Биохимические концепциии и их роли для развития фармакологии и химиотерапии

Говоря о биохимических концепциях и их роли для развития фармакологии и химиотерапии, безусловно следует остановиться на классических представлениях О. Варбурга об отличиях энергетики нормальных и опухолевых клеток.

Нам представляется, что до сих пор эта четкая и хорошо аргументированная концепция не нашла еще должного практического применения. Ведь энергетика опухолевой ткани, значительно отличающаяся от большинства нормальных (преимущественное развитие анаэробного гликолиза), может стать весьма избирательной мишенью для фармакологической и химиотерапевтической атаки.

Вероятно, однако, что успех в этом направлении может быть достигнут только на путях тщательного учета количественных отличий энергетического гомеостаза, что требует создания хороших математических моделей соответствующих систем.

В качестве третьей иллюстрации значения системных биохимических представлений для создания новых средств или подходов к управлению состоянием биологических систем, прежде всего организма человека, приведем работы Вуртмана (1983). Этот исследователь изучал суточные ритмы концентрации аминокислот в крови.

При этом оказалось, что эти колебания весьма значительны, особенно у людей, потребляющих большие количества белковой пищи. Например, концентрация лейцина в плазме крови от 3 ч дня до 3 ч ночи может быть в 2 раза выше, чем в остальное время суток. Обнаружив это явление, исследователь задался целью выяснить, влияют ли эти колебания на скорость ферментативных превращений аминокислот и других пищевых ингредиентов в нейромедиаторы, например триптофана в серотонин, тирозина в ДОФА, норадреналина в адреналин, фосфатидилхолина в ацетилхолин.

При этом обнаружилось весьма любопытное явление: увеличение концентрации триптофана в пище и плазме крови в пределах суточных колебаний приводило к повышению концентрации триптофана и серотонина в клетках мозга. Инсулин, усиливая их транспорт в мышцы, не только не снижал, но, напротив, увеличивал концентрацию триптофана в клетках мозга и синтез серотонина в них. Вуртману удалось понять принцип гомеостазирования триптофана в крови и тканях.

При этом выяснилось, что важным звеном регуляции оказался транспорт триптофана через гематоэнцефалический барьер. В этом процессе триптофан конкурирует с другими большими нейтральными аминокислотами, так что если отношение триптофан/другие аминокислоты велико, он идет из плазмы в мозг, если мало — из мозга в плазму. Подобного же типа сведения о связи интенсивности синтеза нейромедиаторов и состава пищи получены и для других предшественников нейромедиаторов.

С другой стороны, оказалось, что количество предшественников вполне определенно влияет на активность нейронов и общее состояние нервной системы, причем это влияние различно для нормального и патологического состояния и многообразно: например, тирозин понижает давление крови при гипертонии и повышает при гипотонии; тирозин не влияет на частоту срабатывания нейронов и выделение гомованилиновой кислоты в норме, но резко усиливает этот процесс, если предварительно у животного было разрушено около 3/4 соответствующих нейронов. Эти исследования открывают весьма интересные перспективы лечения ряда патологий (например, депрессивных состояний, гипертонии, болезни Паркинсона), путем специфических модификаций диеты.

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

Применение биологических объектов для контроля загрязненности среды

Сама по себе идея о применении биологических объектов для контроля загрязненности среды не нова. В настоящее время общепринято, что чувствительность биологических объектов к состоянию окружающей среды делает их ценными индикаторами для контроля за состоянием окружающей среды, особенно в случае охраны данного биоценоза. Методы контроля за химическим загрязнением биосферы (вариант классификации) Возможны три различных подхода к…