Доктор Avic

 

Gutta cavat lapidem non vi, sed saepe cadendo

Doctor Avic

Дoмoй Bвepx Содержание [Bвepx] [Иммунная система] [История Биотех] [Ронколейкин] [Беталейкин] [Хиральные молекулы] [Мой опыт] [Врачи о ронколейкине] [Пациенты о ронколейкине] [Вопросы - ответы] [Благодарность]

Bвepx

Хиральные молекулы или почему лучше принимать натуральные лекарства

       

Мне посчастливилось общаться с профессором Твердисловым Всеволодом Александровичем. Было это на лекции в Орловской академии государственной службы в 2008 году. Пожалуй, эта лекция была самой важной за три года моего обучения. Профессор Всеволод Александрович рассказал о простых вещах, которые нас окружают, но о которых мы очень и очень мало знаем.

В природе многие химические вещества встречаются в двух своих зеркальных изомерах: правом и левом. Хиральные молекулы зеркально симметричны, как левая и правая рука. Сам термин "хиральность" происходит от греческого слова "хирос" - рука.  С зеркальной симметрией предметов мы сталкиваемся постоянно. Стоит сравнить между собой левые и правые ладони. С одной стороны, они, безусловно, похожи. С другой - если вы попробуете мысленно совместить их в пространстве, вы поймете суть явления, называемого в естествознании хиральностью.

Оно заключается в невозможности совместить в пространстве молекулы, состоящие из одинаковых составляющих, которые расположены в разной пространственной ориентации по отношению к центральной молекуле. Практически это означает следующее: если по молекулярной формуле вещество одно, но это ещё не означает, что это правое и левое вещество обладают одинаковой биохимической активностью!

Явление молекулярной хиральности было открыто в середине XIX века великим микробиологом Луи Пастером (1822-1895). Он исследовал причину отложения солей винной кислоты (называемых "тартар") на стенках винных бочек. Пастер обнаружил, что при нагревании тартар теряет присущее ему свойство вращать плоскость поляризации света. Он заметил, что некоторые из них представляют собой зеркальное отражение других. Отделив кристаллы этих двух типов друг от друга, он обнаружил, что одни из них вращают плоскость поляризации света вправо, а другие - влево. Так было впервые показано, что одно и то же вещество может существовать в двух зеркальных формах с различными оптическими  и химическими свойствами.

Синоним хиральных молекул - энантиомеры, две структуры, имеющие те же детали и той же связи между частями, но не идентичны таким же образом, что левая рука и правая рука не идентичны. 

Почти все природные белки состоят только из левых аминокислот. Этот факт тем более удивляет, что при синтезе аминокислот в лабораторных условиях образуется примерно одинаковое число правых и левых молекул. Оказывается, этой особенностью обладают не только аминокислоты, но и многие другие важные для живых систем вещества, причем каждое имеет строго определенный знак зеркальной симметрии во всей биосфере. Например, сахара, входящие в состав многих нуклеотидов, а также нуклеиновых кислот ДНК и РНК, представлены в организме исключительно правыми D-молекулами.

Хотя физические и химические свойства "зеркальных антиподов" совпадают, их физиологическая активность в организмах различна: L-caxaра не усваиваются, L-фенилаланин в отличие от безвредных его D-молекул вызывает психические заболевания и т. д. 

Многие лекарства сделанные синтетическим путем, т.е методом химического синтеза получаются в итоге как "правые" так и "левые". В Англии, Германии и в других странах в 60 годы прошлого века при беременности применялся препарат толидамид (снотворное). Но через некоторое время врачи обнаружили массу различных уродств рожденных детей. Оказалось, что лекарство толидамид содержал всего 1,5% своей же "зеркальной примеси". Вот эти полтора процента и вызывали уродства.

В связи с эти возникает вопрос. Если многие лекарственные препараты, сделанные химическим синтезом и в последующем продаваемые в аптеках, то если в них присутсвуют хиральные изомеры, безвредны ли они? А главное, кто знает об этом, ибо ни на одной упаковке в аптеке вы не найдете фразы типа: "Не содержит правовращающего изомера" или "Проверено на наличие хирального изомера". Вот поэтому я не покупаю в аптеке витамины, сделанные синтетическим путем.

В настоящее время только около 15% всех синтезируемых фармпрепаратов представлены чистыми энантиомерами. Отражением данной тенденции стало появление в научной литературе последних лет термина chiral switch, что в менее лаконичном русском переводе по смыслу соответствует выражению «переключение на хиральные молекулы»[1].

После этой встречи с профессором Твердисловым я совсем по другому взглянул на весь ряд медикаментов. Сейчас я предпочитаю натуральные препараты, например,  растительного или животного происхождения, а также рекомбинантные препараты, ибо природа не продуцирует "вредных зеркальных" молекул. Если аминокислоты, то только левые, если сахара, то только правые. Рекомбинантный ронколейкин производится натуральной дрожжевой клеткой, поэтому он имеет только одну "правильную зеркальную" ориентацию. Ронколейкин - белок из 133 аминокислот с молекулярной массой 15,3 кДа, полностью соответствует нашему внутреннему (эндогенному) интерлейкину-2, поэтому практически не оказывает отрицательного воздействия на организм человека.


