Естественные технологии биологических систем - Александр Уголев

Эрлих верил, что искусно сконструированный ключ подходит лишь к своему замку. Эта идея стала вдохновляющей для многих поколений врачей и химиков. Как и Эрлих, они исходили из того, что в ходе эволюции возникли высокоспецифические молекулы и высокоспецифические взаимодействия. В результате этого появлялась возможность для совершенно определенных типов молекул находить строго определенные точки в соответствующих органах и составляющих их клеточных структурах. Таким образом, создавалась как бы волшебная лекарственная пуля. Но звездный час большой химиотерапии, казавшийся столь близким в первом десятилетии нашего столетия, так и не наступил. Волшебная пуля не была создана. Попытаемся разобраться, почему.

Для создания волшебной пули Эрлих и его последователи синтезировали лекарства в виде гибридных молекул. Последние состояли из высокоспецифического носителя определенного адресата и менее специфического повреждающего агента, разрушающего источник болезни (будь это бактерия, находящаяся в глубине клетки организма, или больная клетка). Эрлих, как известно, осуществил синтез неосальварсана, который должен был убивать находящуюся в организме бледную спирохету, не повреждая сам организм. Препарат дал большой терапевтический эффект, но, как выяснилось несколько позднее, он вызывал многочисленные и тяжелые побочные эффекты. Было решено, что ключ сработан не идеально и поэтому открывает многие замки.

Однако до настоящего времени не сделано ни одного идеального ключа. Это можно объяснить блоковым принципом построения организмов. В этом случае нежелательные побочные эффекты обусловлены тем, что даже идеальный ключ открывает замки не только той двери, которую хотел открыть врач, но все двери, из которые поставлены замки.

Недавно переиздана сводка «Побочные действия лекарственных средств» (Под ред. М. Н. Г. Дюкса. М.: Медицина, 1983. 560 с.). Ее можно рассматривать как своеобразную энциклопедию неблагоприятных реакций на лекарственные препараты. Просматривая эту важную сводку, можно видеть, что создано неисчислимое количество лекарств со всевозможными желательными эффектами, т.е. такими, ради которых и создаются лекарственные вещества. Но в то же время нет ни одного лекарственного вещества, лишенного нежелательных эффектов, которых следует по возможности избегать и которые снижают терапевтическое воздействие.

Во многих случаях удается показать, что бактерии и высшие организмы имеют общие функциональные блоки, на которые действуют лекарственные агенты. Различия в чувствительности легко объяснимы, если иметь в виду, что блоки включены в разные системы, защищены различными предварительными фильтрами и т.д.

С позиций концепции универсальных функциональных блоков можно объяснить, почему многие лекарственные средства, используемые при лечении неинфекционных заболеваний, вызывают ряд нежелательных и, казалось бы, далеких эффектов. Так, сердечные гликозиды, применяемые при сердечной недостаточности, тормозят деятельность натриевого насоса. Эти препараты улучшают многие свойства сердечной мышцы, но одновременно, как подчеркивалось выше, действуют на тот же насос, локализованный в мембранах клеток почки, пищеварительного аппарата, печени, нервных клеток и т.д., влияя на многие другие функции. В руках умелого врача нежелательные эффекты окажутся минимальными, но даже такой врач не способен предотвратить общего действия сердечных гликозидов, которое лежит в самой природе нашего организма,

Известно, что антипсихотическое влияние диазепама и трифлуоперазина связано с образованием Са2+-кальмодулинового комплекса. Этот комплекс служит индуктором секреции хлора и вероятного выхода ионов натрия и воды в полость тонкой кишки. На этом основании можно предположить, что антипсихотические вещества должны тормозить кишечную секрецию вообще и, в частности, снимать симптомы холероподобной диареи. Это предположение получило подтверждение в начале 80-х гг. В соответствии с развиваемой концепцией, следует думать, что агенты, которые эффективны в отношении диареи, вызванной первичной секрецией хлора кишечными клетками, будут в качестве вторичного эффекта обладать успокаивающим психотропным действием. Действительно, недавно синтезирован лоперамид, характеризующийся нежелательными влияниями на центральную нервную систему. Существование общих функциональных блоков приводит к тому, что многие психотропные вещества вызывают соматические сдвиги. В частности, речь идет о веществах, корригирующих психическую деятельность через регуляцию различных ионных каналов. Ясно, что эти вещества будут оказывать такое же или сходное действие на идентичные каналы, локализованные в других структурах — секреторных, экскреторных, двигательных и т.д. При взимодействии лигандов со своими рецепторами будут выявляться многие неожиданные эффекты, также связанные с универсальными функциональными блоками и универсальными функциями, например с опосредованными рецепторами эндоцитозами.

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

H1-рецепторы Н2-рецепторы Сокращения гладкой мускулатуры желудочно-кишечного тракта и дыхательных путей Ослабление сокращений гладкой мускулатуры матки, сердечная хронотропия, стимуляция кислой желудочной секреции Ослабление сокращений гладкой мускулатуры кровеносных сосудов Ослабление сокращений гладкой мускулатуры кровеносных сосудов

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.