загрузка...

Эффекты сверхмалых доз

  • 16.06.2010 / Просмотров: 9119
    //Тэги: Гордон   человек  

    С точки зрения классической теории биологической активности веществ зависимость «доза-эффект» должна иметь вид кривой, монотонно возрастающей от нуля до некоторого максимума, после которого наступают опасные последствия передозировки. О втором пике активности действия химических веществ в сверхмалых дозах - биолог Елена Бурлакова.

загрузка...







загрузка...

Для хранения и проигрывания видео используется сторонний видеохостинг, в основном rutube.ru. Поэтому администрация сайта не может контролировать скорость его работы и рекламу в видео. Если у вас тормозит онлайн-видео, нажмите паузу, дождитесь, пока серая полоска загрузки содержимого уедет на некоторое расстояние вправо, после чего нажмите "старт". У вас начнётся проигрывание уже скачанного куска видео. Подробнее

Если вам пишется, что видео заблокировано, кликните по ролику - вы попадёте на сайт видеохостинга, где сможете посмотреть этот же ролик. Если вам пишется что ролик удалён, напишите нам в комментариях об этом.


Расшифровка передачи


Александр Гордон. …попросил одного моего зна-
комого, который занимался наукой в тот момент, объ-
яснить мне, в чем скандальность этой публикации. Он
сказал: «Ну, представь себе, что ты берешь ключ от ма-
шины, опускаешь его в Темзу в районе, скажем, моста
Александра Великого. А потом в другом месте Темзы
берешь пипеткой каплю воды и с помощью этой капли
открываешь машину, поскольку информация об этом
ключе сохранилась».
Елена Бурлакова. Он и сейчас продолжает настаи-
вать. Но то, что делает сейчас Бенвенисто – это уже
как небо и земля, он теперь говорит о том, что будет
передавать лекарства людям через Интернет. Вот уж
именно: «Темза и ключ». Но скандальность этой рабо-
ты была в другом. Поначалу Бенвенисто был класси-
ческим биохимиком, потом начал совместную работу с
гомеопатами, а через какое-то время опубликовал по-
лученные данные без них, и они на него очень силь-
но обиделись. Вообще-то он был очень успешный био-
химик, это тоже надо понимать, – человек не полезет
просто так в петлю.
Александр Гордон. И не опубликует просто так материалы в
«Nature»…
Елена Бурлакова. «Nature»-то проверял результаты перед публи-
кацией 6 раз, а потом все равно отказался от напеча-
танного, что было весьма глупо. Дело вот в чем – так
как вы не знаете истинного механизма, эффект может
зависеть от того, каковы изначальные координаты для
вашего случая. А он тоже этого не знал. И у него были
некоторые случаи, когда ничего не получалось.
Александр Гордон. То есть повторяемости не было.
Елена Бурлакова. Просто иногда не получалось, иногда получа-
лось. Но если иногда получается, значит, что-то все-та-
ки есть. Если женщина один раз родит крокодила, не-
обязательно, чтобы была повторяемость, главное, что-
бы это видело много народу.
Александр Гордон. И все-таки вернемся к нашей теме. Сверхмалые
дозы – что это?
Елена Бурлакова. Можно дать объяснение такого порядка – это
те дозы, начиная с которых, современная биохимия,
современная наука не может объяснить их действие.
Но мы можем определить немножко по-другому. Это
те случаи, когда у вас число молекул химического ве-
щества на клетку становится меньше единицы. Или
можно сказать так: это дозы, когда прежде работавшие
объяснения не проходят. Поэтому на самом деле – это
тот мир таинственности, который требует новых объяс-
нений, принципиально новых, потому что для концен-
трации 10 в минус 8-ой моля есть прекрасное объяс-
нение: 10 в минус 11-ой – тоже есть объяснение, хотя
здесь с этим уже не так просто. А вот минус 12-ть, 13-
ть, 15-ть…
А если вы еще присоедините гомеопатию к этому
классу явлений, то окажетесь в тяжелом положении,
потому что придется либо говорить, что это все выдум-
ки и этого быть не может, что люди ставят не тот экс-
перимент, делают не тот контроль и так далее. Либо
вы должны принимать какие-то другие, новые предста-
вления, другой алгоритм исследования.
Вы знаете, что здесь самое интересное? Я часто ду-
мала – почему люди не обратили внимания на это то-
гда, когда разрабатывали лекарства? И оказалось, что
на самом деле причина не принципиальная, а связана
она с нашей обыденной жизнью. Вот вы взяли лекар-
ство, скажем, 100 миллиграмм, и даете его человеку,
потом видите эффект. Потом вы дали ему не 100, а 10
миллиграмм. И у вас эффект приблизительно в 10 раз
стал меньше. Дали миллиграмм – ничего нет, дали од-
ну десятую миллиграмма – тоже ничего нет. Я спраши-
ваю: кто из дураков будет разбавлять дальше? Никто
не будет разбавлять. И будет считать, что ничего нет и
не может быть.
У нас эти вещи открылись тоже совершенно случай-
но. Случилось это двадцать лет назад. В 83-м году мы
ставили эксперимент в Институте психологии и смо-
трели влияние одного биологически активного веще-
ства на нейрон. И оказалось, что оно действовало, но
было токсично, и очень скоро нейрон погибал. Тогда
мы решили уменьшить концентрацию. Но уменьшали
концентрацию не химики, которые, скажем, в 2 раза
уменьшат, ну, в 10, не больше. А мы сделали, как в
иммунологии делают – в 100 раз, в 1000, в 10 000. И
когда попробовали эти растворы, то были потрясены
тем, что эффект не просто не пропал, а остался…
Потом мы стали делать опыты на животных, зная,
что эффект должен быть. Мы не остановились на 0,1
миллиграмма, а сделали одну сотую миллиграмма, по-
том одну тысячную, потом одну десятитысячную. И при
одной стотысячной миллиграмма вдруг у нас появил-
ся эффект, и он пополз вверх, пополз и пополз. Здесь
как раз есть рисунок, который показывает этот эффект.
Что самое характерное? Обратите внимание, вот два
пика, а между ними у вас так называемая «мертвая зо-
на», воздействия нет. И поэтому все началось с боль-
ших доз, когда искали токсическую дозировку. Потом
начинали ее уменьшать и уменьшать, и так был полу-
чен этот эффект.
Покажите, пожалуйста, второй слайд. В этой ситу-
ации есть несколько особенностей. Первый момент –
это сложная зависимость. То есть у вас не в любом ме-
сте этот эффект проявляется. Это не прямая линия,
которая все время будет вам давать маленькие дозы,
ничего подобного. Вы опускаетесь на отсутствие эф-
фекта, и это бывают очень большие концентрации, на
10 порядков, например, разница.
Александр Гордон. Эффекта нет и нет, а потом…
Елена Бурлакова. А потом он вдруг возникает. Это, прежде все-
го, конечно, наводит на мысль, что это мы имеем де-
ло сначала с сигналом возможного действия, а потом
– через какой-то промежуток – с самим воздействием.
Воздействие – это когда 10 в минус 6-ой моля, 10 в ми-
нус 5-ой моля, а сигнал о возможности такого воздей-
ствия, естественно, должен быть отделен. Как преду-
преждение и время на раздумье. Если сигнал и само
действие окажутся рядом, вы ничего не сможете рас-
смотреть и не успеете дать ответную реакцию на этот
сигнал. Я привожу такой образный пример, когда меня
спрашивают об этом: есть мясо, пахнет мясом, а мяса
нет. У вас же все равно идет перестройка. Вы ожидае-
те, вы в напряжении, что сейчас принесут мясо, у вас
уже слюноотделение началось, желудочный сок выде-
ляется, а ничего нет. Поэтому я говорю, что если бы
я была Господом Богом, я бы именно так разделила,
чтобы сигнал и действие не смешивались. Одно дело
– информация о чем-то, а другое – сам процесс погло-
щения.
Особенности действия сверхмалых доз заключают-
ся, во-первых, в сложной полимодальной зависимости
«доза-эффект» – причем на всех уровнях. Я с само-
го начала хочу сказать, что мы будем говорить про хи-
мию, но тоже самое вам расскажут люди, которые за-
нимаются радиационной биологией, тоже самое вам
расскажут те, которые занимаются электромагнитным
излучением. Те же самые проблемы, те же самые.
Кинетический парадокс в действии, что это такое?
Вы можете давать вещество, которое в организме со-
держится в концентрации на два порядка выше, чем
