Пептиды, или короткие белки, содержатся во многих продуктах питания — мясе, рыбе, некоторых растениях. Когда мы съедаем кусок мяса, белок расщепляется в процессе пищеварения на короткие пептиды; они всасываются в желудок, тонкий кишечник, попадают в кровь, клетку, затем в ДНК и регулируют активность генов.

Перечисленные препараты желательно периодически применять всем людям после 40 лет для профилактики 1-2 раза в год, после 50 лет — 2-3 раза в год. Остальные препараты — по необходимости.

Как принимать пептиды

Поскольку восстановление функциональной способности клеток происходит постепенно и зависит от уровня существующего их поражения, эффект может наступить как через 1-2 недели после начала приема пептидов, так и через 1-2 месяца. Рекомендуется проведение курса в течение 1-3 месяцев. Важно учитывать, что трехмесячный прием натуральных пептидных биорегуляторов имеет пролонгированное действие, т.е. работает в организме еще порядка 2-3-х месяцев. Полученный эффект удерживается в течение полугода, а каждый следующий курс приема обладает эффектом потенцирования, т.е. эффектом усиления уже полученного.

Поскольку каждый пептидный биорегулятор имеет направленность действия на определенный орган и не влияет никак на другие органы и ткани, одновременный прием препаратов разного действия не только не противопоказан, но зачастую рекомендован (до 6-7 препаратов одновременно).
Пептиды совместимы с любыми лекарственными препаратами и биологическими добавками. На фоне приема пептидов дозы одновременно принимаемых лекарственных препаратов целесообразно постепенно снижать, что положительным образом скажется на организме больного.

Короткие регуляторные пептиды не подвергаются трансформации в желудочно-кишечном тракте, поэтому они могут спокойно, легко и просто применяться в капсулированном виде практически всеми желающими.

Пептиды в ЖКТ распадаются до ди- и три-пептидов. Дальнейший распад до аминокислот происходит в кишечнике. Это означает, что пептиды можно принимать даже без капсулы. Это очень важно, когда человек по каким-то причинам не может глотать капсулы. Это же касается и сильно ослабленных людей или детей, когда дозировку необходимо уменьшить.
Пептидные биорегуляторы можно принимать как в профилактических, так и в терапевтических целях.

Для профилактики нарушения функций различных органов и систем обычно рекомендуется по 2 капсулы 1 раз в день утром натощак в течение 30 дней, 2 раза в год.

В лечебных целях, для коррекции нарушения функций различных органов и систем с целью повышения эффективности комплексного лечения заболеваний рекомендуется по 2 капсулы 2-3 раза в день в течение 30 дней.

Пептидные биорегуляторы представлены в капсулированном виде (натуральные пептиды Цитомаксы и синтезированнные пептиды Цитогены) и в жидком виде.

Эффективность натуральных (ПК) в 2-2,5 раза ниже, чем капсулированных. Поэтому их прием в лечебных целях должен быть более продолжительным (до полугода). Жидкие пептидные комплексы наносятся на внутреннюю поверхность предплечья в проекции хода вен или на запястье и растираются до полного впитывания. Через 7-15 минут происходит связывание пептидов с дендритными клетками, которые осуществляют их дальнейший транспорт до лимфоузлов, где пептиды делают «пересадку» и отправляются с током крови к нужным органам и тканям. Хотя пептиды — это белковые вещества, их молекулярная масса гораздо меньше, чем у белков, поэтому они легко проникают через кожу. Еще больше улучшает проникновение пептидных препаратов их липофилизация, то есть соединение с жировой основой, именно поэтому практически все пептидные комплексы наружного применения имеют в своем составе жирные кислоты.

Не такдавно появилась первая в мировой практике серия пептидных препаратов для сублингвального применения —

Принципиально новый способ применения и наличие в составе каждого из препаратов целого ряда пептидов обеспечивают им максимально быстрое и эффективное действие. Данный препарат, попадая в подъязычное пространство с густой сетью капилляров, способен проникать прямо в кровоток, минуя всасывание через слизистую пищеварительного тракта и метаболическую первичную дезактивацию печени. С учетом непосредственного попадания в системный кровоток, скорость наступления эффекта в несколько раз превышает скорость при приеме препарата перорально.

Линия Revilab SL — это комплексные синтезированные препараты, имеющие в своем составе 3-4 компонента очень коротких цепочек (по 2-3 аминокислоты). По концентрации пептидов — это среднее между капсулированными пептидами и ПК в растворе. По быстроте действия — занимает лидирующую позицию, т.к. всасывается и попадает к цели очень быстро.
Данную линию пептидов имеет смысл вводить в курс на начальном этапе, а затем переходить на натуральные пептиды.

