Herdruk uit Bridges, 2001 Deel 12 (1): 5 ISSEEM
Alhoewel 'n mens uit meer as vyftig biljoen selle bestaan, is daar geen fisiologiese funksies in ons liggame wat nog nie in die biologie van die enkele, kernagtige (eukariotiese) sel bestaan het nie. Enkelsellige organismes, soos die amoeba of paramecium, het onder meer die sitologiese ekwivalente van 'n spysverteringstelsel, 'n uitskeidingstelsel, 'n asemhalingstelsel, 'n spier- en skeletstelsel, 'n immuunstelsel, 'n voortplantingstelsel en 'n kardiovaskulêre stelsel. By die mens hou hierdie fisiologiese funksies verband met die aktiwiteit van spesifieke organe. Dieselfde fisiologiese prosesse word in selle uitgevoer deur klein orgaanstelsels wat organelle genoem word.
Die sellulêre lewe word onderhou deur die funksies van die sel se fisiologiese stelsels streng te reguleer. Die uitdrukking van voorspelbare gedragsrepertoirs impliseer die bestaan van 'n sellulêre 'senuweestelsel'. Hierdie stelsel reageer op omgewingsprikkels deur gepaste gedragsreaksies uit te lok. Die organel wat die aanpassings en reaksies van 'n sel op sy interne en eksterne omgewings koördineer, sou die sitoplasmiese ekwivalent van die 'brein' voorstel.
Sedert die genetiese kode in die vroeë vyftigerjare verbreek is, het selbiologe die konsep van genetiese determinisme bevoordeel, die idee dat gene die biologie 'beheer'. Feitlik al die sel se gene is vervat in die sel se grootste organel, die kern. Konvensionele opinies beskou die kern as die 'kommandosentrum' van die sel. As sodanig sou die kern die sellulêre ekwivalent van die 'brein' voorstel.
Genetiese determinisme lei af dat die uitdrukking en lot van 'n organisme hoofsaaklik in die genetiese kode "voorafbepaal" is. Die genetiese basis van organisme-uitdrukking is vasgelê in die biologiese wetenskappe as 'n konsensuele waarheid, 'n oortuiging waarmee ons ons verwysing na gesondheid en siektes omring. Vandaar die opvatting dat vatbaarheid vir sekere siektes of die uitdrukking van afwykende gedrag oor die algemeen gekoppel is aan genetiese afstamming en soms spontane mutasies. Uitbreiding word ook deur 'n meerderheid wetenskaplikes gesien dat die mens se verstand en bewussyn in die molekules van die senuweestelsel 'gekodeer' word. Dit bevorder weer die konsep dat die opkoms van die bewussyn die 'spook in die masjien' weerspieël.
Die primaat van DNA in die invloed en regulering van biologiese gedrag en evolusie is gebaseer op 'n ongegronde aanname. 'N Kronieke artikel van HF Nijhout (BioEssays 1990, 12 (9): 441-446) beskryf hoe begrippe rakende genetiese "kontroles" en "programme" oorspronklik as metafore beskou is om die navorsingsweë te definieer en te rig. Die wye herhaling van hierdie dwingende hipotese oor vyftig jaar het daartoe gelei dat die 'metafoor van die model' die 'waarheid van die meganisme' geword het, ondanks die afwesigheid van stawende bewyse. Aangesien die aanname die genetiese program as die 'hoogste punt' op die biologiese beheerstap beklemtoon, het gene die status van oorsaaklike middels verkry in die ontlok van biologiese uitdrukking en gedrag (bv. Gene wat kanker, alkoholisme en selfs misdadigheid veroorsaak).
Die opvatting dat die kern en sy gene die 'brein' van die sel is, is 'n onhoudbare en onlogiese hipotese. As die brein van 'n dier verwyder word, sal die fisiologiese integrasie onmiddellik tot die dood van die organisme lei. As die kern die brein van die sel voorstel, sal die verwydering van die kern lei tot die staking van selfunksies en onmiddellike seldood. Eksperimenteel omhulde selle kan egter twee of meer maande oorleef sonder gene, en is tog in staat om ingewikkelde reaksies op omgewings- en sitoplasmiese stimuli te bewerkstellig (Lipton, et al., Differentiation 1991, 46: 117-133). Logika onthul dat die kern nie die brein van die sel kan wees nie!