экзогенная концентрация. Но вы чувствуете его, хотя
даете такую маленькую концентрацию. Этому приду-
мывалось много объяснений: что в организме все со-
единено с белками, например, но на самом деле сво-
бодная концентрация тоже меньше. Но это уже объяс-
нение эффекта, а сам факт вот такой.
С электромагнитным лучом – та же самая ситуация.
У вас излучение по интенсивности может быть ниже
магнитного поля Земли. «Ну как же, – говорят, – так мо-
жет быть? Что вы, не понимаете, во сколько раз там
больше?..» Это и есть тоже самое.
Между прочим, мы именно таким образом пользу-
емся лекарствами, сами того не понимая. Мы вводим
себе один миллиграмм какого-то лекарства, а у нас в
печени это же самое вещество находится в десятках
грамм. Поэтому на самом деле это есть кинетический
парадокс, и он распространен на все случаи, когда при-
сутствует слабое интенсивное воздействие.
Далее – зависимость ответа от начальных характе-
ристик биологического объекта. На этом погорел Бен-
венисто. Если бы он знал, какие характеристики важ-
ны, он бы сказал: вот у вас два эксперимента, они не
проходят, потому что на самом деле начальные усло-
вия – разные. Но когда люди уже стали специально это
изучать, то что они показали? Если вы берете случай,
когда у вас много данного вещества, и действуете ма-
лыми дозами, вы можете привести к уменьшению это-
го количества, а когда у вас мало – к увеличению. Я
называю это правило «орут», когда едет милицейская
машина и оттуда говорят: «80 километров!» Кто мень-
ше, тот должен подтянуться, кто больше, тот должен
немножко опуститься. Такая же ситуация и здесь. То
есть эффект будет зависеть от того, на что вы действу-
ете. Это тоже очень важный момент – важный момент
именно для сигнала. Если бы мы с вами просто погло-
щали мясо, то дело сводилось бы к тому – наелся ты
или нет? можешь есть или нет? А если есть сигнал, то
он может приводить к желанию большему или, наобо-
рот, – к отвращению…
Александр Гордон. То есть здесь аналогия такая: если запах мя-
са слышит вегетарианец или сытый человек, у него не
возникает…
Елена Бурлакова. Совершенно верно, могут быть разные ответы.
И наконец – расслоение эффекта. Это вещь, которая
очень важна в практическом плане. Например, у вас
есть препарат, который обладает пятью разными свой-
ствами. И они все действуют одновременно. А это не-
приятно – например, какой-нибудь наркотик одновре-
менно вызывает зависимость. А если не вызывает за-
висимость – может и не действовать. Так вот, когда вы
начинаете уменьшать концентрацию, то для каждого
свойства может быть пик в разных местах. И тогда вы
их разделите. Нам удалось разделить действие в слу-
чае феназепама, я потом покажу эту картинку. Фена-
зепам был ночным транквилизатором, его в Институ-
те фармакологии делали под руководством Сергеевой
и Ворониной. Почему он ночной транквилизатор? По-
тому что он расслабляет мышцы, вызывает ощущение
сонливости и так далее. Вы не можете дать его людям
как транквилизатор днем, потому что если они его при-
мут днем, могут попасть и в аварию и так далее. А ко-
гда вы его даете в маленькой дозе, то у вас сонливость
остается в одном концентрационном месте, миорелак-
сация – в другом, и вы имеете уже как бы новый пре-
парат, который лишен ненужных свойств. И мы его уже
записали в патенте как дневной транквилизатор.
Александр Гордон. Хотя химический состав тот же самый. Только
концентрацией отличается.
Елена Бурлакова. Да. Ну, может быть, там есть какие-то и приме-
си, но дело не в этом. Дело именно в том, что для ка-
ждого свойства есть своя собственная зависимость.
Очень важным моментом является то, что после
действия сверхмалых доз увеличивается чувствитель-
ность биообъектов ко всем другим факторам. То есть,
если вы живете в такой среде, где много всяких хими-
ческих выбросов, то вы можете очень слабыми дозами
повысить эту чувствительность. Но это вопрос больше
для практики.
Можно попросить следующий слайд показать?
Дальше я не будут останавливаться подробно, резуль-
таты каждый раз одни и те же. Это я делаю только для
того, чтобы вы поверили, что мы провели не один-два
опыта, а действительно громадное количество самых
разных экспериментов.
Александр Гордон. И характерные пики сохраняются везде.
Елена Бурлакова. Да. Вот пестициды, например. И вы видите, что
разница в 6-8 порядков – а одно и то же действие. На-
пример, там может быть стимуляция, эффект стиму-
ляции то же будет разный, будут опять же эти обыкно-
венные кривые. Это пример того, как пестициды могут
действовать в дозах на насколько порядков меньше. Я
вам могу сказать, в качестве небольшого отступления,
что мы вели работу с «Дюпоном», и получилось, что их
препараты, их пестициды можно было употреблять в
концентрации на много порядков ниже и получать один
и тот же эффект. И они нам все время говорили: «При-
шлите нам данные, мы их обдумаем», но на самом де-
ле просто сказали, что они не будут их публиковать,
чтобы…
Александр Гордон. Им же невыгодно.
Елена Бурлакова. Ну, знаете, можно было бы сделать и выгодным:
повысишь цену, а давать будешь в меньшем количе-
стве. Давайте просмотрим быстро несколько слайдов.
Александр Гордон. Здесь я вижу графики, на которых пониженные
концентрации вызывают даже больший эффект, чем
высокие.
Елена Бурлакова. Да, совершенно верно. Мы можем добиться да-
же совершенно нового эффекта, как в случае феназе-
пама. На следующем графике цитогенетические изме-
нения. Вы берете концентрацию, скажем, 10 в минус
4-ой моля на килограмм или 10 в минус 17-ой. И види-
те, что количество хромосомных аберраций приблизи-
тельно одинаковое. В одном случае количество хромо-
сомных аберраций на клетку один и два, в другом – два
и девять. Но это не принципиально, если дозы разли-
чаются на 13 порядков. И то же самое при многократ-
ном введении.
А это препарат нитрозометилмочевина, который мы
вводили при лейкозе и получили такой эффект на ци-
тогенетике. И одновременно у мышей с уже перевитым
лейкозом на 40 процентов увеличивалась продолжи-
тельность жизни.
Следующий слайд. Кроме всего прочего, я на этом
даже не буду останавливаться, возникает антимета-
статический эффект. То есть, вы берете животное, вво-
дите препарат. У него возникают метастазы, через дли-
тельное время после того, когда вы привили основную
опухоль. А потом смотрите, какие именно метастазы
возникают. Так вот введение препарата в дозе, мень-
шей на 5-7 порядков, дает тот же самый эффект по ин-
гибированию возникновения метастазов.
Александр Гордон. А токсичность, естественно, понижается.
Елена Бурлакова. Да, а токсичность меньше. Хотя мне сказали в
фармкомитете: вы очень хитрая женщина – говорите,
что у вас там активность повышается, а надо прове-
рить, может, и токсические эффекты тоже повышают-
ся, не надо забывать, что тут тоже могут быть такие
же…
Александр Гордон. Такие же всплески?
Елена Бурлакова. Да. Но не всегда. Очень часто токсичность и ак-
тивность идут параллельно, но в действительности не
потому, что невозможно их никак разделить, а просто
потому, что мы работаем в тех концентрациях, где про-
является и то, и другое.
Но можно думать, что все это только на животных
проявляется, но это и на нейронах, очень хорошо дей-
ствуя на память – мы получали те же эффекты. Были
даже предположения, что это опосредовано в организ-
ме какими-то совершенно другими процессами, чем те,
которые мы наблюдаем. Взяли раствор фермента – и
вы видите ту же самую картину. Это важный регулятор-
ный белок, и мы у него то же самое наблюдаем: при
дозе 10 в минус 14-ой моля у вас пик, при дозе 10 в
минус 4-ой – 10 в минус 5-ой – между ними тоже пик.
Причем они приблизительно одинаковые. Если не ска-
зать, что совсем одинаковые.
И что еще очень интересно: если вы будете более
подробно изучать эти кинетические характеристики,
то увидите, что эффект получается по разным причи-
нам. В одном случае, когда маленькая концентрация –
