Санкт-Петербургский государственный  университет, Читинская государственная  медицинская академия          

Эта статья была опубликована в  сборнике научных трудов "Естествознание и гуманизм" с материалами Шестой Международной Телеконференции (24-29 октября 2011 года). Информационная страница сборника.

В эволюции налицо  усложнение организации молекул, ферментов, генетического полиморфизма регуляторов, рецепторов,  повышение специфичности ферментов, особенно значимых в ключевых блоках  запуска патологических процессов. Так, неспецифические пищеварительные ферменты мелкие, ферменты ограниченного протеолиза гораздо крупнее, конвертазы системы комплемента - огромные комплексы молекул.  Чтобы упростить регуляцию (то есть действовать не на каждую молекулу, а совокупность ферментативных ансамблей целиком), повысить КПД (коэффициент полезного действия),  ферменты, рецепторы, антигены упаковываются на мембранах в некие ансамбли типа совокупности цитохромов окислительного фосфорилирования в митохондриях. Появляется гетерогенный катализ.  Упаковка в своего рода «кристалл» подобна охлаждению (снижению степеней свободы), то есть данный механизм есть «работа демона Максвелла» - модельного «чёртика», разделяющего (в пространстве)  холодные и горячие молекулы вопреки  уравнительным процессам  второго закона термодинамики. Далее встал вопрос – как управлять мембранами? Появилась регуляция через двухвалентные металлы (ионы кальция, магния,  связывающие отрицательно заряженные головки фосфолипидов), белки   цитоскелета  клеток,  стероидные  (жирорастворимые) гормоны коры надпочечников,  закрепляющих сразу целый ряд «хвостиков» фосфолипидов  от их чрезмерной подвижности.  Последнее в ядерной мембране приводит к резкому снижению проницаемости  и угнетению метаболизма клетки; клетка  «засыпает».  Поэтому глюкокортикоидной терапией пользуются в экстренных случаях, когда надо затормозить бурные процессы в организме.
Пять ферментных систем крови (свертывающая /ССК/, калликреин-кининовая /ККС/, система комплемента /СК/, фибринолитическая /ФС/, ренин-ангиотензин-альдостероновая /РААС/) также усложнялись.
ССК, ККС, СК построены по принципу многоэтапности, дабы успеть в процессе передачи «эстафетной палочки» (за секунды-минуты) внести поправки  (ускорения/торможения). Поломки в регуляторах одного этапа зачастую компенсируются наличием модуляторов другого, что резко повышает надежность системы.  Данная регуляция протекает  как бы «во времени».
ФС и РААС  всего лишь одно-двух-этапные: плазминоген переходит в активный плазмин;  ангиотензиноген  - в действующий ангиотензин. Регуляция  ФС и РААС больше «пространственная». Так, урокиназный активатор плазминогена сосредоточен преимущественно в почках и мочеточниках (обеспечивая «проходимость» данных путей), тканевые активаторы плазминогена клеток «распределены» неравномерно по организму;  стимулятор РААС (ангиотензин-превращающий фермент /АПФ/)  экспрессируется активированным эндотелием сосудов;  ренин выделяется клетками  почек,  альдостерон  синтезируется  в  надпочечниках.  
Иерархию  («вертикальный» принцип) регуляции организма  (ионная /атомная/, молекулярная, мембранная,  через  гормоны желез, нейромедиаторы) можно применить и к ферментным каскадам.  Состояние ССК определяется как компонентами мембран (особенно экспрессией тканевого фактора и отрицательно заряженных фосфолипидов во внешний листок оболочек клеток), так и цитокинами клеток, адреналином, «стрессами» …  Работа системы комплемента больше зависит от  соотношения ингибиторов и активаторов. РААС контролируется многими центральными механизмами, определяющими артериальное давление.
Экспериментами была исследована значимость мембранозависимого фибринолиза. Методики. Фибринолитическую активность оценивали по мето¬дике H. Kowarzik и K. Buluk (1954). Тромбопластин-обогащенную фракцию дочищали с использованием дезоксихолата натрия, разделяющего липидные и белковые компо¬ненты;  "сшивали" с эритроцитами 0,25% глута¬ровым диальдегидом. Контролем служили эритроциты, иммобилизован¬ные альбумином. Результаты исследований.  После ультрацентрифугирования  цитратной плазмы крови фибринолиз затормозился  на 70% (со 178±4 минут в контроле до 305±10 минут в опыте; P<0,001).  После ресуспендирования осадка микросом  фибринолитическая активность восстанавливалась. Влияние тромбопластина отслеживали после добавления к эуглобулиновой фракции плазмы эритроцитов, сенсибилизированных очищенным тромбопластином; фибринолиз ускорился на 13% (с 290±13  до 254±7 минут; Р<0,05). Т.о., роль микросом оказалась очевидной (ускорение растворения фибрина); кроме того, показана значимость тканевого фактора (= TF;  тромбопластина) в  стимуляции фибринолиза, что соответствует принципу параллелизма работы  активаторных и ингибиторных звеньев функционирования  в организме [TF – активатор ССК и противоположного процесса - фибринолиза].
Факторы, воздействующие на  ферментные каскады крови настолько множественны,  что разобраться в  их перипетиях врачу и самому организму почти немыслимо. Поэтому  в  эволюции  появились  простые и действенные механизмы общего торможения («квоты») – ингибиторы клеток (синтезирующих белки крови), ферментов, процессов самосборки, ограниченная «емкость» систем (для их быстрого истощения /+ медленное восстановление во избежание лишнего тромбообразования/),  снижение  артериального давления  (дабы снизить подачу кислорода клеткам [кислород – это «деньги», определяющие степень свободы]) разными регуляторами, сокращение бронхов, мелкие кишечные кровотечения  («сброс лишнего мусора») и пр.  Многие перечисленные механизмы больше похожи на игровые, а не смыслонесущие  и причинно-следственные. А.Эйнштейн  не верил, что «Бог играет в кости»  [дискуссия с Нильсом Бором  по поводу стохастического детерминизма в квантовой механике].  Т.о., ограничиваются рамки дозволенного (= «детерминизм»  квотами /как бы количеством; пространственно/). Данное порой более значимо, чем отслеживание поведения  /во времени/ каждой молекулы (допустим, антикоагулянтами).
Полиморфизм  регуляторов, рецепторов, антигенов, вариантов реагирования организма, состояния факторов защиты (у разных особей)  свидетельствует о стохастическом «детерминизме». Прослеживается следующая тенденция. Четкий структурный детерминизм химического (таблица химических элементов: каждый дополнительный протон в ядре определяет новый атом) и генетического уровней (таблица генетического кода /уже с большим люфтом/); далее  стохастический (= вероятностный) детерминизм на уровне ферментов и их ингибиторов (…); игровой - в более высоких порядках иерархии.  Налицо значимость  игры вплоть до катастроф (квантов жизней). В процессе онтогенеза макроорганизма геометризация (морфогенез в стадию эмбрионального развития) передает эстафетную палочку (ключевых позиций регуляции) причинно-следственному  детерминизму,  далее игровому  (с квотами степеней свободы) и  катастрофам. Абсолютные закономерности (классика) сменяются в конечном  счете случайными  сочетаниями   (постнеклассика) неблагоприятных  факторов (катастрофами) и феноменологией.