24 сентября 2012

Наркотический эффект благородных газов

Уже в конце XIX в. было показано, что высокоинертные в обычных физико-химических условиях благородные газы обладают сильным наркотическим эффектом. Даже нерастворимые инертные вещества при попадании в организм в виде мелких частичек могут оказывать заметное биологическое действие (так, минерал класса силикатов — асбест, например, в такой ситуации обладает канцерогенным эффектом).

Целый ряд порошкообразных веществ, обладающих сорбционными свойствами, таких, как кремнезем, доломит, каолин, карборунд, кажущиеся на первый взгляд даже специалисту химику или биологу явно лишенными биологической активности, оказались эффективными инсектицидами.

Первоначально действие этих веществ было приписано тому, что они обезвоживали организм. Позже выяснилось, что эти инсектициды в насекомом вызывают состояние, подобное стрессу, в результате чего выделяется в организме вещество, способное оказывать на него парализующее действие (Альберт, 1971).

Биофизики еще в 50-х годах детально исследовали ситуацию, при которой химические соединения, попавшие в клетку и не обнаруживающие своего присутствия в ней (при нормальных условиях существования организма), могут проявить свою биологическую активность под воздействием дополнительных физических или химических факторов среды.

Например, многие красители способны к фотодинамическому эффекту при световом облучении.

Таким образом, вероятность найти биологически активное соединение в массиве химических соединений близка к единице, хотя из общих рассуждений и реальной практики очевидно, что нахождение химического соединения с заданным видом биологической активности и представляющего практический интерес для человека — событие достаточно редкое.

Появление концепции В. И. Вернадского о биосфере дало возможность все биологически активные вещества классифицировать по их происхождению на следующие типы: косные (например, минералы); биокосные (например, нефть, уголь и др.); компоненты живой природы (например, белки, нуклеиновые кислоты); антропогенные (например, капрон, амидопирин).

Возможны вещества сложного (смешанного) происхождения: например, ДНК, выделенная из клеток и представленная в виде коммерческого препарата, может рассматриваться как компонент живой природы и, безусловно, частично как антропогенное вещество.

Объектами действия таких веществ в свою очередь могут быть: элементы косной природы (например, действие растворителей на природные минералы); биокосные элементы (например, действие эмульгаторов на нефть); объекты живой природы, кроме человека (например, действие пестицидов на птиц); человек (например, действие лекарств на человека); антропогенные объекты неживой природы (например, действие смазочных масел на искусственные механические устройства); антропогенные живые объекты (например, действие мутагенов на искусственно полученный штамм бактерий).

Возможны объединения этих элементов в различного типа системы.

Воздействие всего множества веществ на все множество объектов можно представить в виде двумерной матрицы. В такой матрице можно выделить те пересечения веществ и объектов воздействия, которые наиболее важны для человека: в первую очередь это влияние веществ антропогенного происхождения на самого человека.

Для этой ситуации все биологически активные вещества, созданные цивилизацией, можно разделить на вещества, преднамеренно созданные для контакта с человеком (например, нейлон, аспирин), и вещества, не предназначаемые для человека, но попадающие в организм вследствие неконтролируемых обстоятельств (например, остаточные пестициды в сельскохозяйственных продуктах).

По способу контакта с человеком все биологически активные вещества обоих типов могут быть разделены на попадающие внутрь организма человека (например, лекарства), вступающие с ним в наружный контакт без проникновения (например, капрон, нейлон) и в символический контакт (например, любое вещество, вид которого приводит к определенной рефлекторной реакции).


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



Существует принципиальная возможность увеличения числа «счастливых» случаев: испытывать все известные химические соединения на все возможные виды фармакологической активности. Это фактически принцип тотального просеивания «все через все». Реализовать его на практике, по существу, очень сложно: классификация этих видов достаточно запутана, количество видов велико. Однако биологические испытания достаточно больших массивов химических соединений на достаточно большое, но ограниченное…

Экономическая эффективность скрининга

Экономическая эффективность скрининга возрастает, если растет число тестируемых активностей, если скрининг становится многоцелевым и, помимо фармакологии, ориентированным и на цели сельского хозяйства, микробиологической промышленности, охраны окружающей среды и т. п. Скрининг в принципе сходен с тем стихийным процессом отбора объектов из растительного и животного мира, который осуществлялся всем человечеством на протяжении тысячелетий. Этот параллелизм наглядно…

При скрининге обнаружение у веществ определенных свойств — по-прежнему случайное событие, но вероятность появления такого события как бы резко возрастает. Если случайно в данном массиве химических соединений оказалось соединение с определенным видом биологической (фармакологической) активности, оно будет обнаружено со степенью вероятности, зависящей от надежности теста, определяющего в системе этот вид активности. Если рассмотреть короткую историю…

Под термином биологически активные вещества мы подразумеваем как индивидуальные вещества с известной биологической активностью, так и их многокомпонентные смеси определенного или неизвестного состава. Поиск согласно принятым трактовкам этого термина предполагает наличие цели и многих возможностей ее достижения, между которыми необходимо сделать выбор оптимального пути. Этот выбор и последующее движение к цели происходит в виде некоторой…

Как нам представляется, основная причина фармакологического взрыва во второй половине и особенно в конце XX в. — развитие и интеграция медицины, биологии, химии, совершенствование методов физико-химического анализа. Немаловажное значение имело создание химико-фармацевтической индустрии с ее большими запросами к науке и возможностью материально обеспечить эти запросы. Сыграло свою роль и увеличение ценности человеческой жизни, растущее вместе…