структура больше меняется, а в другом уже непосред-
ственно меняется сродство.
Как же объяснить поведение фермента? Это очень
сложно. Ведь вы просто вводите в раствор вещество
в такой маленькой дозе. Мы же с вами как привыкли?
Молекула белка, молекула лиганда, если у них срод-
ство высокое – они соединяются, а если нет, то нет, не
каждая молекула соединяется. И все-таки мы с вами
получаем, что есть ферментативная реакция, вы ее на-
блюдаете. Но в случае, который у нас сейчас был, ко-
гда мы вводили фермент, оказалось, что на самом де-
ле число молекул лиганда при этих низких дозах – один
к 10000, даже было один к 100 тысячам. Видите, какие
жуткие соотношения. Тут ничего уже не придумаешь.
Естественно, такие результаты требуют других объяс-
нений.
Александр Гордон. То есть одна молекула лиганда на 10 в минус 4-
ой молекул белка?
Елена Бурлакова. Да. Но как это может быть? Она их даже оббе-
жать, наверное, не поспеет так быстро. И отсюда уже
появилось новое представление. А именно, что, может
быть, дело не в непосредственной передаче, а в изме-
нении чего-то, что может играть важную роль. Напри-
мер, у вас есть раствор белка, или гидратированная
молекула белка. Эти маленькие концентрации могут
вмешаться во взаимодействие белка с водой. И в ре-
зультате вы помешаете этим реакциям. Как я говорю:
если мы возьмем горошину, вставим в дверь, то вроде
ничего не должно быть, а она мешает, и вы дверь не
закроете. Возможно, такие есть варианты развития со-
бытий, так можно было бы кое-что объяснить. Или так:
мы уже знаем, что в воде имеется очень большое чи-
сло самых разнообразных структур, которые сосуще-
ствуют друг с другом. Причем разные авторы по-раз-
ному рассматривают те или иные структуры.
Александр Гордон. Да, нам вообще предлагали рассматривать воду
как сложный полимер.
Елена Бурлакова. Вы знаете… Конечно, вода не такая простая
вещь, как нам с вами кажется. И я думаю, что не зря вся
жизнь в воде зародилась. Если бы не было каких-то со-
вершенно необычных свойств у воды, то, может быть,
ничего бы и не получилось. Хотя здесь много и всевоз-
можных спекуляций. Например, начнем с того, что ко-
гда считают, что длительно живущие состояния – вод-
ные слепки действия препаратов, например, – то, как
правило, считают, что они живут долго. Физики утвер-
ждают: они живут 10 в минус 7-ой – 10 в минус 11-ой се-
кунды и ни секундой больше. Они делают свои утвер-
ждения на основании тех данных, которые не получают
практически, они получают их для «компьютерной во-
ды». А воды такой нет в природе. Как примеси, содер-
жащиеся в обычной, не «компьютерной» воде, могут
влиять на состояние жизни, это тоже довольно слож-
но объяснить. Поэтому мы с вами можем спокойно от-
нестись к этому эксперименту. Коль скоро в воде эти
процессы имеют место, мне не нужно их долгой жизни,
мне достаточно того, что показывает физика, и я могу
все объяснить.
Совсем другая ситуация, конечно, когда мы пере-
ходим к гомеопатическим средствам. Поэтому многие
ученые ставят стену между концентрациями 10 в ми-
нус 18-ой моля и 10 в минус 23-ой. Они ставят здесь
для себя грань и говорят: мы этим вопросами не за-
нимаемся. Я тоже была раньше таким осторожным че-
ловеком и тоже говорила: я не хочу терять последних
своих знакомых и сторонников в связи с тем, что я в
эту область попаду.
При этом пытаются совершенно иначе объяснить ка-
кие-то результаты для области, которая уже не являет-
ся гомеопатической. Я могу придумать разные объяс-
нения, осложняющие или усиливающие тот или другой
аспект этой проблемы.
На следующих слайдах показано, как Ашмарин к
этому относится. Он считает, что для того, чтобы был
эффект, мы должны умножить количество этих этапов,
то есть должны быть некие каскадные системы. Кро-
ме всего прочего, они должны собраться все вместе и
передать эти молекулы на следующий уровень уже в
собранном виде. И кроме всего прочего должны быть
очень высокоактивные рецепторы. Правильно. Это по-
зволяет нам объяснить такие явления, не заходя за
грань.
На следующем рисунке наглядно представлено, как
происходит это объединение, то есть какие нейроны
выступают в качестве собирающих, как они передают
и так далее.
Но, к сожалению, во-первых, таких высокоактивных
рецепторов нет. 10 в минус 12-ой – это уже выше голо-
вы. А если вы возьмете сродство еще более высокое,
то это будет постоянное связывание, не будет никако-
го схода с одного места на другое. Есть представле-
ние Блюменфельда о параметрическом резонансе. Он
считает, что если скорость подхода молекул к фермен-
ту будет такова же, как время его жизни в возбужден-
ном или невозбужденном состоянии, – вы тоже може-
те попасть в резонанс и поддерживать этот фермент
в возбужденном состоянии, и тем самым продлевать
время его жизни, его работы. Но ниже, при 10 в минус
15-ой – это тоже не проходит. Здесь нужно опять при-
думывать какие-то новые объяснения.
Если можно, давайте обратимся к следующему
слайду. Это уже вода. И тут каждый пишет то, что ду-
мает. Иногда трудно определить, думает он это или он
это уже получил. Есть такая группа ученых из Соеди-
ненных Штатов Америки. При этом они все, по-моему,
не американцы: Ло, Лу и так далее, целая группа.
Александр Гордон. Этого следовало ожидать.
Елена Бурлакова. Они утверждают, что если ввести в дипольную
молекулу воды какой-то металл, который позволяет та-
кие молекулы определенным образом выстроить, а по-
том начинать трясти эту систему, то металл может вый-
ти, а эта цепочка остаться. И они применяют много раз-
ных методов. Всё это красиво нарисовано, но как они
готовят раствор, они не пишут. И поэтому мы воспроиз-
вести это не можем, даже используя ту же самую тех-
нику, потому что мы не знаем, как они готовят эти рас-
творы. Ну, это старая тема, когда все утверждают, что
существуют стабильные комплексы, они долго живут и
можно объяснить очень большое количество свойств
за этот счет.
Следующий слайд, пожалуйста. Есть и другие пред-
ставления. Вы, по-моему, беседовали с Селиванов-
ским, и знаете о том, что они проповедуют такую
мысль: если у вас вода испаряется (или не испаряет-
ся), если есть ледниковые растворения или вы палоч-
кой ее прокручиваете…
Александр Гордон. Происходит диссоциация.
Елена Бурлакова. Да. И вы сможете там получить перекись во-
дорода. По крайней мере в дозе 10 в минус 9-ой мо-
ля точно. Это, конечно, очень обидное объяснение –
если сказать, что все связано только с тем, что от раз-
ных растворений, от разных веществ мы будем полу-
чать только перекись водорода. Нам удалось показать,
как влияет перекись водорода в очень низких концен-
трациях на рост растительных клеток и на изменения
в мембранах – изменяется скорость перекисного оки-
сления и так далее. Это показано. Но что здесь пло-
хо? Здесь получается так, что у меня есть один уни-
версальный фактор, и я пытаюсь им объяснить дей-
ствия самых разных процессов, которые, может быть,
на организм должны были бы действовать одинаково.
Можно придумывать такое объяснение, что при разных
концентрациях вы находите разные эффекты…
Александр Гордон. Вам не нравится, что слишком просто?
Елена Бурлакова. Да. Но я хочу сказать вот что. Может быть, для
гомеопатии это и подходит. Почему? Потому что у го-
меопатии громадная практика. Как я говорю, гомеопа-
тия идет от практики. Все науки идут от науки к практи-
ке, а гомеопатия – от практики к науке. Но я хочу ска-
зать, может быть, здесь не такое большое количество
свойств и не настолько специфически они действуют.
Это опять же связано с историей того, как вы проводи-
те исследования.
Огрубленно можно сказать так. Гомеопат считает,
что если вы берете вещество, которое вызывает ожог,
то в разбавленном виде оно будет лечить от ожога. И
когда вы делаете такой эксперимент, вы же не смотри-
те на все остальные структуры – как будет действо-
вать ваше вещество. А смотрите только на интересу-
ющую вас область. И вам кажется, что действие это-
го вещества специфично. А, может, все эти вещества
в очень разбавленном виде будут действовать именно
таким образом. И тогда нам с вами может хватить од-
ного, может, двух каких-то агентов, которые будут осу-
ществлять такого рода функцию.
Следующий слайд, пожалуйста. Дальше вопрос за-
ключается вот в чем. Есть представления о солитонах,
о том, что они так же действуют. Есть представление о
долгоживущих кластерах воды, если вы туда добавля-
ете еще какие-то дополнительные… В этой области ис-
следования много талантливых, интересных предста-
влений. Но, как говорят, «знания умножают печали»,
и если знать, что такие закономерности бывают и при
больших разведениях, и при не очень больших, и под
действием электромагнитного излучения, то они кри-
тику таким большим объемом часто не выдерживают.
Я бы сказала, что есть много интересных вещей. Со-
вершенно точно, что это будет развиваться. Хотя сей-
час один из самых сложных моментов – это наша тех-
ника, которая многое просто не позволяет как следует
рассмотреть. Будем надеяться, что наука и практика
будут развиваться и в эту сторону.
Но мы с вами знаем – наука наукой, а практика ино-
гда идет не после выяснения причин, а до этого вы-
яснения. Ведь противоопухолевые препараты искали,
когда еще не было известно, что такое рак.
Так вот я хочу сказать о том, какие здесь есть пря-
мые практические применения. Одно из практических
применений это то, что противоопухолевый препарат
в малых дозах вызывает те же самые эффекты. Это
удивительно. В это не хочешь верить. Я всегда говорю,
что я такая же, как и те люди, которые против меня вы-
ступают, я также в это не могу поверить. Все мои зна-
ния и все привычки восстают против этого…
Александр Гордон. И интуиция?
Елена Бурлакова. Нет, интуиция как раз наоборот. Рассуждая ра-
ционально, я понимаю, что этого быть не должно или
не может, а интуиция подсказывает, что раз это получа-
ется в самых разных областях, значит, есть закономер-
ность, и систематических ошибок трудно ожидать. Ви-
димо, это связано все-таки с какими-то очень глубоки-
ми законами жизни, очень глубокими. Потому что когда
мы стали смотреть все эти препараты, то оказалось,
что препараты, разные по химическому составу, раз-
ные по своим свойствам, разные по своим структурам,
разные по своему назначению – дают одинаковые эф-
фекты. И причем не только один эффект. Можно было
думать, что есть эффект только по дозе – нет. Есть эф-
фект и в зависимости от начальной концентрации, от
изменения чувствительности и так далее. И совершен-
но очевидно, что кое-что из этого очень хорошо было
бы уже использовать. Хотя с умом, потому что если до
конца всего не знаешь, может казаться, что все будет
замечательно, а потом окажется, что это совсем не так.
Следующий рисунок как раз последний из тех, ко-
торые я хотела показать. Это феназепам, о котором
я вам рассказывала, который был сделан в Институ-
те фармакологии. В верхней таблице показано, что его
активность приблизительно одинакова при различии
между концентрациями на пять порядков – немножко
хуже в малой дозе, немножко лучше в большой.
Но очень интересна активность анксиолитическая –
против страха. Оказывается, что этот препарат, когда
вы его берете в обычной дозе, почти не меняет параме-
тры поведенческих реакций, когда мышь встает, смо-
трит, ходит. Если вы начинаете работать с этим препа-
ратом, то видите, что маленькая доза на порядок луч-
ше действует как анксиолитическое средство. В то же
время большая доза этих свойств не проявляет. Что
здесь можно сказать? Это очень интересная область,
очень заманчивая. Мне очень обидно, что мы, я имею
в виду Россию, не пытаемся как-то отстоять свои прио-
ритеты. Мы только сквалыжничаем со всеми по поводу
того, «кто правильно, кто не правильно…»
На самом деле, важность этой проблемы ясна. Если
вы не хотите делать что-то в этой область и разворачи-
вать исследования, значит вы просто в это не верите.
Если не верите, вы должны поставить эксперимент в
тех организациях или с теми людьми, которые вам мо-
гут всё это сделать. Тогда и решите, стоит это делать
или нет. Я раздаю препараты с концентрациями 10 в
минус 14-ой – 10 в минус 15-ой моля, их проверяют в
других институтах, и все равно получают те же резуль-
таты.
Мне очень не хотелось бы, чтобы мы оказались в
конце событий. Вот я, например, лично очень хотела
бы с наркотиками работать, но вы знаете, там надо
иметь специальное разрешение. Мы его не имели. И
еще мне сказали: не занимайся этими вещами, кроме
всего прочего, тебя наркомафия накажет за это, поэто-
му лучше не занимайся ими.
Но я вам скажу, что очень близкие вещи американцы
сделали патентами. Они взяли морфин и сделали так,
что обезболивающие свойства сохраняются, а привы-
кание – как там написано – существенно снижено. И
у них уже 17 патентов. У нас тоже есть патенты, даже
в нашем институте и в некоторых других институтах,
на применение сверхмалых доз, но все-таки этого, ко-
нечно, мало. Причем, конечно, мы хотели взять более
широкие патенты, но, вы знаете, наше государство не
любило широкие патенты давать – только на данное
вещество, в данном растворителе, в данной темпера-
туре – это можешь, а не просто так, чтобы перекрыть
воздух всем остальным.
Я уверена, что со временем эти вещи войдут в нашу
жизнь очень и очень широко.
Александр Гордон. Но у нас времени осталось мало, поэтому мож-
но я задам вопрос, который, по вашему собственному
признанию, вас замучил, но если я его не задам – меня
не простят и замучат. Алкоголь?
Елена Бурлакова. Что я могу сказать? Наверное, те, кто потре-
бляет алкоголь, знают, что если вы будете наперстка-
ми пить, то опьянеете гораздо раньше, хотя объясне-
ние здесь будет другое, то есть просто другая прони-
цаемость, так алкоголь быстрее попадает в кровь. Я
знаю, что с алкоголем делали работы по токсическому
действию. И вот токсический эффект у алкоголя идет
по такой же У-образной кривой. При очень высоких до-
зах есть тот же эффект, что и при малых. Так что тем,
кто пьет, конечно, приятно слышать, что в соответству-
ющих концентрациях можно пить, не имея побочного
эффекта, ничего не опасаясь.
Но сейчас сделали очень интересный гомеопати-
зированный способ разбавления. Они там, по-моему,
что-то взбалтывали для потенцирования и так далее,
и приготовили спирт в больших разведениях. Он да-
ет очень интересные данные. Очень большие разведе-
ния, именно гомеопатические разведения, дают очень
интересные данные в области действия на нейроны.
Кажется, они оказывают и какой-то антиалкогольный
эффект в определенных дозах.
Александр Гордон. Всё, приду сегодня домой, буду эксперименти-
ровать: капля спирта на ведро воды. При комнатной
температуре взбалтывать алюминиевой ложкой.
Елена Бурлакова. Это не совсем так…
Александр Гордон. А какова технология? Ведь обычно критикуют
технологию, говорят: «Ну какие там разбавления? – у
вас пипетка грязная, вот и всё». А как технологически
вы добиваетесь нужного результата?
Елена Бурлакова. О технологии вот я что хочу сказать. Как вы зна-
ете, гомеопаты говорят, что при разведении обязатель-
но нужно встряхивать раствор и вообще там есть це-
лая церемония: как надо стоять, какое выбрать напра-
вление.
Александр Гордон. Это уже скорее ритуал.
Елена Бурлакова. У нас никто ничего не встряхивает. Все гото-
вят по-разному, в том смысле, что кто-то палочкой сте-
клянной, кто-то немного встряхивает… Но все эти дан-
ные воспроизводятся. Конечно, когда мы начинали и
нас мучили этим – грязная пипетка, грязное то, гряз-
ное это. Но есть некоторые меры: мы промываем эти
пипетки этим же раствором, потом заново уже его бе-
рем. Потом мы пробовали применять метод радиоим-
муноанализа. До концентрации, до которой этот метод
применим. Это, по-моему, 10 в минус 13-ой. Мы разво-
дили, а потом смотрели, есть ли это вещество в такой
концентрации, приблизительно…


