XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Наше тело, как все живое, имеет свою клеточную структуру, и, пока на этом уровне все хорошо, мы здоровы и молоды. Но, как только в клетках происходят нарушения, наступает болезнь, старость, смерть. Чтобы не допустить проявления заболеваний и продлить человеку жизнь, существуют пептиды - мощные биорегуляторы, что делает возможным их применение в лечебных целях, т.к. под их влиянием протекают многие процессы.

Организм человека постоянно синтезирует и поддерживает определенный, функционально необходимый уровень пептидов. Известно большое количество разных пептидов высокой физиологической активности, которые можно поделить на несколько групп:

1. Пептиды, обладающие гормональной активностью (глюкагон – гормон, функцией которого является увеличение уровня глюкозы в крови, вазопрессин - гормон задней доли гипофиза, обладает сосудосуживающим действием);

2.Низкомолекулярные пептиды, регулирующие процессы переваривания (гастрин - является маркером злокачественных процессов в желудке, секретин - гормон, который стимулирует работу поджелудочной железы и нейтрализует соляную кислоту);

3. Пептиды, которые регулируют артериальное давление и тонус сосудов (брадикинин -обладает сосудорасширяющим эффектом, кальцитонин -гормон паращитовидных желез, участвует в регуляции кальций - фосфорного обмена);

4. Нейропептиды, регулирующие высшую нервную деятельность, связанные с механизмами памяти, возникновением чувства страха и др.;

5. Пептиды, регулирующие аппетит (эндорфины - выполняют функцию уменьшения боли и влияют на эмоциональное состояние человека, лептин -подавляет аппетит, а также нормализует энергетический обмен в организме ).

Рассмотрим некоторые группами пептидов подробнее.

Энкефали́ны - нейропептиды, которые обладают опиатным действием. Различают лей-энкефалин (Tyr—Gly—Gly—Phe—Leu) и мет-энкефалин (Tyr—Gly—Gly—Phe—Met). Чаще всего продуцируются в центральной нервной системе. Оказывают болеутоляющий и успокаивающий эффект, принимают участие в формировании эмоциональной составляющей, обладают антистрессовым действием. Из-за своих свойств относятся к анестезирующим анальгетикам.

Нейропептиды осуществляют контроль над воспроизведением сигнальных молекул, а также за естественной, запрограммированной гибелью клетки-апоптоза. Такие регуляторные механизмы способствуют взаимодействию сложных и часто разнонаправленных молекулярно-биохимических реакций, уравновешивая их баланс. Также существенная роль принадлежит эндогенным регуляторам функций центральной нервной системы - нейропептидам. Они представляют собой молекулы (короткие цепи аминокислот) образованные из более крупных белковых молекул - предшественников. Однако в некоторых биологически активных пептидах могут содержаться либо необычные аминокислоты, либо существовать необычные связи между аминокислотами, не встречающиеся в белках. Нейропептиды «живут» пару секунд, но действие их оказывается в течение нескольких часов [3].

Структура нейропептидов обладает особенностью, которая заключается в наличие нескольких групп связывания лигандов, предназначенных для разных клеточных рецепторов. Это одно из молекулярных объяснений характерной им многофункциональности. Физиологическая активность нейропептидов во много раз превышает аналогичное действие не пептидных соединений. В зависимости от места их высвобождения нейропептиды могут выступать в роли медиатора, передавать сигнал от одной клетки к другой, изменять реактивность определенных групп нейронов, стимулировать или тормозить выброс гормонов, регулировать тканевый метаболизм или выполнять функцию эффекторных физиологически активных агентов (вазомоторную, Na⁺-уретическую и другие функции регуляции). Многие нейропептиды оказывают выраженные нейротрофические ростовые свойства, а именно:
-влияют на текучесть синаптических мембран;
-модулируют рецепторные функции, влияя на процессы фосфорилирования белков;
-тормозят активацию микроглии и избыточный синтез нейротоксичных цитокинов и лигандов к NMDA-рецепторам;
-обладают самостоятельным нейротрофическим эффектом [2].

Поиск новых эффективных препаратов с нейротрофическими и модуляторными свойствами сохраняет актуальность. Ведутся исследования по созданию препаратов, являющихся продуктами гидролитического расщепления белковых структур головного мозга животных, активную фракцию которых составляют эндогенные пептиды-регуляторы.

Эндорфины — группа полипептидных химических соединений, по структуре сходные с опиатами (морфиноподобными соединениями), которые естественным путем вырабатываются в нейронах головного мозга и обладают мощным обезболивающим действием (связывая рецептор определенных клеток мозга), в несколько тысяч раз превышающим эффект от морфина, также участвуют в регуляции эмоциональных ответов.
Эндорфины синтезируются преимущественно в гипофизе и образуются из вырабатываемого в нём вещества — β-липотрофина (beta-lipotrophin); считается, что он контролирует деятельность эндокринных желез в организме человека. β-эндорфины первыми реагируют на воспалительные процессы в организме [1]. Выработка эндорфинов увеличивается в ответ на стресс с целью уменьшения болевых ощущений. Считается, что эндорфины продуцируются в организме солдат во время сражения, тем самым позволяют им до определённой степени игнорировать боль. Существует мнение, что эндорфины являются «гормонами радости», но оно не имеет научно доказанного основания.

Все клетки организма постоянно синтезируют и поддерживают определенный, функционально необходимый уровень пептидов. Когда происходит сбой в работе клеток, нарушается и биосинтез пептидов (в организме в целом или в отдельных его органах) - либо усиливается, либо ослабевает. Такие колебания возникают, например, при состоянии предболезни и/или болезни – когда организм включает повышенную защиту от нарушения функционального баланса. Таким образом, для нормализации процессов необходимо введение пептидов, благодаря чему организм включает механизм самовосстановления. Ярким примером этого является использование инсулина (пептидный гормон) в лечении сахарного диабета.

Также необходимо помнить о том, что дефицит пептидов, развивающийся с возрастом и при патологии, существенно ускоряет износ тканей и старение организма. Многолетнее изучение и применение пептидных препаратов показало их высокую эффективность у пациентов различных возрастных групп. Любому человеку 35-60 лет достаточно двух курсов пептидов в год, чтобы поддерживать жизненно-важные функции своего организма.

Итак, присутствующие в мозге физиологически активные пептиды имеют свою узкую специализацию и выполняют важную роль в регуляции функций ЦНС, нейтрализуют воздействие разных гормонов и снижают нагрузку на внутренние органы. Они защищают организм от попадания токсинов, принимают участие в процессе регенерации клеток и тканей. Функции пептидов в организме так обширны, что исследования идут до сих пор, ежегодно даря ученым очередные удивительные открытия.

Список литературы

Габбясова Ю.Р., Третьяков Д.А., Плетень А.П. Пептиды головного мозга (обзор)/Ю.Р. Габбясова, Д.А. Третьяков, А.П. Плетень//Новая наука: современное состояние и пути развития. – Т 3. - №3. - 2017. - С.36-41

Канунникова Н.П. Нейропротекторные свойства нейропептидов/Н.П. Канунникова//Журнал Гродненского государственного медицинского университета. – Т 15(5). – 2017. – С.492-496

Марри Р. Биохимия человека: В 2-х томах. Т. 1. Пер. с англ./Р. Марри, Д. Греннер, П. Мейес, В. Родуэлл. — М.: Мир, 1993. - 384 с.