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