Материалы к программе


Из статьи Е. Б. Бурлаковой, А. А. Конрадова, Е. Л. Мальцевой «Действие сверхмалых доз биологически активных веществ и низкоинтенсивных физических факторов» («Химическая физика». 2003. Т. 22, № 2).
В данной работе подводятся итоги длительного этапа исследований реакции живых систем на сверхслабые воздействия. Следует заметить, что становление этого нового направления в науке о живых системах было непростым — от полного отрицания самого наличия проблемы и достоверности экспериментальных данных до осознания ее как единого явления. К настоящему времени имеются многочисленные экспериментальные данные, классифицированные авторами работы по видам воздействия. Рассмотрены результаты влияния ультранизких концентраций различных биологически активных веществ и ультраслабых физических полей (в основном электромагнитных) на биологические системы разного уровня организации — от молекулярного до популяционного. Для всех систем показано существование ряда однотипных закономерностей: полимодальных дозовых зависимостей, эффективности при уровнях воздействия ниже фоновых значений и ее зависимости от состояния системы, модификации чувствительности системы к последующим (другим) воздействиям и др. Приводится ряд гипотез о возможных механизмах явления, о роли воды в этих процессах как универсального посредника. Обсуждены возможные последствия и практические применения явления.
Анализ результатов исследований по эффекту сверхмалых доз биологически активных веществ (БАВ). В 1983 г. сотрудники Института биохимической физики вместе с коллегами из Института психологии, изучая влияние антиоксидантов на электрическую активность изолированного нейрона виноградной улитки, получили весьма неожиданный результат. Первоначальная доза препарата (10-3 М) была не только активной для нейрона, но и довольно токсичной, поэтому пришлось перейти на менее концентрированный раствор. Доза на четыре порядка ниже первоначальной оказалась не только менее токсичной, но и более эффективной. Дальнейшее уменьшение концентрации привело к росту эффекта, он достигал максимума (при 10-15 М), затем снижался до уровня (при 10-17 М), практически совпадающего с контрольными результатами. Аналогичные закономерности впоследствии были зарегистрированы в экспериментах на животных при введении им холиномиметика ареколина. Обнаруженный эффект изучали при использовании широкого спектра воздействующих факторов: противоопухолевых и антиметастатических агентов, радиозащитных препаратов, ингибиторов и стимуляторов роста растений, нейротропных препаратов разных классов, гормонов, адаптогенов, иммуномодуляторов, детоксикантов, антиоксидантов, а также физических факторов — ионизирующего и неионизирующего излучения и др. Уровень биологической организации, на котором проявляется действие сверхмалых доз (СМД) биологически активных веществ (БАВ), также весьма разнообразен — от макромолекул, клеток, органов и тканей до животных, растительных организмов и даже популяций. Сказанное не означает, что эффект наблюдался при сверхмалых дозах любого биологически активного вещества на любом биологическом объекте. Мы хотим подчеркнуть, что получение эффекта при действии вещества в концентрациях 10-13-10-17 М и ниже нельзя связать с какой-то определенной структурой вещества или ступенью биологической организации.
Результаты проведенных исследований привели нас к мысли о том, что речь идет не об особенностях действия одного какого-то препарата или ответа одного какого-то биологического объекта, а принципиально новых закономерностях взаимодействия биологических объектов со сверхмалыми дозами биологически активных веществ. Каждому из этих веществ может соответствовать специфическая мишень, свой механизм усиления, присущие только ему особенности метаболизма, однако при сверхнизких дозах вещества демонстрируют и ряд общих закономерностей. В последние годы все больше ученых обращаются к проблеме эффекта СМД, расширился спектр биообъектов, на которых проводятся эти исследования, возросло число химических веществ и физических факторов, для которых обнаружена активность в сверхмалых дозах.
Остановимся прежде всего на дефиниции понятия «сверхмалые дозы». При всех имеющихся количественных различиях в существующих определениях границы, разделяющей сверхмалые дозы от обычно применяемых, общая точка зрения состоит в том, что сверхмалыми дозами биологически активных веществ следует считать дозы, эффективность которых не может быть объяснена с общепринятых в настоящее время позиций и требует разработки новых концепций.
Так, некоторые авторы на основании данных о количестве клеточных рецепторов и сродства лигандов к ним принимают за абсолютную границу концентрацию 10-11 М. Для препаратов с низким сродством к рецепторам сверхмалыми концентрациями (сверхмалыми дозами) можно считать и более высокие значения, в частности 10-9-10-10 М. При таком подходе, даже в случае гипотетически более высокого чем 10-12 М сродства лигандов к рецепторам, эта граница не может быть ниже 10-11 М.
Ряд авторов (в том числе и мы) считают, что граница определяется числом молекул биологически активного вещества на клетку. При введении вещества в организм в дозах 10-12-10-13 М в клетке будет содержаться хотя бы 1–10 молекул этого вещества. Поэтому мы относим к СМД концентрации 10-12 М и ниже. К близким выводам приходят исследователи, которые при определении границы для СМД исходят из максимального сродства лигандов к рецептору и потому считают сверхмалыми дозами (концентрациями) биологически активных веществ значения 10-13 М и ниже.
Что касается сверхмалых доз физических факторов, то здесь пока не найдено общего определения и в каждом конкретном случае, касающемся того или иного физического агента, следует давать свои дефиниции. Так, например, Научный комитет по атомной энергии при ООН рекомендует называть малыми дозами ионизирующего излучения дозы менее 200 мГр (20 рентген), а малыми мощностями доз -1.5 мГр/мин и ниже. Однако такого рода определения не могут эффективно использоваться в случае радиоустойчивых организмов. Поэтому в радиобиологической литературе иногда встречается определение малых доз радиации как доз, начиная с которых происходит изменение знака эффекта, например, переход от ингибирования клеточного роста к стимулированию.
Феноменологические особенности действия биологически активных веществ в СМД. Из результатов наших собственных исследований и литературных данных можно сделать вывод, что в проявлениях влияния на клеточный метаболизм сверхмалые дозы биологически активных веществ и физические факторы низкой интенсивности обнаруживают много общих особенностей, которые касаются как формальных признаков (дозовые зависимости), так и показателей биологической активности.
Природа этого феномена может быть связана с общностью критических мишеней, например клеточных и субклеточных мембран, а также с особенностями кинетики реакций, в которых важную роль играют слабые взаимодействия. К числу характерных для эффектов СМД свойств следует отнести:
- немонотонную, полимодальную зависимость «доза-эффект». В большинстве случаев максимумы активности наблюдаются в определенных интервалах доз, разделенных между собой так называемой «мертвой зоной»;
- изменение чувствительности (как правило, увеличение) биообъекта к действию разнообразных агентов как эндогенных, так и экзогенных (последние могут быть как той же, что в случае воздействия СМД, так и иной природы);
- проявление кинетических парадоксов, а именно возможности уловить эффект СМД биологически активных веществ, когда в клетке или в организме имеется то же вещество в дозах на несколько порядков выше, а также влияния на рецептор вещества в дозах на порядки более низких, чем константы диссоциации комплекса лиганд-рецептор; зависимость «знака» эффекта от начальных характеристик объекта; «расслоение» свойств биологически активного вещества по мере уменьшения его концентраций, при которой еще сохраняется активность, но исчезают побочные эффекты; для физических факторов усиление эффекта с понижением их интенсивности в определенных интервалах мощности и доз.
Общие закономерности влияния сверхмалых доз препаратов наиболее ярко проявляются при изучении дозовых зависимостей. В некоторых случаях эта зависимость бимодальная: эффект возрастает при сверхмалых дозах препаратов, затем по мере увеличения дозы уменьшается, сменяется «мертвой зоной» и вновь усиливается. Иногда в дозовой зависимости обнаруживается стадия «перемены знака» эффекта. Например, если в области сверхнизких доз отмечалась ингибирующая активность, то по мере роста концентрации она сменялась на стимулирующую, а затем вновь проявлялся ингибирующий эффект. Известны случаи, когда эффект в очень большом интервале концентраций не зависит от дозы. Так, в одной из ранних работ, где мы исследовали действие гербицида из класса гидропероксидов на растительную культуру клеток, было обнаружено, что препарат проявляет одинаковую активность при дозах, различающихся на шесть порядков (10-13 и 10-7 М), а в интервале промежуточных концентраций эффект отсутствует.
Такого рода зависимости наблюдались для многих самых разнообразных биологически активных веществ. Сложные дозовые зависимости с наличием «мертвых зон», по-видимому, были причиной того, что активность сверхмалых доз препаратов не была открыта ранее, поскольку результаты, получаемые в пределах доз до начала «мертвой зоны», не побуждали исследователей уменьшать дозу еще далее и не давали повода ожидать появления эффектов СМД.
Следующая особенность — изменение чувствительности к действию разнообразных факторов после введения веществ в СМД — также представляется универсальной. На этом основано получение, например, таких эффектов, как достижение синергизма при действии двух противоопухолевых агентов, один из которых вводился в СМД, и повышение активности выше аддитивной для гербицидных препаратов, когда один из них применялся в СМД.