[1] Клиническое использование хиральных молекул как новое направление в кардиоваскулярной фармакотерапии. Л.Г. Воронков, д.м.н., профессор, Национальный научный центр «Институт кардиологии им. Н.Д. Стражеско» АМН Украины, г. Киев http://health-ua.com/articles/2219.html

 

Родился 7 января 1941 года в г. Москве. Физик, биофизик, доктор физ.-мат. наук. В 1964 году окончил кафедру биофизики Физического факультета МГУ им. Ломоносова. С 1989 года заведует кафедрой биофизики. 
В 1973 году защитил кандидатскую диссертацию “Параметрический насос и активный транспорт ионов в клетках”, в 1983 году - докторскую «Параметрические и структурные механизмы регуляции переноса ионов, молекул и молекулярных комплексов в мембранах». 
В.А.Твердислов - заслуженный профессор МГУ (1999), лауреат Ломоносовской премии (2001), член ученого совета физического факультета. В.А.Твердислов является заместителем председателя докторского диссертационного совета по биофизике, председателем кандидатского диссертационного совета по биофизике и экологии при МГУ, заместителем председателя методического совета «Концепции современного естествознания» Минобразования РФ. 

В.А.Твердислов - действительный член РАЕН (2001), почетный профессор Белградского университета, заслуженный деятель высшей школы ГДР, член редколлегии журнала «General Physiology and Biophysics». 

Научные интересы В.А.Твердислова связаны с биофизикой мембран. Часть его работ посвящена выяснению механизмов взаимодействия белков вируса гриппа, а также атерогенных и антиатерогенных липопротеидов плазмы крови с модельными липидными мембранами. 
Около 30 лет назад В.А.Твердислов высказал гипотезу, согласно которой возникновение характерных для живых клеток ионной и хиральной асимметрий связано с поверхностью мирового океана. Затем эта гипотеза была развита и экспериментально обоснована. Суть ее состоит в том, что асимметричное и неравновесное распределение катионов между первичной клеткой и средой а также хиральная асимметрия аминокислот и углеводов, характерные для биологических систем, возникли при спонтанном замыкании липидных пузырьков-везикул в «первичном бульоне» древнего океана в ходе образования аэрозолей, включавших морскую воду тонкой «холодной» поверхностной пленки. Показано, что в отсутствии термодинамического равновесия между раствором и воздухом поверхностный слой обогащается ионами калия, а также одним из энантиомеров рацемической смеси аминокислот.
     

 

Матрица-прародительница, энантиомеры (хиральные молекулы) и их фармокологическая эффективность

     

Есть такая теория возникновения видов - LUCA-теория. Эта теория объясняет происхождением от одного единого древнего организма «прародителя». Согласно теории каждый современный организм работает на идентичной матрице-прародительнице, появившейся когда-то. Неизвестно почему, но эта матрица выбралатолько L-левые аминокислоты и D-правые сахара. Других D-аминокислот и L-сахаров природа не признаёт и не создает, и, если не брать искусственно созданных человеком веществ, их в природе просто нет!

Термин «хиральность» возник более ста лет назад, но до сих пор остаются неясными многие вопросы. Так, до сих пор не выяснено, почему в живой природе существуют только энантиомеры одного типа, хотя энергетически оба типа эквивалентны. От вида хиральности одного и того же вещества зависят его оптическая активность, запах, токсичность и ряд других физических и химических свойств, поэтому изучение хиральности имеет широкий практической выход в фармацевтике и лечении ряда заболеваний.

Синтезируя в лаборатории новые вещества, можно получить примерно равное кол-во зеркальных L- и D- изомеров одной молекулы. Но каждый изомер проявляют свою физиологическую активность в организме по-разному. Например, L-сахара просто не усваиваются, а некоторые L-изомеры безвредных правых-R-молекул оказывают разрушительное действие на ткани и организм в целом.

С точки зрения фармакологии, получая химическим путем новое лекарственное вещество, мы одновременно получаем в смеси два разных зеркальных энантиомера (зеркального изомера или хиральную молекулу). Эта смесь содержит как полезные, так и вредные изомеры для нашего организма. Самое главное, что исследуя вновь созданное вещество, говоря о его позитивном влиянии на той или иной процесс, мы, как правило, забываем рассказать (или не знаем совсем) о негативном влиянии его зеркального изомера, присутствующего в химически чистом лекарстве.

Разделение одной кучки синтетического препарата по хиральности изомеров на две кучи L- и D-   – одна из важнейших проблем фармакологии на сегодня.

В 2001 года за разработку нового метода сепарации некоторых модифицированных молекул была получена Нобелевская премия. Одним из первых проверенных на безопасные изомеры лекарств был препарат L-DOPA для лечения болезни Паркинсона.

Зачастую мы пытаемся построить принципиально новую жизнь на основе аминокислот зеркальных антиподов к нашим привычным ДНК и не удивительно, что наряду с позитивным действием, мы зачастую получаем отрицательный результат, который как раз и объясняется примесью этого же вещества, но зеркального изомера в примеси лекарства.

Одна из самых дерзких задач для современной молекулярной генетики – создание «правильных» в историческом плане на основе матрице-прародительнице идентичных изомеров решена академиком Смирновым в российской лаборатории Санкт-Петербурга, лаборатории «Биотех».

Из почти 70 иммунопрепаратов, разрешенных Минздравом к применению в лечебной практике, только три - ронколейкин, беталейкин и интераль соответствуют по хиральности нашей матрице-прародительнице, и поэтому, как правило, оказывают только позитивное воздействие на наш организм.

Именно «правильная» хиральность этих препаратов объясняет тот большой спектр заболеваний, на который они оказывают серьёзное влияние, а в некоторых случаях являются единственными средствами в критической ситуации, которые возвращают жизнь человека, ибо в этом случае как никогда необходима тонкая и полная совместимость лекарства с «матрицей-прародительницей»!
     
       
         
         
         
         
Last modified: 03/30/16