Найти тему

Изучаем фармакологическую теорию: физика взаимодействия, как первый шаг к пониманию процесса взаимодействия

Дорогой заинтересованный искатель здоровья, мы решили, что фармакология концептуально начинается с процесса взаимодействия. Действительно, лекарственные вещества с целью обеспечения нужного биологического эффекта именно взаимодействуют с рецепторами (активными белковыми молекулами). Известно из науки, рецепторы бывают мембранными и внутриклеточными (которые располагаются внутри клетки). Но в любом случае, речь идёт о взаимодействиях. Давайте, как таковую проблему взаимодействия рассмотрим теоретически и по-философски широко, так как она является ключевой для дальнейшего изучения всей фармакологической теории. И для начала исследуем физику процесса.

Что такое взаимодействие? Прежде всего, можно ознакомиться, чтобы войти в курс дела, с предыдущим нашим материалом. Тема открывается с вопроса: с чего начинается фармакология? (пожалуйста, ссылка). Продолжим, на странице новой философской энциклопедии можно прочитать следующее: «Взаимодействие - философская категория, отражающая процессы взаимодействия различных объектов друг с другом, их взаимную обусловленность, изменение состояния, взаимопереход, а также порождение одним объектом другого. Взаимодействие представляет собой вид непосредственного или опосредованного, внешнего или внутреннего отношения, связи». Взаимодействие есть вид отношений, который реализуется как взаимная обусловленность? Утверждается, что взаимодействие определяет отношение причины и следствия. Между тем, с взаимодействием, по логике вещей, связаны какие-то взаимные действия, отмеченные согласованностью действий.

В общем, понятно, что взаимодействие представляет собой один из аспектов системы. «Основоположник теории систем Людвиг фон Берталанфи определял систему как комплекс взаимодействующих элементов, находящихся в определённых отношениях друг с другом и со средой. Позднее в определениях системы появляется понятие цели».[1] Да, все элементы системы находятся в отношениях друг с другом, в постоянном взаимодействии и координации друг с другом. И даже, если вдруг не будет взаимодействия элементов, то и не будет самой системы. «В фундаменте бытия находится взаимодействие: существует то, что взаимодействует. Быть – значит взаимодействовать с чем-либо».[2] Но почему элементы взаимодействуют друг с другом? Какова природа, всё-таки, взаимодействия? Сразу на подобные вопросы ответить крайне сложно, если вообще можно ответить исчерпывающе. Ну, подойдём к проблеме системно, начнём, пожалуй, с физики.

И вот, современная физика, которая, кстати, изучает явления (движение материальных тел), решила заглянуть в квантовый мир. Нет, нет, не в загробный. И что там? А там «куча» фундаментальных частиц, всяких лептонов, кварков, бозонов. Очень любопытно, но бозоны считаются носителями взаимодействия. Это как? Как можно нести взаимодействие? Кроме того, фундаментальные частицы связаны с фундаментальными взаимодействиями: гравитационным, слабым, электромагнитным, сильным. Но оказывается, как нам объясняют, бозоны - это переносчики фундаментальных взаимодействий, они же являются квантами колебаний соответствующих полей. Кстати, друзья, будь то электрический сигнал или форма колебаний, это всё носители информации! Неужели частицы является носителями информации потому как представляют, по большому счёту, форму колебаний? А информация как-то связана с взаимодействием? Хорошо, вакуум должен быть просто переполнен множеством взаимодействующих частиц. А квантовый мир - это слишком абстрактно, подчерпнём немного сведений о взаимодействиях из постулатов классической механики.

И чего механика? «Механикой называется часть физики, изучающей движение и взаимодействие материальных тел. При этом механическое движение рассматривается как изменение с течением времени взаимного положения тел или их частей в пространстве».[3] Примечательно, механику делят на кинематику, изучающую простое движение тел, и динамику, которая, в свою очередь, изучает движение тел в связи с действующими на них силами. Почему примечательно? Так мы с вами завели разговор о фармакокинетике и фармакодинамике. Помните? Между делом, к кинематическим характеристикам движения относят: перемещение, скорость, ускорение.

Так, пусть тело движется, а меру инерции тела (сопротивляемости действующей на это тело силе) сопоставляют с массой. Друзья, мы просто сейчас вводим в оборот некоторые физические понятия, чтобы позднее их отдельно более глубоко рассмотреть. Поэтому, как наука всё преподносит, так и пока принимаем. С нюансами разберёмся в дальнейшем. Итак, ещё масса считается мерой гравитационных свойств тела, другими словами, мерой способности тела взаимодействовать с некоторыми другими телами, обладающими массой. Масса определяет способность к взаимодействию?

