Компоненты этой защитной системы были обнаружены примерно двадцать пять лет назад, срок для науки небольшой, но довольно быстро было установлено, что они присутствуют в клетках легких, кишечника, кожи, почек, печени, то есть в местах контакта с проникающими в организм чужеродными соединениями. Следовательно, система эта предназначена для охраны внутренней среды организма. Открытие этой защитной системы организма послужило толчком к исследованию ее основных характеристик, биохимических превращений чужеродных соединений, влияния этих превращений на нормальное протекание биохимических реакций в клетках.
Проблемами превращения ксенобиотиков в организме человека и экспериментальных животных в ИКЭМ СО АМН СССР занимается уже 15 лет отдел физиологии и патологии клетки.
Одно из основных направлений - разработка методов оценки защитной системы, ее способности окислять попадающие в организм химические соединения.
Первоначальная уверенность исследователей в том, что в окислении ксенобиотиков принимает участие только один биокатализатор, сменилась "пессимистической" гипотезой о существовании целого "семейства" ферментов, каждый из которых предназначен для окисления одного химического соединения.
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).
В практике физкультурных диспансеров для снятия местных мышечных перегрузок применяются механические и температурные воздействия.
Механическое воздействие включает физические упражнения и массаж. Чаще всего это упражнения на длительные расслабления мышц, находившихся в состоянии длительного тонического напряжения и перегрузки, с коротким периодом сокращения. Нагрузки же с длительным тоническим напряжением даются на мышцы-антагонисты.
Пораженные мышцы не должны находиться в состоянии максимального напряжения. Комплекс физических упражнений всегда должен учитывать специализацию спортсмена и его индивидуальные особенности. Например, особенности мышечных поражений у лыжников зависят от роста: при высоком росте боли локализуются в пояснице и передней группе мышц бедра, при невысоком - в ногах.
Для профилактики и реабилитации мышечных поражений у спортсменов эффективен сухой жар - сауна. Для каждого вида патологии рекомендовано оптимальное время пребывания в сауне. Практика показала, что 4-, 5-, 6-минутные сеансы при температуре плюс 95-105 градусов С согревают мышцы и нормализуют их обмен. В последние годы у нас в стране разработана методика дробного пребывания в сауне: трехразовые сеансы в течение четырех минут с четырехминутными интервалами отдыха и применение массажа сразу после сауны.
"Факторы риска"
и лишний вес
Люди, заботящиеся о своем здоровье, стараются поддерживать нормальный вес тела. А что это такое? Существуют разные точки зрения: одни считают, что нормальный вес соответствует росту (в сантиметрах) без цифры 100. Например, при росте 1 м 70 см вес должен быть 70 кг, а при росте 1 м 80 см - 80 кг. Многие, в основном спортсмены, доказывают, что вес тела нормальный, когда полностью отсутствует жировая прослойка. Известны и другие "мерки": при одинаковом росте женщина может весить на 5-6 кг * больше, чем мужчина, а пожилой человек - больше, чем молодой. Иными словами само понятие о норме в этом случае несколько расплывчато. Но то, что следить за весом можно, сомнений не вызывает.
Еще раз это подтвердили исследования, недавно проведенные сотрудниками Института профилактической кардиологии Всесоюзного кардиологического научного центра АМН СССР (Москва) и сотрудниками НИИ физиологии и патологии сердечно-сосудистой системы имени 3. Янушкевичюса (Каунас). Они установили, что существует закономерная связь между изменением веса и "факторами риска", то есть теми факторами, которые могут привести к сердечно-сосудистым заболеваниям. Ведь не случайно большая часть рекомендаций врачей по профилактике ишемической болезни сердца - диета, повышенная физическая активность - прямо или косвенно направлены на снижение веса тела.
При профилактическом обследовании измеряли рост, вес, артериальное давление, содержание холестерина в крови и другие параметры у 6109 мужчин в возрасте от 45 до 59 лет. Проводя анализ данных, исследователи учитывали не сам вес тела, а усредненный индекс - вес, поделенный на рост в квадрате. Например, для человека ростом 1,70 м и весом 70 кг этот индекс равен 24. Если вес тела находится в предолгах нормы, то индекс колеблется от 22 до 24 единиц.
В этой группе были мужчины с разным весом и соответственно с разными индексами - от 20 до 35. Усреднив показатели, ученые установили, что при значениях индекса больших, чем 24, существует зависимость, близкая к линейной: чем больше индекс веса тела, тем больше артериальное давление и тем больше содержание холестерина в крови. При росте 1,70 м прибавление всего 2 кг (вес 72 кг вместо нормы 70 кг) соответствует увеличению индекса на единицу - вместо 24 он делается равным 25, при этом артериальное давление увеличивается в среднем почти на 22 мм рт. ст.
В течение 2 лет повторно обследовалась большая группа (около 2000) мужчин, не применявших лекарственные средства, снижающие давление. Это позволило проследить, как влияют на "факторы риска" колебания в весе.
Когда вес тела в течение двух лет все время понижался, артериальное давление и содержание холестерина в крови уменьшались и достигали некоторого стабильного значения. Наоборот, непрерывная прибавка в весе, как правило, вела к повышению давления и росту содержания холестерина.
В проведенном обследовании не были учтены многие важные факторы, такие, например, как питание, наследственная предрасположенность, физическая нагрузка. Тем не менее ученые считают, что при оценке здоровья населения найденная ими количественная зависимость поможет прогнозировать изменение уровня "факторов риска", исходя из такого наглядного показателя, как колебания веса.
Изгнание беса из бутылки
Свежий виноград - прекрасный продукт. По красоте, разнообразию форм, величине и окраске виноградная гроздь среди других плодов не имеет себе равных. Ягоды обладают ценными лечебными, вкусовыми и пищевыми свойствами, в них содержатся органические кислоты, дубильные вещества, аминокислоты, микроэлементы, витамины, ферменты.
Но виноград - продукт скоропортящийся, кожица у него нежная, в мякоти велико содержание воды. Ягоды быстро отдают влагу окружающей среде, легко повреждаются различного рода .микроорганизмами. Холодильные камеры позволяют увеличить срок хранения урожая, но ценность винограда при этом снижается, так как в результате дыхания ягод в них неизбежно падает содержание органических кислот и витаминов. Что же делать? Как сохранить урожай, сократив до минимума потери ценных веществ?
Значительная часть винограда, больше чем сегодня, пойдет на производство соков. Но это не решает всех проблем. Потребность организма в виноградном соке ограничена. Он слишком сладок, им не утолишь жажду, так как в нем содержится много легкоусвояемых Сахаров - глюкозы и фруктозы.
Если пить сок чрезмерными дозами, суточное потребление сахара выйдет за пределы норм рационального питания (1 литр сока-это четверть килограмма сахара).