Еще одна инновационная серия — линия мультикомпонентных пептидных препаратов. Линия включает в себя 9 препаратов, каждый из которых содержит целый ряд коротких пептидов, а также антиоксиданты и строительный материал для клеток. Идеальный вариант для тех, кто не любит принимать много препаратов, а предпочитает получить все в одной капсуле.

Действие данных биорегуляторов нового поколения направлено на замедление процессов старения, поддержание нормального уровня обменных процессов, профилактику и коррекцию различных состояний; реабилитацию после тяжелых заболеваний, травм и операций.

Пептиды в косметологии

Пептиды можно включать не только в лекарства, но и в другие продукты. Например, российскими учеными разработана великолепная клеточная косметика с натуральными и синтезированными пептидами, которая оказывает воздействие на глубокие слои кожи.

Внешнее старение кожи зависит от многих факторов: образа жизни, стрессов, солнечного света, механических раздражителей, климатических колебаний, увлечений диетами и т.д. С возрастом кожа обезвоживается, теряет эластичность, становится шероховатой, на ней появляется сеть морщин и глубоких бороздок. Всем нам известно, что процесс естественного старения закономерен и необратим. Противостоять ему невозможно, но его можно замедлить благодаря революционным ингредиентам косметологии — низкомолекулярным пептидам.

Уникальность пептидов состоит в том, что они свободно проходят через роговой слой в дерму до уровня живых клеток и капилляров. Восстановление кожи идет глубоко изнутри и, как результат, — кожа долгое время сохраняет свою свежесть. К пептидной косметике не происходит привыкания — даже если перестать ею пользоваться, кожа просто физиологически будет стареть.

Косметические гиганты создают все новые и новые «чудодейственные» средства. Мы доверчиво покупаем, используем, но чуда не происходит. Мы слепо верим надписям на банках, не подозревая, что зачастую это всего лишь маркетинговый прием.

Например, большинство косметических компаний вовсю производят и рекламируют кремы от морщин с коллагеном в качестве основного ингредиента. Между тем, ученые пришли к выводу, что молекулы коллагена настолько велики, что просто не могут проникнуть в кожу. Они оседают на поверхности эпидермиса, а потом смываются водой. То есть, покупая кремы с коллагеном, мы буквально выкидываем деньги в трубу.

В качестве еще одного популярного активного ингредиента антиэйдж-косметики используется ресвератрол. Он действительно является мощным антиоксидантом и иммуностимулятором, но только в виде микроинъекций. Если втирать его в кожу, чуда не произойдет. Опытным путем было доказано, что на выработку коллагена кремы с ресвератролом практически не влияют.

НПЦРИЗ (ныне Peptides) в соавторстве с учеными Санкт-Петербургского института биорегуляции и геронтологии разработал уникальную пептидную серию клеточной косметики (на основе натуральных пептидов) и серию (на основе синтезированных пептидов).

В их основу заложена группа пептидных комплексов с различными точками приложения, оказывающих мощное и видимое омолаживающее действие на кожу. В результате применения происходит стимуляция регенерации клеток кожи, кровообращения и микроциркуляции, а также синтеза коллаген-эластинового каркаса кожи. Все это проявляется в лифтинге, а также улучшении текстуры, цвета и влажности кожи.

В настоящее время разработано 16 видов кремов, в т.ч. омолаживающие и для проблемной кожи (с пептидами тимуса), для лица против морщин и для тела против растяжек и рубцов (с пептидами костно-хрящевой ткани), против сосудистых звездочек (с пептидами сосудов), антицеллюлитный (с пептидами печени), для век от отеков и темных кругов (с пептидами поджелудочной железы, сосудов, костно-хрящевой ткани и тимуса), против варикоза (с пептидами сосудов и костно-хрящевой ткани) и др. Все кремы, помимо пептидных комплексов, содержат и другие мощные активные ингредиенты. Важно, что кремы не содержат химических компонентов (консервантов и пр.).

Эффективность действия пептидов доказана в многочисленных экспериментальных и клинических исследованиях. Конечно, чтобы выглядеть прекрасно, одних кремов мало. Нужно омолаживать свой организм и изнутри, применяя время от времени различные комплексы пептидных биорегуляторов и микронутриентов.

