Журнал "Здоровье" №4 (100) 1963

Биологическая наука — медицине

Вице-президент Академии медицинских наук СССР профессор С. Р. Мардашев

На протяжении всей истории медицина была тесно связана с биологической наукой, опиралась на ее достижения. Успехи в хирургии, в борьбе с инфекционными болезнями, производстве антибиотиков стали возможны благодаря исследованиям микробиологов и биохимиков. Без преувеличения можно сказать, что развитие медицины обусловлено бурным прогрессом всех отраслей науки и в первую очередь биологии.

Исключительно большое значение имеет январское Постановление Центрального Комитета Коммунистической партии и Совета Министров СССР «О мерах по дальнейшему развитию биологической науки и укреплению ее связи с практикой». Оно открывает новые широкие горизонты перед медициной и здравоохранением.

Очень много проблем объединяют медицину и биологию. Важнейшие из них — это обмен веществ и энергии в организме, способы управления процессами обмена, строение и функции клетки, белков, нуклеиновых кислот, поиски новых лекарственных препаратов.

В организме человека происходят одновременно тысячи химических реакций, разрушается и вновь создается множество простых и сложных химических соединений. Эта реакции протекают с огромными скоростями. Например, в нашем теле каждую секунду разрушается и вновь создается три миллиона красных кровяных телец-эритроцитов. Такие важнейшие функции, как пищеварение, раздражимость, движение, рост и размножение связаны с химическими превращениями в организме белковых веществ. Вот почему обмен белков и нуклеиновых кислот, их строение и функции привлекают такое пристальное внимание биологов, врачей, химиков, физиков.

Недавно ученые обнаружили интересный факт. Оказалось, что дезоксирибонуклеиновая кислота, выделенная из клеток печени и введенная в организм, регулирует содержание холестерина в крови, влияет на холестериновый обмен. На основании этих наблюдений ученые высказали предположение, что в возникновении болезней сердечно-сосудистой системы важную, а может быть, и основную роль играют нарушения белкового обмена в организме.

Исследованием нуклеиновых кислот, которые входят в состав всех без исключения живых организмов, заняты тысячи ученых многих стран мира. И это не удивительно. Как выяснилось, нуклеиновые кислоты имеют самое непосредственное отношение к размножению живых организмов, изменчивости и наследственности.

В 1961-62 годах в науке произошло важное событие, значение которого для биологии и медицины трудно переоценить. Ученые открыли так называемый биохимический код, определяющий специфичность биологического синтеза белков в организме.

Давно было известно, что нуклеиновые кислоты играют важную роль в синтезе белка. Однако механизм, при помощи которого нуклеиновые кислоты участвуют в построении белковой молекулы, оставался нерасшифрованным.

В нашем организме десятки тысяч разнообразнейших белков, каждый из которых выполняет свои специфические функции. Очевидно, что различие в функциях белков определяется различием в их строении. Между тем все белки построены из одинаковых «кирпичиков» — аминокислот, число которых немногим превышает два десятка. Но этого количества вполне достаточно, чтобы получить огромное разнообразие белков. Мы знаем, например, что наш алфавит состоит из 32 букв и что все богатство слов в русском языке определяется тем, в каком порядке и сколько сочетается букв.

И вот ученым удалось выяснить, что нуклеиновые кислоты — дезоксирибонуклеиновая и рибонуклеиновая (ДНК и РНК) — хранят и передают соответствующую информацию к местам клеточного синтеза белка. Здесь в строгом соответствия с полученной информацией аминокислоты соединяются в определенной последовательности, образуя молекулу белка, выполняющего специфическую функцию в организме (например, гормона поджелудочной железы — инсулина или фермента желудочного сока — пепсина). Сейчас получены экспериментальные данные, которые показывают, что строение нуклеиновых кислот обусловливает последовательность включения именно определенной аминокислоты в белковую молекулу. Эти данные легли в основу расшифровки биохимического кода.

Хранителем наследственной информации является ДНК клетки. Если эта информация, передаваемая через ДНК, оказывается неправильной, тогда происходит «извращение» синтеза белка и вместо обычных белковых молекул появляются такие, которые не могут обеспечить нормальные функции организма. Возникает болезнь. Значит, чтобы устранить болезнь, надо восстановить информацию в нарушенном звене и, по-видимому, вводить в организм необходимые нуклеиновые кислоты или другие вещества, способствующие этому восстановлению.

В настоящее время специалисты самых различных отраслей знаний исследуют строение и функции белка и нуклеиновых кислот. Эти работы помогут вооружить врачей в борьбе против вирусных инфекций, к которым относятся не только грипп, полиомиелит, но и, как полагают некоторые ученые, злокачественные опухоли. Ведь вирусная природа некоторых форм рака у животных доказана. А вирус представляет собой сложный белок, состоящий из нуклеиновой кислоты и простого белка; причем носителем болезненного начала является нуклеиновая кислота.