Если уж взялись за физику, нельзя не упомянуть о третьем законе Ньютона (на всякий случай). «При взаимодействии двух тел сила, с которой первое тело действует на второе, равна по величине и противоположна по направлению силе, с которой второе тело действует на первое». Его математически записывают так:

Математическая запись третьего  закона Ньютона
Математическая запись третьего закона Ньютона

Борьба противоположностей? Кажется, тут происходит взаимодействие! Массы там фигурируют «по умолчанию». Между тем, в физике хорошо демонстрирует «борьбу противоположностей» качество отношений или взаимное притяжение и отталкивание молекул, что делает возможным образование материальных тел. Ну, это так, к слову, хотя обоюдный процесс одновременного притяжения и отталкивания чем не взаимодействие? Ладно, ещё продуктивно поработаем в том же духе над проблемой взаимодействия в физике. И давайте сейчас продолжим про молекулы!

А где тут физика? Посмотрим, молекулы состоят из атомов, что понятно. В одно целое атомы соединяются (образуя молекулу, между прочим) за счёт химических связей. Что такое химическая связь? Ребятки, цитируем: «Химическая связь - это взаимодействие двух атомов, осуществляемое путём обмена электронами. При образовании химической связи атомы стремятся приобрести устойчивую восьмиэлектронную (или двухэлектронную) внешнюю оболочку, соответствующую строению атома ближайшего инертного газа». Особо выделим, что взаимодействие двух атомов - это химическая связь, обмен электронами. А что такое вообще химия? «Химия - это наука о веществах, их свойствах, превращениях и явлениях, которые сопровождают эти превращения». Под превращением, если что, понимается химическая реакция, которая способствует преобразованию одних веществ (исходных) в другие вещества. И чего? «Для выяснения физической природы этих связей достаточно ограничиться рассмотрением простейших двухатомных молекул».[1] То есть, говорится, что у химической связи физическая природа.

Таким образом, можно рассуждать о физике взаимодействия, раз уж нашли у взаимодействия между атомами физическую природу. И что там происходит, внутри-то? «Экспериментальные факты показывают, что межатомное взаимодействие в молекулах происходит лишь между внешними (валентными) электронами входящих в них атомов».[2] Когда случается взаимодействие, атомы перед этим хорошенько сближаются (притягиваются) друг с другом, электроны могут стать общими для молекулы, переходить от одного атома к другому атому. При этом состояние электронов описывается волновой функцией. Сама по себе волновая функция отражает наличие волновых свойств у атомов, частиц. Ну, упрощённо говоря, многое тут связано с природой колебаний. А механические колебания представляют вибрацию. Другими словами, атомы вибрируют, поэтому и взаимодействуют между собой. Вибрация и есть взаимодействие, если утрировано. И определённые вибрационные характеристики атомов позволяют создать устойчивую конструкцию молекулы.

Схема соединения атомов в устойчивую молекулу (научная интерпретация)
Схема соединения атомов в устойчивую молекулу (научная интерпретация)

Добавим, в науке энергию колебательного движения ядер атомов называют вибрационной энергией. А энергия всей молекулы (как системы) состоит из электронной энергии, энергии колебательного движения ядер атомов, энергии вращательного движения молекулы. А всё-таки она крутится! Это про молекулу, если что. Но давайте сейчас сделаем некий предварительный вывод со стороны физики, с которым продолжим дальше наши рассуждения. А он такой, объекты взаимодействуют друг с другом благодаря имеющимся отношениям, связям, составляющим вибрационный процесс. Однако, изучая фармакологическую теорию, мы рассматриваем физику взаимодействия как первый шаг к более основательному пониманию фундаментального в мироздании процесса взаимодействия.

Послесловие. Друзья, на канале будут дальше публиковаться не все статьи на медицинские темы, так как придётся иметь дело, например, с анализом действия того или иного препарата, поэтому кое-какая информация станет закрытой. Между тем, главная площадка для медицины здесь (кому это вообще интересно, конечно).

[1] Лекции по физике для студентов очно-заочной и заочной форм обучения по техническим направлениям подготовки бакалавров : учебное пособие / Р. А. Браже. – Ульяновск : УлГТУ, 2016. С. 221

[2] Лекции по физике для студентов очно-заочной и заочной форм обучения по техническим направлениям подготовки бакалавров : учебное пособие / Р. А. Браже. – Ульяновск : УлГТУ, 2016. С. 221

[1] Теоретические основы и методы исследования информационных процессов и систем [Текст] : учебное пособие / Л. А. Лисицин, А. И. Катыхин, Ю. А. Халин ; Минобрнауки России, Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования , "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ). - Курск : ЮЗГУ, 2017. С. 9

[2] Философия [Электронный ресурс]: учеб. для вузов/ под ред. А. А. Атанова, В. А. Туева, М. Л. Ткачёвой. – Иркутск: Изд-во БГУ, 2018. С . 157

[3] Лекции по физике для студентов очно-заочной и заочной форм обучения по техническим направлениям подготовки бакалавров : учебное пособие / Р. А. Браже. – Ульяновск : УлГТУ, 2016. С. 15