Естественные технологии биологических систем

Можно привести много примеров, когда вещества, первоначально синтезированные для контроля пищеварительных функций, впоследствии получили широкое применение при лечении заболеваний почек, так как в основе их использования лежит действие на определенные типы функциональных блоков.

Часто при неравномерном распределении определенных функциональных блоков, например рецепторных, складывается превратное впечатление о возможности создания идеальных, т.е. не имеющих побочных эффектов, лекарственных препаратов. Все до сих пор известные случаи такого рода, к сожалению, были заблуждением. Это касается, в частности, веществ, сцецифически блокирующих Н₂-рецепторы, участвующие в регуляции выделения соляной кислоты желудочного сока и имеющие отношение к формированию язвы желудка.

Более 10 лет тому назад было обнаружено, что гистамин служит физиологическим стимулятором кислой желудочной секреции, причем его эффект реализуется при связывании с двумя типами рецепторов, получившими название H₁- и Н₂-рецепторы (табл. 19). Предполагалось, что Н₂-рецепторы локализованы только в клетках желудка и их блокада приведет к избирательному снижению кислой желудочной секреции. Недавно был синтезирован специфический блокатор Н₂-рецепторов — циметидин. Первоначально казалось, что идея идеального лекарства решена, но затем было обнаружено, что циметидин вызывает нервные и психические расстройства, нарушение гормональных функций, в том числе функций половых желез, в некоторых случаях — опухоли, гинекомастии, нефриты, нарушение иммунной системы организма и т.д.

Классификаций рецепторов гистамина

Недавно появился препарат ранитидин, который, как и циметидин, является специфическим конкурентным антагонистом гистамина при связывании с Н₂-рецепторами и высокоэффективным ингибитором кислой желудочной секреции. Его эффективность по сравнению с циметидином в 5—10 раз выше, а срок действия во столько же раз продолжительнее. Считается, что ранитидин исключительно селективен в отношении H₂-рецепторов и не связывается с рецепторами в центральной нервной системе и рецепторами андрогенов, т.е. не оказывает влияния на нервную систему и не препятствует эффектам мужских половых гормонов. Но следует напомнить, что в период, когда начинались первые исследования циметидина, также сообщалось об отсутствии у этого препарата побочных эффектов. Можно думать, что позднее такие эффекты будут обнаружены и у ранитидина. Уже сейчас появляются тревожные сигналы. В частности, ингибирование кислой желудочной секреции ранитидином, как и циме-тидином, является потенциально канцерогенным фактором.

Одной из основных причин побочных эффектов подобных лекарственных препаратов является то обстоятельство, что Н₂-рецепторы локализованы не только в клетках желудка, но я в клетках печени, сердца, нервной ткани (в частности, гипоталамуса) и даже в лимфоцитах.

7.3. Другие проблемы медицины

Концепция универсальных функциональных блоков существенно влияет на понимание патологии, геронтологии, фармакологической регуляции различных видов стресса и т.д. Достаточно вспомнить, что С-концевые фрагменты гастрина и холецистокинина выполняют функции нейромедиаторов или нейромодуляторов. Ясно, что при гастринемиях возникают нарушения не только регуляции проксимального комплекса желудочно-кишечного тракта, как это предполагалось до сих пор, но и многих нервных и вегетативных функций организма. Одним из достижений современной биологии явилось доказательство возможности дублирования функций на уровне продукции физиологически активных веществ. Продукция одноименных пептидов в гипоталамо-гипофизарной и кишечной системах далеко не единственный пример этому.

Тем не менее способность желудочно-кишечного тракта и гипофиза выделять АКТГ, вероятно, не означает, что идентичные молекулы выполняют идентичные функции в организме. Скорее, у них имеются общие звенья. Например, оба гормона включены в общий контур саморегуляции: кора надпочечников—продукция АКТГ. Однако нами выявлено, что Именно выключение различных отделов желудочно-кишечного тракта приводит к исчезновению специфического динамического действия пищи. Поэтому было бы привлекательно думать, что в то время как гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось связана с ситуационными стрессами, гастроэнтеро-надпочечниковая ось связана с нутритивно-метаболическими процессами. Возможно, именно поэтому взаимные компенсации функций различных органов не всегда бывают полными, даже если органы продуцируют молекулы идентичных типов.

Универсальность функциональных блоков, по-видимому, служит тем важным механизмом, который позволяет контролировать процессы синтеза и деградации блоков определенного типа в организме. Существуют факты о гомеостатировании гормональных пулов печенью и о том, что заболевания печени, приводящие к нарушению контроля в результате ослабления процессов деградации, провоцируют явления гипергормонемии.

С точки зрения концепции универсальных функциональных блоков механизмы гомеостатирования приобретают новые стороны. Если имеется один источник гормона, то ослабление синтеза в нем приводит к снижению уровня гормона в крови и уменьшению гормонального пула. Регуляция достигается благодаря стимуляции синтеза в единственном источнике гормона или в уменьшении скорости деградации соответствующего гормона. Если же существует несколько источников одного и того же гормона, то ослабление синтеза в одном источнике может быть нормальной реакцией на усиление синтеза в других источниках. Следовательно, такая реакция является физиологическим следствием взаимодействия в пределах группы структур, продуцирующих идентичный тип блоков.

Таким образом, развиваемая концепция имеет ряд важных следствий для медицины, хотя пока рассмотрены лишь отдельные примеры громадной области и почти не затронут аспект разветвленных генезов любого патологического состояния.

Все вышесказанное заставляет нас отказаться от упрощенного взгляда на проблему специфичности, так как в большинстве случаев рецепторы, хотя и в различных соотношения, представлены в разных органах.

С этой точки зрения побочные эффекты являются уже не результатом недостаточно искусно изготовленного ключа, а ошибками в принципах конструирования даже не замка, а здания в целом. Надо полагать, что при гормонотерапии идея локального воздействия также во многих случаях окажется ошибочной, ибо уже сейчас накапливаются сведения о широкой распространенности рецепторов для так называемых локально действующих гормонов.

Вопрос о специфичности взаимодействий определенных химических веществ с различными организмами, относящимися к разным систематическим группам, служит предметом сравнительной фармакологии и, в частности, сравнительной токсикологии. Можно ли, исходя из сравнительной фармакологии эффектов различных веществ, добиться избирательного подавления одних видов организмов, не задевая остальные? Можно ли, вводя в среду определенные вещества, стимулировать рост одних популяций, не влияя на другие члены данной экосистемы, которые близки не только пространственно к регулируемой популяции, но и связаны с ней трофическими и другими связями?

По-видимому, существует различная видовая чувствительность к одному и тому же агенту в пределах, например, одного класса млекопитающих. Так, чувствительность холинорецепторов скелетных мышц к миорелаксаптам может варьировать довольно значительно. Доза декаметония, вызывающая паралич скелетных мышц у крыс, должна быть примерно в 100 раз выше, чем для кур, кошек и человека, а тубокурарина, напротив, в несколько раз ниже, чем для кур, кошек, собак и человека. Далее, у разных организмов имеются существенные различия во времени полураспада одного и того же соединения, что влияет на его токсические и регуляторные эффекты. В качестве примера можно привести гексобарбитал, время полураспада которого у мыши составляет 19 мин, у кролика — 60, у крысы — 140, у собаки — 260 и у человека — 360 мин.