Юрин - Основы ксенобиологии - 2001 (947302), страница 5
Текст из файла (страница 5)
п. в живых системах на разных уровнях их организации (мембранном, клеточном, органном и т. д.). Глава 2. БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ КСВНОИИОТИКОВ Из предыдущей главы становится очевидно, что все ксенобиотики в разной степени обладают способностью воздействовать на живую материю, т. е. проявляют биологическую активность. Однако наши знания о возможных последствиях такого воздействия ограничены и явно недостаточны для оптимального существования человека в мире, ибо человек живет в окружении, насыщенном такими биологически активными веществами, с которыми ои в процессе своей эволюции вообще не встречался.
Возник значительный разрыв между высокой способносп ю современной цивилизации создавать новый химический потенциал планеты и ограниченными возможностями человека и биосферы в целом воспринимать действия этого потенциала с достаточной эффективностью и без серьезньгх отрицательньгх последствий. Вследствие этого, с одной стороны, человек из-за незнания биологической активности подавляющего большинства соединений неполно использует свои возможносги для извлечения из огромного количества химической продукции новых эффективных регуляторов нормальных и патологических процессов организма и даже целых популяций. С другой стороны, создается такая комбинаторика различных химических воздействий на человека и природу в целом, чго предсказать отрицательные воздействия в полном объеме без тщательно организованной системы знаний об их влиянии на живые системы вообще не представляется возможным.
2.1. Краткая история развития знаний о биологически активных веществах Интересно остановиться на историческом экскурсе развития наших знаний о биологической активности веществ. В этом процессе выделяют несколько периодов и этапов.
Первый период — освоение новых природных источников биолоеически активных веществ предками человека (период до завершения формирования второй сигнальной системы). Он занимает около 600- 800 тыс. лет н распространяется до появления человека разумного. События этого периода могут быть охарактеризованы в рамках понятий биологической эволюции.
В первом периоде, таким образом, отсутствовала письменная традиция, биологически активные вещества использовались прежде всего как пища: накопление и передача знаний осуществлялись в пределах узких групп. Второй период — первичное накопление знаний о биолоеически активных веществах человеком разумным (период доминирования мифологического мышления) относится к истории человека: от первых сообществ человека разумного до античного мира (40-2,5 тыс.
лет до н. э.). Реальное накопление знаний о биологической активности веществ осуществляется, как и в предыдущем периоде, в основном путем случайной выборки илн «проб на зуб». Однако добавляемые сведения осознаются посредством мышления и передаются с помощью устной, а далее н письменной речи. Этот период включает два этапа: первый — до новых разделений труда; второй этап — начало профессионализма в передаче знаний о биологически активных вешествах.
В этом периоде появляется письменность, формируются преемственные труппы людей, добывающие, храняпше и передающие знания о биологически активных веществах, активно развиваются технологии получения новых веществ. Накопление эмпирических сведений, как правило, — удел узкой кастовой труппы. Третий период: от античных времен до современности. Для него характерно все возрастающее доминирование логического мышления, стремление к систематизации знаний о биологически активных веществах, совершенствование письменной традиции передачи знаний, развитие экспериментальных и теоретических способов поиска и определения биологической активности, постоянное увеличение числа задач, для решения которых применяются биологически активные вещества.
Этот период можно подразделить на четыре этапа: первый — становление системы знаний о биологически активных веществах; второй— слияние химии и медицины; третий — формирование фармакологии на основе достижений химии, биологии, медицины; четвертый — современные биотехнологии и ЭВМ в сфере поиска и создания новых биологически активных веществ.
На первом этапе систематизируются достигнутые ранее знания, предпринимаются отдельные попытки ввести экспериментальные модели для определения биологически активных веществ, получение новых активностей конструированием смесей в соответствии с опытом и умозрительными концепциями. Основной целью поиска новых биологически активных веществ является создание лекарств.
Этот этап завершается в первой половине ХЪЧ в. 23 На втором этапе (начало его совпадает с обращением алхимии к проблемам создания разнообразных панацей и лекарств) возрастает осознанный поиск новых химических вешеств с заданными свойствами и проводится их испытание на биологическую активность. Основная цель — создание лекарств. Третий этап проходит под знаком возрастающего прогресса химии: неорганической, потом органической и биоорганической. Создается мощный арсенал новых химических соединений, в т. ч.
и не существовавших в природе. Их получение и синтез происходят на основе все более строгих концепций, с использованием различных методов. Разрабатываются количественные, экспериментально доказанные концепции различных видов биологической активности. Постоянно расширяется сфера применения биологически активных веществ: фармакология, сельское хозяйство, пищева» промышленность, парфюмерия и т. д. Создаются системы экспериментальных моделей для испытания веществ на биологическую активность, совершенствуются приемы использования моделей для определения разных видов активностей, развивается конструирование молекул с заданным видом биологической активности на основе научных концепций. Четвертый этап — промежуток с 1950-х гг.
до настояшего времени. С начала 50-х гг. происходит стремительное накопление знаний о молекулярном строении основных компонентов живого. Разрабатываются методы синтеза белков и нуклеиновых кислот. Успехи молекулярной биологии и молекулярной генетики, развитие технологий генной, клеточной и биохимической инженерии способствовали созданию совершенно новой концепции в понимании механизма действия биологически активных веществ, в их химическом и биоинженерном синтезе.
Открылись принципиально новые возможности для конструирования молекул с заданной структурой и биологической активностью. Увеличилась эффективность поиска и создания веществ с определенными видами биологической активности на основе научных концепций. 2.2. Основные представления о биологической активности ксенобиотиков Живой организм — упорядоченная во времени и пространстве система взаимосогласованных химических реакций, совокупное течение которых обеспечивает устойчивое поддержание и развитие системы в направлении ее дублирования и воспроизводства. Для организмов характерно множество протекающих химических реакций, разнообразие физико-химических и структурных свойств веществ, как попадающих, так и слагающих организм.
Это создает предпосылку того, что и чужеродные для данного организма вещества обладают способностью воздействовать на живую материю: на ее молекулярные компоненты, молекулярно-мембранные и биохимические процессы, физиологические и психологические проявления жизнедеятельности. При этом биологическое действие веществ может быть ограничено любым из уровней и не проявляться на функциональном уровне организма в целом. Организм — химическая «машина», причем многообразие химических соединений в организме обусловливает возможность его реакции практически с любым ксенобиотиком, попадающим в организм.
Свойство живых систем быть реакционно способным по отношению к любому ксенобиотику приводит к тому, что все химические соединения обладают биологической активностью. Организм в свою очередь не остается безучастным к появлению чужеродного химического соединения, которое независимо от его биологической активности либо используется для своих нужд, либо выводится из него, либо остается в организме чужеродным, что в последнем случае вызывает более глубокую физиологическую реакцию. Принцип реакции живой материи на ксенобиотик состоит в том, что попадание в организм даже одной молекулы вызывает его ответную реакцию; тип и величина реакции определяются свойствами ксенобиотика, его концентрацией и биологической мишенью. Данный принцип, который кратко может быть охарактеризован как попадание-реакция, означает, что любое проявление биологической активности ксенобиотика связано с его способностью пройти пуп от внешней среды до мишени, связаться с ней и вызвать ее реакцию.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
