Концепции химии
Очень плодотворны для целей создания биологически активных соединений те научные концепции, в основе которых лежат ясные представления о механизмах химических реакций и превращений. Рассмотрим в качестве примера влияние одного из крупнейших открытий химии XX в.— явления цепных реакций — на создание новых биологически активных веществ. В конце 20-х годов Н. Н. Семенов, изучая реакцию окисления паров фосфора, и независимо С. Н. Хиншелвуд в Англии, исследуя горение водорода в кислороде, пришли к представлению о том, что эти процессы имеют характер цепных реакций.
При этом было сформулировано важнейшее для последующего развития химии, биологии и сопредельных наук представление о возникающих в ходе реакции активных центрах коротко живущих свободных атомах и свободных радикалах. Эти идеи оказались крайне плодотворными как для технологии, так и для биологии, фармакологии, материаловедения.
Ученики Хиншелвуда и особенно научная школа академика Н. Н. Семенова установили цепной характер химических реакций во взрывных процессах, при явлениях полимеризации, а также ведущую роль свободных радикалов в превращениях энергии в клетке, в том числе при фотосинтезе, значение свободных радикалов в разрушении биомембран и гибели клетки при действии на нее радиации, химических токсинов, возникновение свободных радикалов во многих патологических процессах, в частности при малигнизации и т. д.
Эти открытия, опирающиеся на фундаментальные знания природы цепных реакций, и явились мощным толчком для создания принципиально новых биологически активных веществ или для совершенно нового применения старых, хорошо известных веществ. Перечислим несколько наиболее интересных и перспективных идей в этой области.
При действии радиации на живые клетки возникают высоко реактивные свободные радикалы, влияние которых на макромолекулы и мембраны определяет в значительной степени повреждающий эффект излучения. Идея состоит в том, чтобы найти вещества — «тушители радикалов» или вещества, стимулирующие образование подобных эндогенных тушителей. И такие вещества действительно были найдены.
Аналогичная ситуация возникает при действии многих токсинов — они инициируют образование свободных радикалов, в том числе перекисей жирных кислот, которые буквально «сжигают» биологические мембраны.
Повышение устойчивости живых организмов к такого рода воздействию может быть обеспечено инактивацией этих центров горения (перекисей и других свободных радикалов). При действии токсинов результирующий эффект такого воздействия еще более значителен, чем в случае радиационного поражения, когда часть поражения обусловлена прямым попаданием частицы в соответствующую мишень (хромосомы в первую очередь).
«Биологически активные вещества»,
Г.М.Баренбойм, А.Г.Маленков
Среди заболеваний, стимулируемых загрязнением среды, можно выделить некоторые типы, обусловленные различными причинами: непрерывное действие загрязнения в течение длительного времени (аллергические, респираторные, раковые, повреждения генетической системы); кратковременное резкое возрастание загрязнения среды (например, при смогах), многократно превышающее допустимые нормы; влияние искусственного фона физических и химических факторов на инфекционные начала — бактерии и вирусы; появление новой технологии и…
Мы полагаем, что экспериментальная часть базовой линии комплекса для биологических испытаний при модификации методов, технологии и техники, не имеющей принципиального характера, могла бы быть использована как реальная система биологического контроля за состоянием окружающей среды. В ряде случаев для этих же целей могли быть использованы отдельные методы и устройства, входящие в состав базовой линии автоматизированного комплекса….
Эксперименты с яйцами морских ежей позволили японским исследователям предложить для практического использования простой, быстрый и высокоточный анализ загрязненности морской воды по скорости протекания ряда биопроцессов (Technocrat, 1976). У некоторых черноморских водорослей нефть, эмульгированная в морской воде, вызывает одновременное ингибирование биосинтеза РНК и ДНК, причем степень ингибирования у отдельных водорослей отличается в зависимости от продолжительности воздействия…
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…
Очень важным направлением является поиск корреляций между отрицательными видами биологической активности. В настоящее время наука владеет ориентировочными данными о связи между мутагенным, эмбриотропным, гонадотропным и бластомогенным действием веществ. Система биологических испытаний ХС, ориентированная на большие массивы веществ и многие виды биологической «отрицательной» активности, позволит как минимум увеличить темп накопления соответствующих данных об этих связях. Принципиальная…
