1 марта 2015

Методологические трудности при использовании эпиморфных моделей

Главные методологические трудности при использовании эпиморфных моделей заключаются в том, чтобы определить оптимальный уровень детализации модели по отношению к моделируемому процессу и учесть возможное влияние целостного организма на моделируемый процесс. В конце концов все белки эпиморфны: они состоят из 20 основных аминокислот, образующих полипептидную цепочку, однако этот уровень эпиморфизма явно недостаточен для поиска, например, стимуляторов биосинтеза инсулина на основе модели синтеза in vitro, например, глобина и альбумина.

Эти трудности позволяют обойти предложенный нами новый принцип, который мы назвали принципом «алфавита». Суть принципа алфавита состоит в том, что искомая активность химического соединения на уровне целевого объекта представляется в виде логических комбинаций биологических активностей, выявляемых на нескольких тест-объектах.

При построении логических комбинаций используются операции «И», «ИЛИ», «НЕ». Для того чтобы принцип алфавита был плодотворен, необходимо, чтобы язык, описывающий множество биологических активностей целевого объекта, был организован иерархически, и биологические активности, лежащие в основании этой иерархии, были представлены у системы тест-объектов, а также чтобы система тест-объектов и определяемых у них характеристик обладала свойством полноты по отношению к целевым объектам на определенном уровне детальности описания.

Выполнение обоих условий достигается тем, что в системе тест-объектов на клеточном уровне организации живого представлены все царства живого и основные типы тканей организма человека и тем, что у тест-объектов в совокупности определяются все основные реакции.

К числу таких реакций относятся, например, гибель, повреждение, адаптация, рост, мутирование, изменение дыхания, проницаемости, активного транспорта, метаболизма ксенобиотиков, синтеза белка и ДНК, возбудимости, резистентности к стандартным повреждающим агентам и др.— всего 25 реакций.

Универсальность клеточной организации живого, генетическое единство всех организмов, обусловленное преемственностью эволюционного процесса, и образование многоклеточного организма (в том числе человека) из одной клетки путем программной дифференцировки ее потомков позволяет рассматривать выбранную совокупность тест-объектов и их реакций как своеобразную логическую модель человеческого организма и вообще живого компонента биосферы. Понятие модели здесь употребляется в несколько непривычном смысле.

Имеется в виду представленность в модели всех основных реакций живого на химические соединения. Это позволяет описывать и предсказывать после соответствующего обучения системы реакции моделируемых объектов в виде логических формул, составленных из знаков, соответствующих реакциям тест-объектов.


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



Отечественная литература Абдулаев Д. В. Цинк в организме человека и животных. Ташкент: Узбекистан, 1979. 110 с. Абилев С. КАкиныиина Л. Г., Бекбергенова Л. Р. и др. Сравнительное изучение генетической активности химических веществ на индикаторных бактериях с помощью тестов на мутагенез и ДНК— повреждающее действие // Актуальные проблемы оценки фармакологической активности химических соединений: Тез. докл. Всесоюз….

Специфика биологических испытаний, связанная с неопределенностью многих свойств и закономерностей тест-объекта, иногда интуитивными решениями о его жизнеспособности, потерей информации при переходе между уровнями организации живых систем, особенностями профессиональной подготовки пользователя-биолога, биофизика, биохимика и т. п., приводит к необходимости в качестве ЭВМ третьего уровня использовать преимущественно ЭВМ, обладающие свойствами персонального компьютера. Эта же специфика пользователя обязывает…

Формироваться путем автоматического проектирования могут как независимые системы, выполненные из технических и вычислительных средств, не входящих в состав основной системы, так и зависимые, фактически находящиеся внутри основной системы. В этом последнем случае фактически планируется оптимальный путь прохождения тестируемого вещества в зависимости от целей испытаний. Среди таких локальных целевых систем следует выделить по критериям практической значимости…

Эпиморфным и достаточным может быть ограниченное (по сравнению с полным алфавитом) количество признаков жизнедеятельности живой клетки, например характеризующее в совокупности определенный нормальный или патологический процесс с его набором основных прямых или обратных связей. Именно многомерность в пределе превращает тест-объект в целом как эпиморфную модель в целевой объект, на который в конечном итоге направлены испытания, и…

К настоящему времени за долгую историю поиска и практического использования биологически активных веществ накопились сведения о биологической активности большого числа химических соединений с полностью или частично установленной структурой. Только фармакологическая активность, если судить по различным справочникам и фармакопеям, описана примерно у 10 000 различных веществ. Для части из них известна также мишень их действия (по…