В последнее время, использовав методы препаративной биохимии, белковой химии и физико-химических методов исследования, в отделе удалось сформировать и экспериментально подтвердить гипотезу о существовании ограниченного числа биокатализаторов, способных превращать определенные группы ксенобиотиков. Например, лекарственные препараты - аминопирин и фенобарбитал окисляются с помощью одного фермента, дебризохин и спартеин другого, а теофиллин - третьего.
Исходя из этого, разрабатываются методы оценки системы по способности окислять различные лекарства вполне определенными биокатализаторами ферментами. Это тем более важно, что индивидуальные отличия людей в способности окислять чужеродные соединения столь существенны, что широко применяемый метод средних величин здесь малоинформативен.
Представляется перспективным создание карты, в которую будут внесены данные о состоянии системы ферментов охраны внутренней среды организма. Карта, которая должна будет сопровождать человека всю жизнь.
Этот подход является основой и для индивидуальной дозировки лекарств, оценки взаимодействия нескольких лекарственных препаратов в организме, поиска и испытаний соединений, с помощью которых можно управлять этой системой. Комплексный метод оценки защитной системы перспективен и для профотбора людей для работы на предприятиях химической промышленности, слежения за состоянием здоровья работающих лиц. Важно это и клиницистам для оценки эффективности лечения (особенно при заболевании печени) и как диагностический тест.
Поэтому один из методов оценки состояния "химической" системы защиты, предложенный сотрудниками отдела, быстро нашел применение в клиниках мединститута, ИКЭМ а и в Новокузнецке.
Другое направление исследований - изучение механизмов окисления чужеродных соединений, то есть механизмов работы биокатализаторов.
Для этой цели используется значительный арсенал химических и биохимических методов и методов физического эксперимента в содружестве с институтами СО АН СССР - химической кинетики и горения, органической химии. Характерная черта этих работ - быстрое внедрение достижений в области фундаментальных исследований в практику. Например, с помощью метода ядерного магнитного резонанса совместно с Институтом химической кинетики и горения выяснены причины торможения окисления химических соединений некоторыми лекарствами, такими, как метирапон, циметидин, и сразу же стали ясны пути направленного синтеза таких препаратов. Кстати, это один из реальных путей продления действия лекарств.
Чисто экспериментальное исследование завершилось созданием химических соединений для продления действия лекарств. Это еще один способ увеличить срок действия фармакологических средств, а также один из эффективных способов борьбы с вредителями сельского хозяйства. Творческое содружество двух академий привело к созданию ряда приборов, необходимых для совместной исследовательской работы.
Природа старения - химическая
Продолжительность жизни, по мнению многих ученых, тем меньше, чем интенсивнее идет в организме обмен веществ. Эта обратная зависимость подтверждает интуитивное представление людей, далеких от биологии, но близких к технике, о сходстве старения живого организма с износом машин.
Мысль в целом верная, однако необходимо понимать сущность "биологического износа" и причину его необратимости.
Жизнь основана на химических процессах, поэтому и природа износа скорее всего химическая. Набор ферментов - катализаторов биохимических реакций, составляющих обмен веществ,- у каждого организма определен наследственностью, и по-видимому, допускает неограниченное его существование. Но параллельно с обменом веществ в организме проходят многие неферментативные реакции, вот они-то и повреждают химическое строение биомолекул и соединений, участвующих в обмене веществ, вносят помехи в работу генетического аппарата. Эти реакции служат как бы фоном для обмена веществ, но результатом их является накопление в организме поврежденного биологического материала - "шлаков".
помощью ферментных и иных систем организм избавляется от повреждений: одни биомолекулы восстанавливаются, другие "разбираются" на составные части (атомы), которые затем снова используются, а то, что невозможно использовать, выводится из организма (весь этот процесс называется самообновлением). И все-таки часть веществ, утративших свои биологические функции, остается в клетках или в межклеточном пространстве. С возрастом доля поврежденной биомассы непрерывно увеличивается, а это снижает функциональные возможности организма и постепенно приводит его к гибели. И чем интенсивнее идет обмен веществ, тем выше скорость накопления "шлаков".
