Биологические основы старения и долголетия - [56]
В экстремальных условиях функции "физиологических мер защиты" (И. П. Павлов) проявляются более отчетливо. Но наряду с этим те же функции могут стать препятствием для лечения патологического процесса, изолируя орган от медикаментозных средств, например, мешая проникновению в инфицированный орган антибиотиков или других антибактериальных или противовирусных препаратов.
И при анализе биохимических систем внутренней защиты можно увидеть закономерность, которую мы видели раньше, говоря о проблеме физиологических систем защиты. Тогда была подчеркнута тесная связь регуляторных и защитных функций этих систем. Например, одним из важнейших нейромедиаторов является ацетилхолин — медиатор парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. После выполнения своей функции (передачи нервного импульса) часть молекул ацетилхолина должна быть разрушена, иначе его постоянное образование с участием синтезирующего фермента — холинацетилтрансферазы приведет к накоплению его в больших количествах в нервных окончаниях и к поступлению его в нефизиологических количествах в кровь. Это нарушит нейрогуморальную регуляцию в организме. Защиту от такого нарушения осуществляет фермент холинэстераза, разрушающая ацетилхолин.
Но часть ацетилхолина все же попадает в кровь, и хотя небольшое его количество необходимо для гуморальной регуляции функции, накопление его в крови очень опасно.
Но организм обезопасил себя, вероятно, еще одной линией защиты от избытка ацетилхолина в крови. По данным Г. Н. Кассиля с сотрудниками, такую защиту осуществляют эритроциты, связывающие и тем самым обезвреживающие ацетилхолин. В уже цитированной книге этого автора проводится интересный анализ, свидетельствующий о существовании целого ряда уровней защиты организма от гистамина — физиологически очень активного вещества, постоянно вырабатываемого в организме и участвующего в регуляции деятельности некоторых органов. Однако если гистамин в крови человека начинает накапливаться, это вызывает нарушение различных функций. Избыточное образование в организме гистамина (или недостаточная защита от него!) может иметь значение в патогенезе таких широко распространенных заболеваний, как язвенная болезнь желудка или аллергия.
Приведенные примеры можно было бы продолжить, но и сказанного достаточно для того, чтобы представление И. П. Павлова о "физиологических мерах защиты" распространить на область биохимии.
Существует и специальная биохимическая система защиты от чужеродных веществ (ксенобиотиков), обладающих токсическими, мутагенными или канцерогенными свойствами. Эта барьерно-химическая защита особенно сильна в печени: с помощью ее обезвреживается большая часть поступающих в организм ксенобиотиков.
Важным элементом этой защиты являются гемсодержащие белки цитохром Р-450. Эта группа белков названа так вследствие того, что в восстановленной форме она в комплексе с окисью углерода имеет спектр поглощения с максимумом при 450 нм или вблизи этой полосы. Цитохром Р-450 — это общее название серии гемпротеидов, относимых к классу гидроксилаз, т. е. белков, участвующих в гидроксилировании поступающих в клетку веществ (или образуемых в ней или в других клетках стероидов и некоторых других метаболитов). При функционировании этих гидроксилаз (их называют еще монооксигеназами, так как они осуществляют включение только одного атома кислорода) происходит транспорт электронов по сложной цепи переносчиков, в результате чего восстанавливаются ионы железа, входящие в комплекс субстрата с цитохромом Р-450. В результате Fe>3+ восстанавливается в Fe>2+, а затем к последнему присоединяется О>2. Тогда из внутриклеточной цепи переноса электронов "прибывает" еще один электрон, после чего координационно связанный кислород
Все исследованные до сих пор формы цитохрома Р-450 печени млекопитающих прочно связаны с мембранами эндоплазматического ретикулума (микросомами). Под влиянием различных ксенобиотиков концентрация этих белков резко возрастает. Такой процесс индукции происходит и под влиянием синтетических лекарств, также являющихся, как правило (к сожалению), чужеродными для организма. Например, после введения фенобарбитала гидроксилазная активность в печени возрастает примерно в 20 раз. Из важнейших свойств рассматриваемой биохимической системы отметим еще одно, касающееся механизмов ее действия, а именно превращение ксенобиотика из трудно в легко экскретируемую форму.
Как мы уже видели, такая работа сопровождается образованием
Рассматривая биологическую роль активных форм кислорода, мы подчеркнули и его участие в разрушении макрофагами бактерий. Таким образом, прослеживается практически одинаковая зависимость функционирования систем защиты от, казалось бы, столь разных факторов: химических чужеродных веществ или чужеродных бактерий.
Мы обсудили защитную функцию Р-450. Но драматический парадокс состоит в том, что Р-450 может не только обезвреживать потенциально канцерогенные вещества, но и катализировать их превращение в активные канцерогены. Например, 3-метилхолантрен, который содержится в выхлопных газах транспортных средств, индуцирует такую форму цитохрома Р-450, которая путем гидроксилирования этого полициклического углеводорода превращает его в сильный канцероген. Таким образом, мы опять приходим к парадоксальному заключению: защитная система оказывается и потенциально опасной, причем опасность эта скрытая.