Линейка косметических средств с пептидами, помимо кремов, включает в себя также шампунь, маску и бальзам для волос, декоративную косметику, тоники, сыворотки для кожи лица, шеи и области декольте и пр.

Следует учитывать также, что на внешний вид существенно влияет потребляемый сахар.
Из-за процесса под названием «гликация» сахар разрушительно действует на кожу. Избыток сахара увеличивает скорость деградации коллагена, что приводит к морщинам.

Гликацию относят к основным теориям старения, наряду с окислительной и фотостарением.
Гликация – взаимодействие сахаров с белками, в первую очередь коллагена, с образованием поперечных сшивок – это естественный для нашего организма, постоянный необратимый процесс в нашем теле и коже, приводящий к отвердению соединительной ткани.
Продукты гликации – частицы A.G.E. (Advanced Glycation Endproducts) – оседают в клетках, накапливаются в нашем теле и приводят ко множеству негативных эффектов.
В результате гликации кожа теряет тонус и становится тусклой, она обвисает и выглядит старой. Это напрямую связано с образом жизни: снизьте потребление сахара и мучного (что полезно и для нормального веса) и каждый день ухаживайте за кожей!

Для противостояния гликации, торможения деградации белков и возрастных изменений кожи компания разработала антивозрастной препарат с мощным дегликирующим и антиоксидантным эффектом. Действие данного средства основано на стимулировании процесса дегликации, воздействующего на глубинные процессы старения кожи и способствующего разглаживанию морщин и повышению ее упругости. Препарат включает в себя мощный комплекс для борьбы с гликацией — экстракт розмарина, карнозин, таурин, астаксантин и альфа-липоевую кислоту.

Пептиды — панацея от старости?

По словам создателя пептидных препаратов В.Хавинсона, старение во многом зависит от образа жизни: «Никакие препараты не спасут, если человек не обладает набором знаний и правильным поведением — это соблюдение биоритмов, правильное питание, физкультура и прием тех или иных биорегуляторов». Что касается генетической предрасположенности к старению, то от генов, по его словам, мы зависим лишь на 25 процентов.

Ученый утверждает, что пептидные комплексы обладают огромным восстановительным потенциалом. Но возводить их в ранг панацейности, приписывать пептидам несуществующие свойства (скорее всего по коммерческим соображениям) категорически неправильно!

Заботиться о своем здоровье сегодня — означает дать себе шанс жить завтра. Мы сами должны улучшать свой образ жизни — заниматься спортом, отказываться от вредных привычек, лучше питаться. И конечно же, по мере возможности применять пептидные биорегуляторы, способствующие сохранению здоровья и увеличению продолжительности жизни.

Пептидные биорегуляторы, разработанные российскими учеными несколько десятков лет назад, стали доступны широкому потребителю только в 2010 году. Постепенно о них узнает все больше людей во всем мире. Секрет сохранения здоровья и моложавости многих известных политиков, артистов, ученых кроется в применении пептидов. Вот только некоторые из них:
Министр энергетики ОАЭ Шейх Саид,
Президент Белоруссии Лукашенко,
Бывший Президент Казахстана Назарбаев,
Король Таиланда,
летчик-космонавт Г.М. Гречко и его жена Л.К.Гречко,
артисты: В.Леонтьев, Е.Степаненко и Е.Петросян, Л. Измайлов, Т.Повалий, И.Корнелюк, И.Винер (тренер по художественной гимнастике) и многие-многие другие...
Пептидные биорегуляторы применяют спортсмены 2-х олимпийских сборных России — по художественной гимнастике и гребле. Применение препаратов позволяет увеличить стрессоустойчивость наших гимнасток и способствует успехам сборной на международных чемпионатах.

Если в молодости мы можем себе позволить делать профилактику здоровья периодически, когда нам хочется, то с возрастом, к сожалению, такой роскоши у нас нет. И если Вы не хотите завтра быть в таком состоянии, что Ваши близкие измучаются с Вами и будут ждать Вашей кончины с нетерпением, если Вы не хотите умереть среди чужих людей, потому что ничего не помните и все вокруг кажутся Вам чужими на самом деле, Вы должны с сегодняшнего дня принять меры и заботиться даже не столько о себе, сколько о своих близких.

В Библии написано: «Ищите и обрящете». Возможно, Вы нашли свой способ оздоровления и омоложения.

Все в наших руках, и только мы сами можем о себе позаботиться. Никто за нас этого не сделает!