Относительно другого свойства — знака эффекта известно, что его направленность зависит от начальных характеристик биообъекта. Например, было обнаружено, что антиоксидант в СМД действовал разнонаправлено на изолированные нейроны с разными потенциалами действия, при этом, если потенциал был высоким, антиоксидант его уменьшал, если низким — увеличивал. Наблюдали аналогичное действие электромагнитного излучения на кальциевый рецептор, антиоксиданта на антиокислительную активность эритроцитарных мембран с разным начальным ее уровнем, ионизирующего излучения на активность ферментов.
«Расслоение» свойств, исключение побочных эффектов по мере уменьшения концентрации биологически активного вещества хорошо демонстрируют результаты изучения действия феназепама в широком интервале концентраций. В высоких дозах феназепам проявляет кроме транквилизирующего действия еще и свойства снотворного, поэтому он разрешен к использованию в качестве ночного транквилизатора. В сверхмалых дозах он сохраняет транквилизирующую активность, но полностью лишен седативного и миорелаксантного действия. Это позволило авторам получить патент на использование феназепама в СМД в качестве дневного транквилизатора.
Исследования по сочетанному действию сверхмалых доз биологически активных веществ и физических полей. Еще в 60-х годах в совместном проекте США-СССР разрабатывались проблемы, связанные с полетом человека на Марс. Одной из таких проблем было выяснение влияния радиационного воздействия на организм во время полета. Изучалось действие низкоинтенсивного облучения (у-Со60) в дозе 20–25 сГр за год на метаболизм облучаемых собак. Эксперименты продолжались три года и шесть лет. Основным выводом явилось предложение посылать в экспедицию на Марс людей в возрасте выше детородного, ибо основные повреждения под действием облучения были выявлены для сперматогенеза. Одним из важных последствий низкоинтенсивного облучения явился факт изменения чувствительности облученных собак к любым дополнительным нагрузкам химической и физической природы. Так, например, несмотря на то, что картина крови практически не менялась при облучении, введение лекарств, вызывающих лейкопению, приводило к серьезным нарушениям лейкопоэза у облученных собак в существенно более низких дозах, чем у контрольных.
Аналогичная картина, no-существу, наблюдалась и в том случае, если облученных собак подвергали физическим нагрузкам (например, бегу на третбане): собаки либо отказывались бежать по третбану, либо сходили с дистанции, хотя контрольные доходили до финиша в 100% случаев.
На основании результатов экспериментальных исследований Календо с сотр. предложили проводить облучение больных со злокачественными опухолями (рак пищевода, рак груди, рак легкого) в два приема — предварительно подвергать их облучению в дозе 10 сГр и ниже, а в последующем — облучению в терапевтической дозе 1.9 Гр.
В этих исследованиях была ясно показана эффективность сочетанного действия низкой и высокой доз облучения: подавление роста опухоли и уменьшение в размерах были гораздо выше, чем в случае, когда облучение в малой дозе отсутствовало.
Сейчас достаточно успешно разрабатываются математические модели синергизма в действии облучения и других агентов, предложена и биологическая концепция о роли нестабильности генома в такого рода эффектах. Большая информация о сочетанном действии облучения и других химических и физических агентов изложена в обобщенном виде в материалах НКДАР при ООН.
Выводы из изложенного выше материала можно распространить и на сочетанное действие химических агентов.
Особый интерес вызывают изучение совместного действия двух или более химических агентов в сверхмалых и подпороговых дозах и сочетанное действие слабых полей и низких концентраций биологически активных веществ. Особо высокая чувствительность биологических систем к низкочастотным ЭМП известна и исследуется давно. В частности, это проявляется в таком общем свойстве сверхслабых воздействий любого типа, как изменение чувствительности к последующим воздействиям. Было показано, что инфранизкочастотное магнитное поле изменяет ритмику нервных клеток и модифицирует их чувствительность к гипоксии. Инфранизкочастотное магнитное поле низкой интенсивности изменяло также выживаемость животных после общего рентгеновского облучения.
В 1995 году проходила специальная конференция в Пристоне, США, где рассматривались закономерности совместного действия препаратов в СМД и других агентов. Было показано наличие сильных синергических эффектов, а также еще раз подтвержден факт, на который ранее указывали российские ученые, что СМД физических и химических факторов усиливают чувствительность биообъектов к действию других (или тех же) агентов в высоких дозах. Подобные закономерности могут играть определяющую роль в развитии феномена так называемой «множественной химической чувствительности (МХЧ)».
Предполагается, что и при «т.н. синдроме войны в Персидском заливе» важная роль принадлежит комплексному воздействию СМД фосфорорганических соединений разного назначения, в том числе и отравляющих веществ нервно-паралитического действия, а также их комбинации. В экспериментах на животных удалось воспроизвести некоторые характерные проявления «синдрома войны в Персидском заливе». Синергизм в действии различных химических токсикантов и физических факторов, по-видимому, ответствен за развитие других экологических болезней.
Приведенные соображения токсикологов с очевидностью доказывают, что крайне необходимо создание биопротекторов от низкоинтенсивных повреждающих факторов физической и химической природы. Традиционные протекторы здесь не эффективны или даже вредны.
О механизме действия сверхмалых доз биологически активных веществ и низкоинтенсивных физических факторов. Чтобы понять, как влияют сверхмалые дозы препаратов на биологические объекты, нужно в первую очередь объяснить, с кинетической точки зрения, саму возможность реакций столь малого количества молекул со своими мишенями. При концентрации 10-15 М и ниже перестает работать закон действующих масс Вант-Гоффа и в определенной степени теряется смысл понятия «концентрация».
В работе Л. А. Блюменфельда (1991) используется уравнение Смолуховского, описывающее реакцию между молекулами и малыми, но макроскопически замкнутыми везикулами с позиции статистической физики. Показано, что закон действующих масс нарушается, когда объем везикул и (или) константа равновесия реакции относительно малы, а среднее число свободных частиц внутри везикулы составляет порядка единицы или меньше. Важное значение приобретают флуктуации в случае биологических везикул размером 102-103 А.
Л. А. Блюменфельд высказал идею о параметрическом резонансе как о возможном механизме действия сверхнизких концентраций биологически активных веществ на клеточном и субклеточном уровнях. Он полагает, что параметрический резонанс возникает при совпадении временных параметров запускаемых биологически активными веществами внутриклеточных процессов и характерного времени подхода вещества к мишени. В результате связывания активного вещества с его мишенью фермент (рецептор) переходит в конформационно-неравновесное состояние, которое на определенной стадии релаксации обеспечивает его максимальную активность.
В рамках этих представлений находит свое объяснение и наблюдаемое уменьшение активности фермента при возрастании дозы действующего вещества.
Мы предложили другой подход к объяснению кинетических парадоксов. В основу его положены представления об аллостерическом взаимодействии каталитических центров в молекуле фермента.
Допустим, что фермент или рецептор содержит несколько центров с разным сродством к субстрату, например, константа диссоциации для одного центра равна 10–13 М, а для другого — 10–8 М. Когда вводятся низкие дозы препарата, его молекулы преимущественно связываются с высокоэффективным центром фермента. При увеличении дозы в «игру» вступает второй ферментный центр. Он взаимодействует аллостерически с первым центром, понижая его сродство к субстрату, и тогда все молекулы, которые были связаны с первым центром, «сходят» с него. Снова с ним связаться они могут только после того, как концентрация препарата приблизится к значению константы диссоциации комплекса лиганда с первым центром, достигнутой под воздействием второго центра.
В нашей работе 1990 г. рассматриваются также представления о том, что биологическая система, испытывающая влияние СМД БАВ, может реагировать на первые, наиболее быстрые единичные молекулы, а не на их стационарные концентрации («момент первого достижения»).
В статье Ф. С. Духовича и др. (1999) приведен ряд гипотез, трактующих механизм усиления биологического сигнала от воздействия сверхмалых доз. И. П. Ашмарин с соавт. приводит схему «размножения» сигнала и формулирует основные системы, необходимые для реализации эффекта СМД:
а) каскадные системы, амплифицирующие сигнал;
б) собирательные, конвергентные системы;
в) накопители и транспортеры сигнальных молекул;
г) супераффинные рецепторы.
В работе И. П. Ашмарина предлагается адаптационный механизм, согласно которому эффекты малых доз объясняются аналогично объяснению эффекта хемотаксиса — изменение ответа биообъекта определяется не самой концентрацией БАВ, а градиентом концентрации в пространстве и во времени.
