15 февраля 2013

Гомеостатические и биосинтетические системы в наборе БТО

В предлагаемом наборе БТО достаточно полно представлены основные гомеостатические и биосинтетические системы: ионный гомеостаз (в том числе система электрогенеза, активный транспорт), химический гомеостаз, энергетика (фотосинтез, окислительное фосфорилирование, гликолиз), система механической интеграции ткани и адгезивные свойства, система, обеспечивающая движение клеток, репаразная система, система синтеза ДНК, белка.

Таким образом, очевидно, что набор тест-объектов и характеристик в основном удовлетворяет сформулированному в II части принципу полноты и представительности.

При анализе предлагаемого материала следует иметь в виду, что при разработке каждого конкретного тест-объекта преследовались вполне определенные, частные по отношению ко всей задаче создания цели.

В большей части работ тест-объект рассматривался как эпиморфная модель какого-либо процесса и реального объекта. Именно так строились работы с лимфоцитами при создании модели цитотоксического эффекта иммунных Т-лимфоцитов in vitro (Киркин, 1981) или реакции бласттрансформации.

В рамках привычной для фармакологии методологии эпиморфных моделей разработана была модель для определения нейротропных видов — ганглии прудовика. В таком же ключе шла разработка моделей мутагенеза (дрожжи, бактерии и др.), моделей для предсказания бактерицидных и бактериостатических активностей (патогенные микроорганизмы), гемолитической (эритроциты), противоопухолевой (опухолевые клетки) и т. д.

Для оценки степени эпиморфного соответствия моделей полезно учесть, какие конкретные критерии эпиморфизма были использованы или установлены при работе с разными тест-объектами.

Можно выделить тест-объекты, эпиморфные:

  1. по молекулярным рецепторам, являющимися мишенями для веществ с данными видами активности;
  2. по принципу надмолекулярной организации и молекулярному составу;
  3. по сходству гомеостатической системы (функционально прежде всего);
  4. по органному или тканевому происхождению;
  5. по близости патологического состояния тест-объекта и реального объекта.

Первый критерий является самым сильным и надежным. На этом критерии эпиморфизма основан выбор ганглиев прудовика как эпиморфной модели нейронов головного мозга в отношении медиаторных и антимедиаторных видов биологической активности.

Высокая гомология или даже тождество рецепторов для медиаторов у моллюсков и позвоночных является основанием для надежности прогноза этих активностей на этом тест-объекте.

Второй критерий (близость по структуре) и третий (близость по функции) использованы при выборе моделей для оценки влияния на подвижность (сперматозоиды, тетрахимена), на дыхание и гликолиз (печень, эритроциты, клетки опухолей), на фотосинтез (нителла), на химический гомеостаз (печень — монооксигеназная система).

Давность эволюционного приобретения и консерватизм таких процессов, как жгутиковая подвижность, окислительное фосфорилирование и гликолиз, фотосинтез, монооксигеназная система, дают известную уверенность при попытках расширенного толкования полученных на тест-объектах данных о действии веществ на подобные системы других видов тканей.

Однако при этом следует иметь в виду, что высокая гомология надмолекулярной структуры или функции молекулярной системы не означает одинаковости молекулярного строения элементов, слагающих систему.

При всех трех критериях эпиморфизма остается неопределенность прогноза, обусловленная необходимостью переносить результаты опытов in vitro на систему in vivo, а именно тем, что in vitro не учитывается доступность объекта мишени, метаболизма ХС и состояния реального объекта. Значительно большая степень неопределенности существует для тех видов активности, для которых характерны системные эффекты на уровне ткани, органа или организма, т. е. в тех случаях, когда важные, определяющие особенности действия ХС зависят не от взаимодействия с каким-либо рецептором, а от взаимодействия с многими рецепторами или всей реакцией системы на связывание с рецептором.

Такие проблемы характерны для адаптогенов, витаминов, наркотиков.

Казалось бы, эпиморфизм БТО по критерию органного происхождения дает значительную гарантию для прогноза в этом случае.

Однако на самом деле в этом случае гораздо надежнее для прогноза использовать принцип логического конструктора, т. е. принимать во внимание данные испытаний на всех объектах и строить прогноз в виде дизъюнкций и конъюнкций результатов, полученных с помощью всей автоматизированной системы классификации ХС.


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



Все тестируемые ХС проходят регистрацию и определение степени новизны, а также прогностическое установление типа потенциальной биологической (фармакологической) активности расчетными методами структурно-информационного анализа. На этом основании для веществ с невысокими значениями Q, L и М определяется та выборка тестов, через которую они должны пройти. В ряде случаев эта выборка определяется по формализованным правилам, в большинстве случаев…

В итоговом документе («Биологический паспорт»), который формируется по итогам классификации данного ХС в автоматизированной системе, излагаются цели испытаний, а также следующие сведения о тестированном ХС: исходная информация о ХС (структурная и брутто-формула, физико-химические характеристики, организация-производитель, исходное назначение); номер регистрации; степень подлинности (соответствие структур, чистота); результаты испытаний с использованием расчетных методов; оценка биологической активности и токсичных…

Можно представить схему, изображенную на рисунке ниже, в более сжатой конспективной форме, развернув все события вдоль оси времени. Смотрите рисунок — Генеральная конфигурация системы классификации ХС Такая линейная развертка событий представлена на рисунке ниже, а комментарий к ней содержится в таблице, которую можно рассматривать как расширенную подпись к этому рисунку. Смотрите рисунок — Последовательность основных…

Вся работа системы проводится в интерактивном режиме: специфика работы с биологическим тест-объектом такова, что весьма высока вероятность его отклонения от стандарта в процессе подготовки эксперимента, резкого изменения его состояния или даже гибели в процессе эксперимента и т. д. Возможны ситуации, когда результаты тестирования ХС по одной методике могут привести к изменению всего порядка последующих испытаний…

Карта информационной биотехнологии и технических средств (часть 6)

Блок 9. классификация ХС по ихспособности сенсибилизировать биологические объекты к действию Функциональное назначение Определить изменение чувствительности биологических объектов при действии на них ХС по отношению к стандартному физическому фактору (нагревание, световое облучение и другие факторы в зависимости от задачи). Знание таких характеристик позволяет: 1) прогнозировать результат комбинированного действия ХС и физфактора; 2) выявить действие ХС,…