Уже давно не вызывает сомнений значимость белков для практически любого аспекта существования жизни. Однако их «младшие братья» - пептиды - привлекают незаслуженно мало внимания, обычно считаясь биологически не такими уж важными. Нет, никто не забывает про исключительную роль пептидов в эндокринной системе и антибактериальной защите. Однако ещё двадцать лет назад нельзя было и заподозрить, что пептидный «фон», присутствующий во всех тканях и традиционно воспринимаемый как «обломки» функциональных белков, также выполняет свою функцию. «Теневые» пептиды формируют глобальную систему биорегуляции и гомеостаза, - возможно, более древнюю, чем эндокринная и нервная системы.

В начале 2010 года постановлением Президиума РАН директор Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова - Вадим Тихонович Иванов - награждён Большой золотой медалью Российской академии наук имени М.В. Ломоносова - «за выдающийся вклад в развитие биоорганической химии». На общем собрании РАН в мае этого года В.Т. Иванов прочитал лекцию о роли пептидов в качестве универсальных биорегуляторов. По мотивам лекции Иванова написана эта статья.

Белки, как постулировано ещё классиками диалектического материализма, являются основным «рабочим телом» жизни. Недаром даже в школьном учебнике биологии отдельным списком перечисляются функции белков: каталитическая, структурная, защитная, регуляторная, сигнальная, транспортная, запасающая, рецепторная и двигательная. Первые белки описали ещё в XVIII веке - это были альбумин («яичный» белок), фибрин (один из белков крови) и глютен (запасающий белок пшеницы). Центральная роль белков во всей биологии была осознана к концу первой четверти XX века, и с тех пор ни у кого уже не вызывает сомнения, что абсолютно все жизненные процессы протекают с участием этих универсальных «молекул жизни».

Есть у белков и «младшие братья» - пептиды. Отличие между этими двумя классами молекул довольно условное - идентичные по химической природе, они различаются лишь размером (длиной полипептидной цепи): если молекула состоит более чем из 50 аминокислотных остатков - это белок, а если менее - то пептид. Перечисленные выше «классические» функции относятся главным образом к белкам, на долю пептидов же традиционно отводилась роль в эндокринной регуляции: большинство хорошо известных биологических пептидов (а их не так уж много) являются нейрогормонами и нейрорегуляторами. Основные пептиды с известной функцией в человеческом организме - пептиды тахикининового ряда, вазоактивные интестинальные пептиды, панкреатические пептиды, эндогенные опиоиды, кальцитонин и некоторые другие нейрогормоны.

Кроме этого, важную биологическую роль играют антимикробные пептиды , секретируемые как животными, так и растениями (встречаются, например, в семенах или в слизи лягушек), а также антибиотики пептидной природы, о которых ещё будет немного сказано далее.

И вот не так давно (не более тридцати лет назад) обнаружилось, что кроме этих пептидов, обладающих вполне определёнными функциями, ткани живых организмов содержат довольно мощный пептидный «фон», состоящий в основном из фрагментов более крупных функциональных белков. Долгое время считалось, что это не имеет принципиального значения, и что такие пептиды - всего лишь «обломки» рабочих молекул, которые организм ещё не успел «подчистить». Однако в последнее время становится понятно, что этот «фон» играет важную роль в поддержании гомеостаза (тканевого биохимического равновесия) и регуляции множества жизненно важных процессов самого общего характера - таких как рост, дифференциация и восстановление клеток. Не исключено даже, что система биорегуляции на основе пептидов - эволюционный «предшественник» более современных эндокринной и нервной систем.

Однако давайте разбираться по порядку, и, чтобы не утратить исторической перспективы, начнём с короткой экскурсии в историю изучения пептидных веществ в нашей стране.

Историческая справка: пептидная школа в СССР

«Визитной карточкой» Института на долгие годы стал валиномицин - депсипептидный циклический антибиотик из бактерий Streptomyces fulvissimus , - синтез которого осуществила команда под руководством Овчинникова , доказав заодно ошибочность существовавших ранее представлений о структуре этого вещества (рис. 1). Валиномицин оказался ионофором , то есть веществом, селективно увеличивающим проницаемость биологической липидной мембраны для определённого типа ионов. Конформационное исследование валиномицина и его комплексов с ионами калия (а именно их он и переносит через мембрану) позволило сформулировать механизм работы антибиотика . Ион металла, как в браслет, помещается в центр полости, присутствующей в циклической молекуле, и без энергетических затрат переносится через клеточную мембрану, - что и приводит к «обнулению» калиевого трансмембранного потенциала и, в конечном счёте, к гибели микроорганизма.

