Системный подход вообще по своей сути включает в рассмотрение и обобщает на более высоком уровне организации фактический материал по возможности всех, существующих исследований по рассматриваемой проблеме, в частности, по онто- и геронтогенезу.
В качестве примера кратко рассмотрим информационный и энтропийный аспект геронтогенеза.
Изучение больших систем фактически сводится к исследованию связей между элементами изучаемой системы и исследованию движения в них потоков информации.
Количество транскрибируемых Р-РНК, Т-РНК, М-РНК и транслируемых белков можно рассматривать как поток генетической информации при передаче её от ДНК к белку в известной цепи:
ДНК -> Р-РНК, М-РНК, Т-РНК -> БЕЛОК -> прочие вещества клетки
Р-РНК, Т-РНК, М-РНК и белки как раз и представляют собой материальный субстрат самой информации.
Поскольку с возрастом, как было показано, уменьшается количество Р-РНК, Т-РНК, М-РНК и суммарный синтез белков, то можно говорить о снижении этого информационного потока при геронтогенезе, т. е.: dJ <0.
Рассмотрим изменение энтропии dS стареющего многоклеточного организма:
dS = diS + deS + djS, где: diS - производство энтропии в результате процессов, протекающих внутри организма,
deS - приток или отток энтропии с поступающей пищей и другими внешними факторами,
djS - поток энтропии с физиологическими выделениями.
С большой вероятностью можно считать, что из шестимиллиардного населения Земли найдётся один миллион человек, для которых за рассматриваемый период (например, за период начиная с 20-летнего возраста и до смерти) поток энтропии с пищей и от других внешних воздействий можно будет считать постоянным в связи с тем, что поток этот практически одинаков (или может быть сделан практически одинаковым) как для развивающегося молодого или зрелого, так и для стареющего организма. Т.е можно предположить, что из шестимиллиардного человечества один миллион людей будут питаться одинаково доброкачественной пищей или, на худой конец, пусть и не качественной, но пищей примерно постоянного рациона, например, постоянный рацион какого-нибудь племени в Африке или аборигена Австралии или Крайнего Севера. Поток энтропии с пищей и различными внешними воздействиями можно вообще не принимать во внимание, так как молодой и старый индивидуум из указанного миллиона могут иметь постоянный для каждого индивидуума рацион питания и жить в постоянных или одинаковых условиях.
Если поток энтропии, поступающий в организм с пищей и другими внешними факторами, постоянен, то: deS = 0.
Что касается потока энтропии с различного рода физиологическими выделениями, то он, в идеальном крайнем случае при здоровом организме, постоянен или, в крайнем худшем случае, уменьшен в старости, например, вследствие возможного ухудшения усвоения пищи в пожилом возрасте.
Поэтому:
diS = 0 (или, в худшем варианте, даже: djS < 0).
Следовательно, в крайне благоприятном, идеальном случае: dS = diS
(В крайне худшем случае, при djS < 0 возможно увеличение энтропии организма за счет уменьшения потока энтропии при физиологических выделениях стареющего организма, когда пища хуже усваивается.)
Таким образом, в своих рассуждениях мы фактически пришли к выводу, что при рассмотрении информационно-энтропийного состояния организма можно исключить влияние на него потоков энтропии с поступающей пищей и с физиологическими выделениями и тогда многоклеточный организм можно рассматривать как систему, для которой, как показал Б.Б. Кадомцев:
J + S = const. (см., например, [253)]
где:
J - поток информации в системе,
S - поток энтропии в системе. И поскольку при старении, как мы видели, поток информации уменьшается:
Следовательно, энтропия стареющего организма возрастает. В худшем варианте:
dS > > 0
Как следствие факта уменьшения потока генетической информации и возрастающей энтропии при старении естественно должны расти ошибки при передаче этой информации белку и другим веществам клетки, неупорядоченность и хаос в сложной и большой системе многоклеточного организма. Это обстоятельство входит в русло теории старения, предложенной Ор-желлом ещё в 1963 году, и рассматривающей геронтогенез как процесс накопления ошибок метаболизма.
С другой стороны, снижение устойчивости сложных самоорганизующихся биологических систем вследствие уменьшения в них потока генетической информации проявляется процессами саморегулирования (гомеостаза). направленными, согласно принципу Ле Шателье, на сохранение, на поддержание устойчивости организма, те. проявляется известными процессами адаптации, которые биохимическими методами регистрируются в виде «пляски» показателей активности ферментов.
Например, из 93-х ферментов, определенных в 10-ти различных органах, активность 42-х ферментов в старости понижается, активность 8-и увеличивается, активность43-х ферментов остается постоянной.
При исследовании диплоидных фибробластов человека с набором известных факторов транскрипции выявлена повышенная роль их (факторов) в
связи с модуляцией активности факторов при старении, причём обнаружено: снижение экспрессии-активности 11 факторов, повышение - 7 факторов, 9 факторов остаются без изменения [254].
При старении наблюдается «пляска» активности не только ферментов и факторов транскрипции.
Из проанализированных клонов библиотеки к-ДНК «старых» клеток культуры фибробластов для 0,05 % клонов отмечено увеличение интенсивности экспрессии их М-РНК. (Два из этих 0,05% оказались гомологичными М-РНК фибронектина, подавляющего рост клеток) [255].
Эти адаптационные процессы биологических систем легли в основу адап-тационно-регуляторной теории старения В.В. Фролькиса (1970) [256].
См. также:
Введение
Биоорганизмы как большие системы
Введение в проблему старения многоклеточных организмов
Основные положения теории онтогенеза
Основной движительный фактор онтогенеза
Дифференциальная репрессия генетического аппарата в онтогенезе
Репрессия генома гистонами происходит на всем протяжении онтогенеза
Не существует генов старения
К вопросу о теломерной (теломеразной) теории старения
Обсудить на форуме