Что можно противопоставить этому механизму старения? Очевидно, необходимо детально исследовать химизм неферментативных фоновых реакций, оказывающих наибольшее повреждающее действие, найти способы блокирования этих реакций и более полного выведения "шлаков" из организма. И на их основе разработать практические меры увеличения продолжительности жизни человека. Такие исследования уже ведутся, есть и определенные успехи на этом пути, что подтверждает правильность оценки старения как результат накопления биоповреждений.
Медицина
о некоторых особенностях асимметричных видов спорта
Спортсменов, длительное время занимающихся так называемыми асимметричными видами спорта (например, фехтованием, толканием ядра, теннисом), нередко подстерегает опасность:
может нарушиться гармония пропорций тела. Известно, что для того чтобы осанка оставалась нормальной, необходимо правильное соотношение тонической иннервации мышц. С этой целью используются упражнения не только статического, но и динамического характера, что способствует развитию мускулатуры и создает так называемый "мышечный корсет".
Для формирования симметрии и асимметрии в костно-суставном аппарате человека особенно важное значение имеют физические упражнения.
Например, у большинства людей сила правой руки больше левой. Но определенная группа упражнений дает возможность в равной мере развить и левую руку.
Врачебные наблюдения показывают, что при выполнении физических упражнений, направленных на деятельность лишь одной группы мышц или конечностей, нередко появляются уплотнения продольного свода нетолчковой стопы (у ядрометателей) или деформация мышц левой руки (у теннисистов).
Это особенно важно учитывать при назначении различного рода тренировочных упражнений и отягощении в спортивной тренировке детей. Спортивные медики стараются по возможности строго регламентировать статические нагрузки, а иногда количество их сводить к минимуму в общем объеме тренировок. Одним из профилактических мероприятий для устранения одностороннего развития мышц и конечностей служит рациональное сочетание нагрузки и отдыха. Хороший эффект дают занятия "внеклассными дисциплинами", плаванием, ходьбой на лыжах, босиком по песку, мелкой гальке и др.
Физические упражнения, выполняемые в ациклических движениях, по своей направленности подразделяются на силовые и скоростно-силовые. В первую группу включается тяжелая атлетика, где в процессе тренировки постепенно нарастает вес штанги. Во вторую - метание диска, копья, молота, толкание ядра. У штангистов главное в тренировке - развитие мышечной силы, мышцы увеличиваются в объеме, эти упражнения не требуют значительных изменений обмена веществ и больших энергетических затрат, выраженного усиления дыхания и кровообращения. Поэтому при специализации в силовых упражнениях обычно рекомендуется применять занятия и другими видами спорта - ходьбой и бегом по пересеченной местности, плаванием и др.
Но нередко еще бывают случаи нерационально построенных тренировок, когда возникают даже хронические поражения опорно-двигательного аппарата следствия, главным образом, чересчур больших нагрузок, "местного переутомления" или частых микротравм. Исследования, проведенные советскими учеными А. Гандельсманом и К. Смирновым, подтверждают дегенеративный и дистрофический характер подобных изменений, когда из-за больших нагрузок наступает расстройство трофизической иннервации и в результате появляются хронические поражения опорно-двигательного аппарата. У легкоатлетов это миоэнтезиты, паратенониты и периоститы. Например, у прыгунов из-за чрезмерных нагрузок на суставы и мыцш.ы ног часто возникают артрозы, бурситы, переартриты - нарушается естественная легкость движений, возникают боли.
При рентгенологическом исследовании обнаруживаются признаки остеоартроза, остеохондроза, остеохондропатии.
А у гимнастов, теннисистов, боксеров иногда возникают артрозы суставов верхних конечностей.
Профилактика хронических поражений опорно-двигательного аппарата лучше всего обеспечивается правильным нормированием нагрузки при физических упражнениях, соблюдением рациональных условий методики занятий (хорошей разминкой и др.). Опасность появления хронических поражений возникает часто и из-за несоответствия физических нагрузок возрасту спортсмена (например, остеоартрозы шейного отдела позвоночника у ядро- и копьеметателей молодого возраста, начинавших интенсивную тренировку еще до полного созревания организма).