Studies oor gekloonde menslike selle het my tot die besef gebring dat die plasmalemma van die sel, wat gewoonlik die selmembraan genoem word, die sel se 'brein' voorstel. Selmembrane, die eerste biologiese organel wat in evolusie verskyn, is die enigste organel wat algemeen is vir elke lewende organisme. Selmembrane kompartiseer die sitoplasma en skei dit van die vaaghede van die eksterne omgewing. Die membraan stel die sel in staat om streng beheer oor die sitoplasmiese omgewing te handhaaf, wat noodsaaklik is om biologiese reaksies uit te voer. Selmembrane is so dun dat dit slegs met die elektronmikroskoop waargeneem kan word. Gevolglik is die bestaan en die universele uitdrukking van die membraanstruktuur eers omstreeks 1950 duidelik vasgestel.
In elektronmikrograwe verskyn die selmembraan as 'n verdwynende dun (<10 nm), drielaag (swart-wit-swart) "vel" wat die sel omhul. Die fundamentele strukturele eenvoud van die selmembraan, wat identies is vir alle biologiese organismes, het misleide selbioloë. Vir die grootste deel van die afgelope vyftig jaar is die membraan beskou as 'n 'passiewe', semi-deurlaatbare versperring, wat lyk soos 'n asemhalende 'plastiekwrap', waarvan die funksie bloot die sitoplasma bevat.
Die laagvormige voorkoms van die membraan weerspieël die organisasie van sy fosfolipiede boustene. Hierdie suigstokkie-vormige molekules is amfipaties, hulle het 'n bolvormige polêre fosfaatkop (Figuur A) en twee stokagtige nie-polêre bene (Figuur B). Wanneer dit in oplossing geskud word, vergader die fosfolipiede self tot 'n stabiliserende kristallyne tweelaag (Figuur C).
Die lipiedbene wat die kern van die membraan bevat, bied 'n hidrofobiese versperring (Figuur D) wat die sitoplasma skei van die veranderende eksterne omgewing. Terwyl sitoplasmiese integriteit gehandhaaf word deur die passiewe versperringsfunksie van die lipied, benodig lewensprosesse die aktiewe uitruil van metaboliete en inligting tussen die sitoplasma en die omliggende omgewing. Die fisiologiese aktiwiteite van die plasmalemma word bemiddel deur die proteïene van die membraan.
Elk van die ongeveer 100,000 XNUMX verskillende proteïene wat vir die menslike liggaam voorsien word, bestaan uit 'n lineêre ketting van gekoppelde aminosure. Die "kettings" word saamgestel uit 'n populasie van twintig verskillende aminosure. Elke proteïen se unieke struktuur en funksie word gedefinieer deur die spesifieke volgorde van aminosure wat die ketting bevat. Gesamentiseer as 'n lineêre string, vou die aminosuurkettings daarna in unieke driedimensionele bolletjies. Die finale konformasie (vorm) van die proteïen weerspieël 'n balans van elektriese ladings tussen die samestellende aminosure.
Die driedimensionele morfologie van gevoude proteïene gee hul oppervlaktes spesifiek gevormde splete en sakke. Molekules en ione wat aanvullende fisiese vorms en elektriese ladings het, bind aan die splete en sakke van die proteïen met die spesifiekheid van 'n sluit-en-sleutel. Binding van 'n ander molekuul verander die proteïen se elektriese ladingverdeling. In reaksie hierop sal die proteïen se aminosuurketting spontaan hervou om die ladingverspreiding weer te balanseer. Hervouing verander die konformasie van die proteïen. In die verskuiwing van die een konformasie na die volgende, druk die proteïen beweging uit. Proteïenkonformasiebewegings word deur die sel ingespan om fisiologiese funksies uit te voer. Die werk wat gegenereer word deur proteïenbeweging is verantwoordelik vir 'lewe'.
'N Aantal van die twintig aminosure wat die proteïenketting bevat, is nie-polêr (hidrofobies, olielief). Die hidrofobiese gedeeltes van proteïene soek stabiliteit deur hulself in die lipiedkern van die membraan te plaas. Die polêre (waterliefhebbende) gedeeltes van hierdie proteïene strek vanaf een of albei van die waterbedekte oppervlaktes van die membraan. Proteïene wat in die membraan opgeneem word, word integrale membraanproteïene (IMP's) genoem.
IMP's vir membraan kan funksioneel in twee klasse onderverdeel word: reseptore en effektore. Reseptore is toevoertoestelle wat reageer op omgewingsseine. Effektore is uitvoertoestelle wat sellulêre prosesse aktiveer. 'N Familie van verwerkersproteïene, geleë in die sitoplasma onder die membraan, dien om seinontvangende reseptore met aksieproduserende effekteurs te verbind.
