ЭлБиб

МасложироваЯ промышленность

№ 1-2014

пальмовое масло

модификация масел

УДК 547.91:541.124

Термодинамический подход

к оценке эффективности

биологически активных

веществ

Ю.А. Тырсин,

д-р техн. наук,

Д.А. Еделев,

д-р мед. наук, д-р экон. наук,

А.Б.Вишняков,

д-р техн. наук,

Н.А. Поткин,

аспирант,

М.Л. Воронцова,

аспирант

Московский государственный

университет пищевых производств

В настоящее время в условиях по-

стоянно ухудшающейся экологиче-

ской обстановки и возрастающего

агрессивного давления окружаю-

щей среды на человека за счет ан-

тропогенных загрязнений, нехватки

эссенциальных элементов питания

в результате чрезмерно глубокой тех-

нологической переработки сельхоз-

сырья вопрос о сохранении здоровья

и здорового генофонда человеческой

популяции приобретает громадное

значение.

Улучшение экологической обста-

новки, здоровый образ жизни, сба-

лансированное адекватное питание,

ликвидация дефицита незаменимых

элементов питания, увеличение сред-

ней продолжительности жизни стано-

вятся императивом времени. На этот

вызов ученые и производители отве-

тили многомиллиардным ростом рын-

ка биологически активных добавок

(БАД), которые могут представлять

собой как индивидуальные биологи-

чески активные вещества (БАВ), так

и их комплексы. При получении ком-

плексных БАД иногда довольно слож-

но оценить их положительное воздей-

ствие на здоровье, так как отдельные

БАВ в их составе взаимодействуют

между собой, усиливая или ослабляя,

а иногда получая нулевой результат.

В работе предпринята попытка раз-

работать объективный метод оцен-

ки эффективности воздействия БАВ

и БАД сложного состава на организм

человека.

В 1935 г. советский ученый

Э. С. Бауэр в своей работе «Теоре-

тическая биология» сформулиро-

вал три основные особенности живых

систем: самопроизвольное изменение

состояния; противодействие внеш-

ним силам, приводящее к изменению

первоначального состояния окружаю-

щей среды; постоянная работа про-

тив уравновешивания с окружающей

средой. Первые две особенности ха-

рактерны и для других систем, а третья

является отличительным признаком

живых систем. Поэтому Э.С. Бауэр на-

звал ее «всеобщим законом биологии»,

который имеет ясный термодинами-

ческий смысл: как в неживых системах

устойчиво их равновесное состояние,

так в живых устойчиво неравновесное.

При этом носителем свободной энер-

гии, которая может освобождаться

при определенных условиях, является

структура живых систем – за счет ее из-

менения и поддерживается их неравно-

весное состояние.

В состоянии равновесия прекра-

щаются все процессы, кроме тепло-

вого движения молекул, и выравнива-

ются все градиенты.

В стационарном состоянии идут

химические реакции, диффузия,

перенос ионов и т. д., но они так сба-

лансированы, что состояние системы

в целом не изменяется. В стационар-

ном состоянии существуют градиенты

между отдельными частями системы,

но они сохраняют постоянные значе-

ния и это возможно только при усло-

вии, что система из окружающей сре-

ды получает вещества и свободную

энергию, а отдает продукты реакции

и выделяемое тепло.

Разработчиками термодинамики

стационарного состояния биообъ-

ектов являлись Э. С. Бауэр, Э. Шре-

дингер, Н. Бор и другие ученые. Со-

гласно Э. С. Бауэру, отличительным

признаком жизни является постоян-

ная работа против уравновешивания

с окружающей средой. Организм

человека – это открытая стационар-

ная система, и термодинамика этих

систем разрабатывалась рядом уче-

ных, среди которых особое место за-

нимает И. Р. Пригожин (лауреат Нобе-

левской премии 1977 г.). Благодаря

его работам возникла новая наука,

изучающая возникновение и разви-

тие структур – синергетика. Основой

синергетики применительно к био-

объектам является теорема И. Р. При-

гожина: «В стационарном состоянии

при фиксированных внешних данных

продукция энтропии в системе посто-

янна во времени и минимальна по ве-

личине».

Вопросы устойчивости и неустой-

чивости организма человека являют-

ся краеугольными в понимании его

здоровья и нездоровья, а оценива-

ются они, естественно, изменением

энтропии. Основной смысл влияния

энтропии на устойчивость биосисте-

мы высказал Э. Шредингер: «В живой

системе имеется устойчивый поток

отрицательной энтропии из окружаю-

щей среды, компенсирующей непре-

рывную положительную продукцию

энтропии в биосистеме: организмы

питаются отрицательной энтропией

(негэнтропией)».

По этому вопросу очень своеобраз-

но и красиво выразился И. П. Пав

лов в 1918 г. в своем цикле лекций

«Об уме вообще и русском в част-

ности». Он писал: «Что такое жизнь?

Если стоять на фактической стороне

дела, то придется выразиться до не-

которой степени забавно. Жизнь (по-

рядок) есть сохранение жизни (по-

рядка)».

Перефразируя современным язы-

ком, можно сказать: «Жизнь – это под-

держание структурированности систе-

мы, а энтропия – это мера ее структу-

рированности. Чем меньше энтропия

системы – тем она более структуриро-

вана, т.е. более высокоорганизована».

БАВ – одно из эффективных

средств, которые должны поддержи-

вать этот порядок (структурирован-

ность). То, что БАВ должны умень-

шать энтропию биосистемы, отмечал

Н. Винер, который говорил: «Фермен-

ты являются метастабильными демо-

нами Максвелла, уменьшающими эн-

тропию».

В связи с вышеизложенным, по-

нятно, что существующее в настоя-

щее время деление используемых

человеком веществ на пищевые, био-

логически активные и лекарственные,

не совсем корректно. Для пищевых

продуктов и лекарственных препара-

тов еще существует какая‑то система

и обоснование. Для пищевых про-

дуктов – это в основном восполнение

энергозатрат. Для лекарственных пре-

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека