в ряде случаев, внешние воздействия могут существенно превысить адаптационные возможности организма. В этом случае развивается патологический процесс (болезнь). С медицинской точки зрения понимание трёх вышеперечисленных свойств живого (сохранение постоянства внутренней среды, его адаптацию и патологию) возможно только на основе знания биологических систем лежащих в их основе. К таким системам относятся, прежде всего потоки информации, энергии и веществ.

Вышесказанное определило направленность в изложении нашего материала – потоки энергии, веществ и особенно информации рассматриваются с позиций ух участия в сохранении здоровья, в условиях адаптации и патологии.

 

 

2. Организация потоков информации в живых системах.

Самое простое определение термина информация – это сообщение (сигнал) переданный каким либо путём от одного объекта к другому. Передача информации может осуществляться различными путями – электромагнитными волнами (свет и др.), потоком электронов (азбука Морзе) и др. В живых системах информация чаще всего передаётся физико-химическим путём, а её носителями являются активные химические соединения, имеющие общее название – биологически активные вещества (БАВ). При передаче сигнала от одной структуры к другой выстраивается целая цепочка последовательных передатчиков, которые в совокупности можно определить как система передачи информации. Не без основания считается, что поток информации живых организмах состоит из множества передающих систем, которые располагаются в различных отделах клетки и организма. Они, как правило, представлены различными носителями, существующими как отдельно друг от друга, так и взаимодействующими друг с другом.

В настоящее время известно большое количество потоков информации, которые классифицируются различными способами. Мы рассмотрим только два варианта:

1. Потоки информации внутри клеток.

2. Потоки информации между клетками (органов и тканей).

В каждой группе, в свою очередь, имеется несколько ПИ. Мы рассмотрим только те, которые наиболее изучены и имеют существенное значение для теории и практики медицины.

К первой группе относятся.

· Транскрипционно-трансляционная система (ТТС) передачи информации. Этот поток имеет ещё одно название – экспрессия генов.

· Регуляторные или сигнал-трансдукторные системы (СТС) передачи информации (трансдукция означает «преобразование»).

Ко второй группе относятся.

· Гуморальные системы передачи информации.

· Нейрональные системы передачи информации.

· Паракринные системы передачи информации.

· Аутокринные системы передачи информации.