CC BY
201
УДК 615.9
Н.Ю. Генераленко, Л.Ю. Крюкова, И.А. Пушкин ЭФФЕКТЫ МАЛЫХ И СВЕРХМАЛЫХ ДОЗ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ
В статье обсуждается проблема малых и сверхмалых доз и концентраций биологически активных веществ, решение которой может существенным образом изменить взгляды на токсичность соединений.
Ключевые слова: малые дозы, сверхмалые дозы, биологически активные вещества.
N. Generalenko, L. Krjukova, I. Pushkin
EFFECTS OF SMALL AND MICRO DOSES BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES
The article views the topical issues in the sphere of small and micro-doses and concentration of biologically active substances that may significantly change the ideas about the toxicity of compounds.
Keywords: small doses, micro-doses, biologically active substances.
В последние годы в области химии, биологии и медицины опубликовано большое количество работ по изучению малых и сверхмалых доз (СМД) и концентраций (СМК) биологически активных веществ [1 - 2]. Эти исследования проводили, как правило, с использованием культур изолированных клеток и тканей и других биологических моделей, в том числе в опытах на животных «in vivo».
В настоящее время под малыми дозами биологически активных веществ подразумевают дозы на 1 - 3 порядка меньше, чем действующие (медианные, пороговые и др.), приближающиеся к величинам ПДД (ПДК). В качестве сверхмалых доз рассматривают концентрации в интервале 10"14 - 10-18М, так как при меньших концентрациях в экспериментальном объёме порядка 1 мл может не быть даже одной молекулы вещества.
Известно, что большей дозе токсиканта соответствует большая выраженность биоэффекта. Однако в середине 1980-х годов рядом исследователей было обнаружено, что при уменьшении концентрации вещества на 1 - 2 порядка сначала эффект закономерно снижается, затем наступает «зона молчания», а при дальнейшем понижении до концентраций, отличных от первоначальных на 4 - 6 порядков, эффект возникает снова. Эти исследования были проведены на разнообразных химических агентах: регуляторах роста растений, противоопухолевых препаратов, нейропептидов и гормонов, иммуномодуляторов, антиоксидантов и других соединений.
При анализе результатов были обнаружены данные, не поддающиеся объяснению в рамках, принятых в токсикологии представлений. В ряде случаев биоэффект, наблюдаемый в зоне средних доз, оказался ниже по сравнению с действием малых доз. Особенностью действия веществ в сверхмалых дозах явилось возникновение значительного эффекта вещества в тех случаях, когда в самом биообъекте эндогенно присутствовала намного большая концентрация этого вещества. Это явление получило в литературе название «парадоксального» эффекта.
Научные и образовательные проблемы гражданской защиты - 2010'3
«Парадоксальные» эффекты не всегда поддаются воспроизведению, хотя их наблюдали при действии химических веществ на биологические системы разных уровней организации (организ-менный, клеточный, субклеточный) в самых разнообразных условиях. В целом данные явления признаются всеми исследователями, работающими в этой области, хотя природа эффектов СМД и их трактовка с точки зрения физико-химических и биохимических закономерностей взаимодействия биологически активных веществ с биомишенями ещё до конца не ясны.
В настоящее время для объяснения механизма действия СМД предложено несколько гипотез (концентрирование действующего вещества; наличие исключительно высокоэффективных систем усиления сигнала; форсирование эффекта в условиях неравновесного связывания лиганда с рецептором; адаптационная гипотеза; гипотеза, основанная на представлениях о «памяти воды»), которые дают возможность объяснить эффекты СМД, но не позволяют представить общую картину этого явления.
Эффекты малых доз токсичных веществ как химических факторов малой интенсивности объясняют на основе традиционной лиганд-рецепторной кинетики [3]. Под влиянием малых доз физиологически активных веществ, поступающих в организм из окружающей среды, возникают различные нарушения биохимических процессов с проявлением множественных вялотекущих симптомов. Они наиболее выражены при комбинированном и комплексном действии в сочетании с другими химическими, физическими (ионизирующее излучение, различные виды волновой энергии), климато-географическими и другими факторами. В этом случае совместное действие отрицательных для человека факторов, из которых каждый в отдельности не вызывает выраженных симптомов заболеваний, приводит к «массовым заболеваниям неясной этиологии». Так, в Свердловской области было зарегистрировано более 200 человек с диагнозом «токсические полиневриты» (в 1989 - 1990 гг.). «Синдром Каширского шоссе» связан с заболеванием «токсической ангиной», когда в течение нескольких дней заболело более 450 человек (май 1990 г.). «Синдром войны в Персидском заливе» (в 1991 - 1998 гг.) зарегистрирован более чем у 100 тыс. военнослужащих США, Великобритании и др. стран, участвовавших в операциях «Щит в пустыне» и «Буря в пустыне». Предполагается, что в развитии этих заболеваний важную роль играют изменения чувствительности организма на фоне действия отрицательных факторов внешней среды.
С практической точки зрения исследование проблемы малых и сверхмалых доз представляется важной задачей, решение которой может привести к уточнению взглядов на токсичность химических соединений, к изменению подходов к применению лекарственных препаратов и открытию новых направлений их создания.
Литература
1. Булатов В.В., Хохоев Т.Х., Дикий В.В., Заонегин В.В., Бабин В.Н. Проблема малых и сверхмалых доз в токсикологии. Фундаментальные и прикладные аспекты. - Рос. хим. ж., 2002, т. XLVI, № 6, с. 58 - 62.
2. Копанев В.А., Гинзбург Э.Х., Семенова В.Н. Метод вероятностной оценки токсического эффекта. -Новосибирск: Наука, 1988.
3. Лошадкин Н.А., Голденков В.А., Дикий В.В., Пушкин И.А., Дружинин А.А., Рембовский В.Р., Дарьина Л.В., Хохоев Т.А. Случаи массовых заболеваний «неясной этиологии». Роль малых доз физиологически активных веществ. - Рос. хим. ж., 2002, т. XLVI, № 6, с. 46 - 57.
Научные и образовательные проблемы гражданской защиты - 2010'3