На наш взгляд, основную трудность в построении этих гипотез представляет объяснение первичного акта взаимодействия единичных молекул с биомишенями. В наших исследованиях мы обнаружили, что всякий раз при введении сверхмалых доз биологически активного вещества в организм животного, клеточную культуру или модельную систему, содержащую суспензию мембран, отмечается изменение структурных характеристик мембран. В свою очередь изменения структуры мембран могут приводить к изменению функционального состояния клетки, а наличие полимодальности в ответе можно объяснить сменой механизма действия вещества в том или ином концентрационном интервале на структуру мембраны. Но как объяснить первичный акт взаимодействия биологически активного вещества в СМД с белком или липидом мембраны, если отношение числа молекул этого вещества к числу молекул белка равно 1 : (106-109)?
Как уже было отмечено выше, аномальная дозовая зависимость эффекта в области сверхнизких концентраций биологически активных веществ зарегистрирована на уровне ответа не только клетки или целостного организма, но и отдельных биомакромолекул.
Экспериментальные исследования проводились как с изолированными ферментами, так и на клеточном и организменном уровнях с последующим определением активности фермента.
Как следует из результатов исследований активности протеинкиназы С и ацетилхолинэстеразы, фенозан К и а-токоферол действуют однотипно и в «обычных» концентрациях (10–3-10–5 М) и в сверхмалых (10-9-10-18 М). Если а-токоферол выступает как ингибитор протеинкиназы С в концентрации 10-4 М, то он ингибирует активность этого фермента и в дозе 10-15-10-17 М; если фенозан К — активатор протеинкиназы С в дозе 10-5-10-6 М, то он активатор и в дозе 10-18 М; если фенозан К — ингибитор ацетилхолинэстеразы в дозе 10-4-10-5 М, то он ингибитор фермента и в дозе 10-13-10-14 М. Из этого можно было бы заключить об общности механизмов действия лигандов на активность ферментов в обычных дозах и в СМД. Однако полученные результаты не могут быть объяснены с позиции классической биохимии. Соотношение лиганд-фермент, равное, в среднем, одна молекула лиганда на 104-109 молекул фермента, исключает объяснение природы эффекта СМД за счет образования комплекса лиганд-фермент. Биохимические механизмы усиления ответной реакции (например, через системы регуляции циклическим нуклеотидом, через фосфоинозитидный цикл), применимые к эффектам на клеточном уровне, не могут быть использованы для объяснения эффектов в модельных системах.
Возникает естественная мысль, что биологически активные вещества в концентрациях 10-11-10-18 М могут реализовывать иные механизмы воздействия на активность ферментов.
У многих авторов возникает желание объяснить наблюдаемые закономерности с точки зрения представления о влиянии сверхмалых доз физических факторов и химических веществ на структурные характеристики воды.
Многочисленные (главным образом, теоретические) исследования роли структуры воды в ее биологической активности можно разделить на две группы. Одни исследователи придерживаются точки зрения, что долгоживущие кластеры имеются в самой воде, другие считают, что водные кластеры индуцируются вводимыми биологически активными веществами. В свете этих двух точек зрения ниже дан краткий обзор представлений о структурных образованиях воды и о роли их в эффектах СМД в биологических системах.
В работах С. И. Аксенова и др. указывается на сложный характер воздействия воды на структуру биополимеров и биомембран, где важное значение имеет множество факторов: гидратация полярных групп, конкуренция молекул воды за водородные связи в этих структурах, гидрофобное взаимодействие, различие диэлектрических проницаемостей свободной и связанной воды и др. Анализ экспериментальных данных позволил авторам выделить четыре стадии гидратации, которые вызывают соответствующие изменения в структуре, динамике и функции фотосинтетических мембран. Подобные процессы очень чувствительны к различным воздействиям, даже в СМД. С точки зрения авторов, СМД не действует непосредственно на биообъект, а лишь влияют на процессы взаимодействия воды с биополимерами и таким образом изменяют их функциональную активность.
В работах Н. А. Бульенкова на основании модульного обобщения кристаллографических данных составлены все возможные типы алгоритмов формирования иерархических системообразующих структур связанной воды, совпадающие с морфологическими паттернами, наиболее часто встречающимися в живой природе. Представления об иерархических модульных структурах связанной воды отражают потенциальную возможность образования на их основе пространственных структур биополимеров и биосистем. Вместо общепринятой модели непосредственного взаимодействия лигандов с биомишенями автор предлагает модель их взаимодействия по направленным водородным связям с системообразующим каркасом из спиралей связанной воды. Действие сверхмалых доз биологически активных веществ также опосредуется через их воздействие на каркас из спиралей связанной воды.
Согласно мнению авторов ряда работ, долгоживущие структурные образования уже существуют в чистой воде. Определенные выводы о структуре воды и ее растворов были получены на основании изучения люминесценции воды. Спектр возбуждения дистиллированной воды имеет два максимума, 280 и 310 нм, спектр излучения характеризуется максимумами при 360 и 410 нм. Интенсивность люминесценции зависит от времени хранения воды, а также от наличия примесей, обладающих или не обладающих собственной люминесценцией.
Структура воды в разбавленных растворах длительное время после их приготовления претерпевает изменения и только через несколько суток приходит к равновесию. Характер динамики переходных процессов релаксации может быть как монотонным, так и колебательным. По мнению В. И. Лобышева с соавт., структурные образования воды и водных растворов можно рассматривать как первичную мишень для малых концентраций растворенных веществ, а также для воздействия слабых полей. Соответствующее изменение свойств воды приводит к изменению свойств биомембран, а отсюда — и к изменению функциональной активности клетки.
В работе В. И. Лобышева вода рассмотрена как посредник при слабых воздействиях на биологические системы. В работе Н. А. Чумаевского и др. показано, что красивая и динамичная модель бифуркатных водородных связей в кластерах слабых водных растворов может открыть путь к пониманию дальнодействия.
Для верификации клатратной модели воды и водных растворов БАВ применялись методы диэлектрической и дифференциальной сканирующей калориметрии. Первый метод подтвердил, что высокоразбавленные растворы содержат свободные и связанные в виде клатратов молекулы. Второй метод позволил определить, что фазовые переходы обусловлены разрушением клатратов при определенной температуре. Эта температура лимитируется специфическими клатратами, которые являются характерными для маточных веществ. Окружая молекулу биологически активного вещества, клатраты «запечатлевают» ее структуру, и эти отпечатки живут достаточно долго.
С. В. Зенин с соавт. исходили из тех предпосылок, что вода представляет собой единую структуру. Растворение в ней тех или иных веществ приводит к появлению в этой структуре определенных «дефектов», которые способны к длительному существованию и переходам при последующих разбавлениях вплоть до состояния, когда уже отсутствует само вещество.
Н. А. Бульенков, как и многие другие исследователи, придает основное значение гидратации белковых молекул и нарушению водно-белковых взаимодействий под влиянием тех или иных растворенных веществ. При этом изменение функциональной активности белков связывается не с взаимодействием их с биологически активным веществом, а с изменением степени гидратирования белка и, следовательно, с изменением его структуры и активности.
Таким образом, существует множество моделей, авторы которых пытаются объяснить реакцию биообъектов на СМД биологически активных веществ через структурные свойства воды. Однако экспериментальных доказательств этих моделей явно недостаточно и, главное, нет опытных данных, которые свидетельствовали бы о долговременности существования структурных кластеров.
Вместе с тем нельзя не признать, что многие парадоксы СМД, о которых здесь говорилось, весьма логично разрешаются на основе представлений об изменении структуры воды. Например, поддается объяснению тот факт, что знак и направление эффекта зависят в ряде случаев от начальных свойств биообъекта. Если у фермента высокая активность — она снижается, если низкая — повышается. Но самое поразительное, что уровень, до которого она изменяется, один и тот же. Это легко объясняется тем, что в растворе биологически активного вещества структура воды изменяет структуру белка одинаковым образом.
Также перестает быть парадоксом эффект воздействия на биомишень веществ, когда их концентрация на много порядков ниже константы диссоциации лиганд-рецепторного комплекса или концентрации белка.
В заключение отметим, что явно возросший в последнее время интерес к проблеме сверхмалых доз стимулирует исследования структуры воды и влияния на нее различных факторов, и появляются принципиально новые воззрения на механизм действия СМД. Так, ряд авторов полагает, что в процессе растворения, потенцирования вещества или воздействия на растворы биологических веществ электромагнитных полей в воде возникают активные формы кислорода и именно они, а не непосредственное излучение или биологически активное вещество действуют на биообъекты.
Вероятно, новые возможности в объяснении эффектов СМД с точки зрения влияния структуры воды откроются при изучении действия веществ, близких по структуре и проявляющих одинаковую активность в дозах 10–5-10–4 М, но различающихся тем, что одни из них вызывают эффекты в сверхмалых дозах, а другие — нет. Квантовохимическое изучение таких веществ позволяет обнаружить различие между ними, но имеет ли это различие определяющее значение для эффектов сверхмалых доз и можно ли его связать с особенностями влияния веществ на структуру воды, еще не ясно.