Reseptore is molekulêre “antennas” wat omgewingsseine herken. Sommige reseptorantennes strek na binne vanaf die sitoplasmiese gesig van die membraan. Hierdie reseptore "lees" die interne milieu en bied bewustheid van sitoplasmiese toestande. Ander reseptore wat vanaf die sel se buitenste oppervlak strek, bied bewustheid van eksterne omgewingsseine.
Konvensionele biomediese wetenskappe is van mening dat omgewings- “inligting” slegs deur die stof van molekules gedra kan word (Science 1999, 284: 79-109). Volgens hierdie idee herken reseptore slegs "seine" wat hul oppervlakkenmerke fisies aanvul. Hierdie materialistiese oortuiging word gehandhaaf, alhoewel daar voldoende bewys is dat proteïenreseptore reageer op vibrasies. Deur middel van 'n proses wat bekend staan as elektrokonformasiekoppeling (Tsong, Trends in Biochem. Sci. 1989, 14: 89-92), kan resonante vibrasie-energievelde die balans van ladings in 'n proteïen verander. In 'n harmoniese energieveld sal reseptore hul bouvorm verander. Gevolglik reageer membraanreseptore op sowel fisiese as energieke omgewingsinligting.
Die geaktiveerde bouvorm van 'n reseptor lig die sel in oor die bestaan van 'n sein. Veranderinge in reseptorkonformasie bied sellulêre 'bewustheid'. In sy "geaktiveerde" konformasie kan 'n seinontvangende reseptor bind aan óf 'n spesifieke funksieproduserende effektorproteïen óf aan tussenganger-verwerkerproteïen. Reseptorproteïene keer terug na hul oorspronklike "onaktiewe" konformasie en los van ander proteïene wanneer die sein ophou.
Die familie van effektorproteïene verteenwoordig 'uitvoer'-toestelle. Daar is drie verskillende soorte effekteerders, transportproteïene, ensieme en sitoskeletale proteïene. Vervoerders, wat die uitgebreide familie kanale insluit, dien om molekules en inligting van die een kant van die membraanversperring na die ander te vervoer. Ensieme is verantwoordelik vir metaboliese sintese en agteruitgang. Sitoskeletale proteïene reguleer die vorm en beweeglikheid van selle.
Effektorproteïene het oor die algemeen twee konformasies: 'n aktiewe konfigurasie waarin die proteïen sy funksie uitdruk; en 'n "rustende" konformasie waarin die proteïen onaktief is. Byvoorbeeld, 'n kanaalproteïen in sy aktiewe konformasie het 'n oop porie waardeur spesifieke ione of molekules deur die membraanversperring beweeg. As u na 'n onaktiewe konformasie terugkeer, beperk die herkouing van proteïene die geleidingskanaal en die stroom van ione of molekules staak.
Deur al die stukke bymekaar te sit, kry ons insig in hoe die brein van die sel inligting verwerk en gedrag ontlok. Die ontelbare seine van molekulêre en stralende energie in die omgewing van 'n sel skep 'n virtuele kakofonie van inligting. Op 'n manier wat lyk soos 'n biologiese Fourier-transformasie, voel individuele oppervlakreseptore (Fig. H) die oënskynlik chaotiese omgewing en filter spesifieke frekwensies as gedragseine uit. Ontvangs van 'n resonante sein (Fig. I, pyl) veroorsaak 'n konformasieverandering in die sitoplasmiese gedeelte van die reseptor (Fig. I, pylpunt). Hierdie konformasieverandering stel die reseptor in staat om te kompleks met 'n spesifieke effektor IMP (Fig. J, in hierdie geval 'n kanaal IMP). Binding van die reseptorproteïen (Fig. K) lok op sy beurt 'n konformasieverandering in die effektorproteïen uit (Fig. L, kanaal open). Geaktiveerde reseptore kan ensiembaaie aanskakel, strukturele herorganisasie en beweeglikheid teweegbring of vervoer van uniek gepulseerde elektriese seine en ione oor die membraan aktiveer.
Verwerkersproteïene dien as 'multiplex'-toestelle deurdat dit die veelsydigheid van die seinstelsel kan verhoog. Sulke proteïene koppel reseptore met effektorproteïene (P in figuur M). Deur prosessor-proteïenkoppeling te "programmeer", kan 'n verskeidenheid insette met 'n verskeidenheid uitsette gekoppel word. Verwerkersproteïene bied 'n groot gedragsrepertoire met 'n beperkte aantal IMP's.
Effector IMP's omskakel reseptor-gemedieerde omgewingsseine in biologiese gedrag. Die uitsetfunksie van sommige effektorproteïene kan die volle omvang van 'n ontlokte gedrag verteenwoordig. In die meeste gevalle dien die uitset van effektor-IMP's egter eintlik as 'n sekondêre "sein" wat die sel binnedring en die gedrag van ander sitoplasmiese proteïenweë aktiveer. Geaktiveerde effektorproteïene dien ook as transkripsiefaktore, seine wat geenuitdrukking uitlok.