В аналитической ультрацентрифуге при скорости вращения 60000 оборотов в минуту проверяется чистота вновь полученного фермента. Диаграммы свидетельствуют о высокой степени чистоты фермента. Теперь можно исследовать его строение и свойства

ЦК КПСС и Совет Министров СССР поставили перед учеными задачу разработать теоретические основы и практические мероприятия для повышения долголетия людей и их работоспособности. Одним из важнейших условий долгой и творческой жизни является правильно организованное рациональное питание населения всех возрастов и профессий.

Пища обеспечивает все материальные и энергетические потребности организма. Разнообразие продуктов страхует человека от отсутствия недостаточно учтенных или еще не открытых, но существенно важных элементов питания, необходимых для правильного обмена веществ. Вот почему, составляя свой рацион, нельзя руководствоваться только вкусовыми ощущениями. Например, нельзя пренебрегать хлебом из муки грубого помола, непервосортным рисом и другими подобными продуктами, так как они богаты витамином В₁ в противном случае необходимо добавлять витамин В₁ к высокоочищенным продуктам.

В пищевом рационе обязательно должны быть растительные масла. В них содержится большое количество незаменимых для человека многократно ненасыщенных жирных кислот, а также фосфатидов, фитостеринов и других компонентов, определяющих биологическую ценность растительных масел.

В Постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР указывается, в частности, что обмен веществ и энергии в организмах и способы управления обменом являются одной из основных проблем биологии. Достижения в этой области приведут к успехам практической медицины.

В биохимических реакциях обмена веществ особая роль принадлежит ферментам, этим важнейшим катализаторам живой природы. Ферменты, как известно, являются простыми или сложными белками. В организме обнаружены сотни ферментов, каждый из которых ускоряет течение определенных химических превращений веществ.

Исследования показывают, что нарушение активности отдельных ферментов наблюдается при любом заболевании. Характерно также, что большинство лекарственных веществ влияет на организм человека благодаря действию на ферменты. Изменяя активность ферментов, лекарственные вещества нормализуют нарушенные процессы обмена веществ.

Чем глубже проникает биохимия в познание сущности действия ферментов, тем большие возможности открываются в создании новых высокоэффективных биохимических препаратов. Вот почему в наше время химики, синтезирующие новые лекарственные средства, и фармакологи, исследующие их действие на организм, работают в тесном контакте с биохимиками, изучающими химическую основу процессов жизнедеятельности.

Интересно отметить, что многие заболевания характеризуются изменениями содержания ферментов не только в тканях, но и в крови. Так, при инфаркте миокарда наблюдается резкое увеличение содержания трансаминаз — ферментов, переносящих аминогруппы аминокислот; при острых заболеваниях печени и раке предстательной железы в десятки раз нарастает количество альдолазы — фермента, расщепляющего глюкозу и фруктозу; при отравлении некоторыми химикатами почти полностью подавляется активность холинэстеразы, расщепляющей ацетилхолин, который выполняет роль передатчика нервного возбуждения. Отсюда понятно, почему определение активности различных ферментов в организме приобретает все большее значение для диагностики заболеваний.

В Академии медицинских наук СССР в настоящее время разрабатываются специальные методы определения активности отдельных ферментов в организме человека. Уже существует система микроэкспрессметодов, позволяющая в короткий срок определить более десяти биохимических показателей в ничтожном количестве крови. Этими методами скоро овладеют врачи, тогда больные будут избавлены от малоприятной процедуры — взятия крови из вены. Препараты ферментов находят широкое применение в лечении ран, болезней органов пищеварения и т. д.

Физика, химия, математика и техника сегодняшнего дня имеют огромные достижения, многие из которых уже используются в медицине. Они дали хирургу трубки различного диаметра из полимеров, которыми можно заменять поврежденные кровеносные сосуды, аппараты искусственного дыхания и кровообращения, позволяющие успешно проводить сложнейшие операции на сердце. Разрабатываются и внедряются новые усовершенствованные аппараты и электронносчетные устройства, помогающие врачу в диагностике и лечении ряда заболеваний. Глубокие физиологические исследования немыслимы без современных достижений биологии, физики, химии, кибернетики. И речь идет не только об использовании в медицине новых физических и химических аппаратов, но и о совершенно новых концепциях, новых методологических подходах к решению важнейших проблем медицинской науки и практики.

Развитие всего комплекса биологических наук, намеченное Программой Коммунистической партии Советского Союза, январским Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР, несомненно окажет плодотворное влияние на медицину и здравоохранение.