Библиография


Блюменфельд Л. А. Параметрический резонанс как возможный механизм действия сверхнизких концентраций биологически активных веществ на клеточном и субклеточном уровнях//Биофизика. 1993. № 1
Бурлакова Е. Б., Греченко Т. Н., Соколов Е. Н., Терехова С. Ф. Влияние ингибиторов радикальных реакций окисления липидов на электрическую активность изолированного нейрона виноградной улитки//Биофизика. 1986. Т. 31
Бурлакова Е. Б. Сверхмалые дозы — большая загадка природы//Экология и жизнь. 2000. № 2
Бурлакова Е. Б. Эффект сверхмалых доз//Вестник РАН. 1994. Т. 64. № 5 Бурлакова Е. Б., Конрадов А. А., Мальцева Е. Л.
Действие сверхмалых доз биологически активных веществ и низкоинтенсивных физических факторов//Химическая физика. 2003. Т. 22. № 2
Бурлакова Е. Б., Конрадов А. А., Худяков И. В. Воздействие химических агентов в сверхмалых дозах на биологические объекты//Известия РАН. Сер. биол. 1990. № 2
Богатыренко Т. Н., Редкозубова Г. П., Конрадов А. А. и др. Влияние органических пероксидов на рост культивируемых клеток высших растений//Биофизика. 1989. Т. 34. № 26
Жвирбилис В. Е. Большие эффекты малых доз//Экология и жизнь. 1999. № 2 Пальмина Н. П.,
Мальцева Е. Д., Курнакова Н. В., Бурлакова Е. Б. Влияние альфа-токоферола в широком спектре концентраций//Биохимия. 1994.
Фармакология сверхмалых доз/Бюллетень Экспериментальной биологии и медицины: Приложение к журналу. 2003
Burlakova E. B., Goloschapov A. N., Zhizhina G. P. et al. Some specific aspects of low-doses erradiation on membranes, cells and organism//Abstracts of 25th Annual Meeting of the European Society for Radiation Biology. July 1993. Stockholm, Sweden

  • ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ РАЗДЕЛА:
  • РЕДАКЦИЯ РЕКОМЕНДУЕТ:
  • ОСТАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ:
    Имя
    Сообщение
    Введите текст с картинки:

Интеллект-видео. 2010.
RSS
X