Die gedrag van die sel word beheer deur gekombineerde aksies van gekoppelde reseptore en effektor-IMP's. Reseptore bied 'n bewustheid van die omgewing 'en effektorproteïene omskep die bewustheid in' fisiese sensasie '. Volgens 'n streng definisie verteenwoordig 'n reseptor-effektor-kompleks 'n fundamentele eenheid van persepsie. Proteïenpersepsie-eenhede bied die basis van biologiese bewussyn. Persepsies "beheer" selgedrag, hoewel 'n sel in werklikheid deur 'n oortuiging beheer word, aangesien persepsies nie noodwendig akkuraat kan wees nie.
Die selmembraan is 'n organiese inligtingsverwerker. Dit waarneem die omgewing en omskep die bewustheid in 'inligting' wat die aktiwiteit van proteïenweë kan beïnvloed en die uitdrukking van die gene kan beheer. 'N Beskrywing van die struktuur en funksie van die membraan lui soos volg: (A) gebaseer op die organisasie van sy fosfolipiedmolekules, is die membraan 'n vloeibare kristal; B) die gereguleerde vervoer van inligting oor die hidrofobiese versperring deur IMP effektor proteïene maak die membraan 'n halfgeleier; en © die membraan is toegerus met IMP's wat as hekke (reseptore) en kanale funksioneer. As 'n vloeibare kristal halfgeleier met hekke en kanale, is die membraan 'n inligtingverwerkingstransistor, 'n organiese rekenaarskyfie.
Elke reseptor-effektor kompleks verteenwoordig 'n biologiese BIT, 'n enkele persepsie-eenheid. Alhoewel hierdie hipotese vir die eerste keer in 1986 aangebied is (Lipton 1986, Planetary Assoc. For Clean Energy Newsletter 5: 4), is die konsep sedertdien tegnologies geverifieer. Cornell en ander (Nature 1997, 387: 580-584), het 'n membraan aan 'n goudfoeliesubstraat gekoppel. Deur die elektroliete tussen die membraan en die foelie te beheer, kon hulle die opening en sluiting van reseptor-geaktiveerde kanale digitaliseer. Die sel en 'n skyfie is homoloë strukture.
Die sel is 'n koolstofgebaseerde 'rekenaarskyfie' wat die omgewing lees. Die "sleutelbord" bestaan uit reseptore. Omgewingsinligting word via die proteïen “sleutels” ingevoer. Die data word in biologiese gedrag oorgedra deur effektorproteïene. Die IMP BIT's dien as skakelaars wat selfunksies en geenuitdrukking reguleer. Die kern verteenwoordig 'n 'hardeskyf' met DNA-gekodeerde sagteware. Onlangse vooruitgang in die molekulêre biologie beklemtoon die lees / skryf-aard van hierdie hardeskyf.
Dit is interessant dat die dikte van die membraan (ongeveer 7.5 nm) vasgestel word deur die afmetings van die fosfolipiede tweelaag. Aangesien membraan-IMP's ongeveer 6-8 nm in deursnee is, kan dit slegs 'n monolaag in die membraan vorm. IMP-eenhede kan nie op mekaar stapel nie, en die toevoeging van meer persepsie-eenhede word direk gekoppel aan 'n toename in membraanoppervlak. Deur hierdie begrip sou evolusie, die uitbreiding van bewustheid (dws die toevoeging van meer IMP's) die beste effektief met behulp van fraktale meetkunde gemodelleer word. Die fraktale aard van biologie kan waargeneem word in die strukturele en funksionele herhalings wat waargeneem word onder die hiërargie van die sel, meersellige organismes (die mens) en die gemeenskappe van meersellige organismes (die menslike samelewing).
Hierdie nuwe persepsie oor selbeheermeganismes bevry ons van die beperkings van genetiese determinisme. In plaas daarvan om op te tree as geprogrammeerde genetiese outomate, is biologiese gedrag dinamies gekoppel aan die omgewing. Alhoewel hierdie reduksionistiese benadering die meganisme van individuele persepsieproteïene beklemtoon, beklemtoon die begrip van die prosesseringsmeganisme die holistiese aard van biologiese organismes. Die uitdrukking van die sel weerspieël die herkenning van alle waargenome omgewingsstimuli, sowel fisies as energiek. Gevolglik kan die 'Heart of Energy Medicine' werklik in die magie van die membraan gevind word.