Рисунок 1. На лабораторном коллоквиуме в Институте химии природных соединений (1965 г.). Структуру циклического антибиотика валиномицина на доске рисует В.Т. Иванов. Депсипептиды, к которым относится и валиномицин, содержат наряду с «классическими» пептидными связями также одну или несколько сложноэфирных групп.

Блестящий пример валиномицина и других ионофоров, плюс шедшие параллельно в США исследования краун-эфиров , также способных к формированию прочных комплексов с ионами металлов, породили по всему миру каскад работ, приведших к становлению контейнерной химии , основанной на концепции «хозяин-гость» . За работы в этой области Дональд Крам, Жан-Мари Лен и Чарльз Педерсен в 1987 году были удостоены Нобелевской премии по химии . Кстати, пространственная структура трансмембранного калиевого канала, полученная уже в XXI веке, показала, что механизм переноса и селективности к иону K + у этого белка принципиально такой же, как и в случае валиномицина, - только в канале координационную сферу иона образуют аминокислотные остатки из субъединиц канала-тетрамера , а в антибиотике это остов самой циклической молекулы-депсипептида.

За огромную работу по исследованию валиномицина и других ионофоров, результаты которой суммированы в монографии «Мембрано-активные комплексоны», Ю. А. Овчинников и В. Т. Иванов - нынешний директор РАН (ИБХ - так сегодня называется институт, созданный Шемякиным) - были в 1987 году удостоены Ленинской премии. А в память о том романтическом периоде в биоорганической химии около входа в ИБХ красуется статуя, изображающая комплекс валиномицина с ионом калия.

«Болгарская простокваша», или как пептиды стимулируют врождённый иммунитет

Пептидные антибиотики - вещь, бесспорно, интересная, однако они по большей части вырабатываются микроорганизмами и действуют на микроорганизмы же, а значит, исследования должны были двигаться дальше - в сторону изучения пептидов животных и человека. Чтобы сделать переход к рассказу о человеческих пептидах более плавным, сначала коротко расскажем о мурамилпептидах - компонентах клеточной стенки бактерий, способных стимулировать врождённый иммунитет у человека.

В 1970-е годы в ИБХ обратился болгарский врач Иван Богданов с просьбой помочь проанализировать препарат, полученный им из продуктов ферментации кисломолочной бактерии Lactobacillus bulgaricus . Дело в том, что он хотел найти действующее начало «чудотворных» болгарских кисломолочных продуктов (в первую очередь, простокваши), якобы играющих роль в знаменитом болгарском долголетии. Роль диеты в долголетии целых народов так и остаётся не до конца доказанной, но вот препарат Богданова вызвал живой интерес, поскольку обладал существенной противоопухолевой активностью. По своему составу этот экстракт представлял собой сложную смесь веществ бактериального происхождения.

В результате исследований обнаружилось, что действующим началом препарата Богданова является элементарное звено клеточной стенки бактерий - глюкозаминил-мурамил-дипептид (ГМДП), - оказывающее на организм человека иммуностимулирующее и противоопухолевое действие. Фактически, этот элемент бактерии представляет для иммунной системы как бы «образ врага», мгновенно запускающий каскад поиска и удаления патогена из организма. Кстати, быстрый ответ - неотъемлемое свойство врождённого иммунитета, в отличие от адаптивной реакции, требующей до нескольких недель, чтобы «развернуться» полностью. На основе ГМДП был создан лекарственный препарат ликопид , применяющийся сейчас для широкого спектра показаний, связанных в основном с иммунодефицитами и инфекционными заражениями - сепсисом, перитонитом, синуситами, эндометритами, туберкулёзом, а также при различных видах лучевой и химеотерапии.

Новые «-омики»: пептидомика - новое направление постгеномных исследований

На этом изыскания «из жизни пептидов» не закончились - на самом деле, история с «простоквашей» и многие другие работы по веществам пептидной природы сообщили толчок для рождения новой отрасли, занимающейся систематическим изучением пептидов, содержащихся в живых клетках и тканевых жидкостях.

В начале 1980-х годов стало понятно, что роль пептидов в биологии сильно недооценена - их функции много шире, чем у всем известных нейрогормонов. Прежде всего, обнаружилось, что пептидов в цитоплазме, межклеточной жидкости и тканевых экстрактах много больше, чем считалось до того - как по массе, так и по числу разновидностей. Более того, состав пептидного «пула» (или «фона») в разных тканях и органах существенно отличается, и эти отличия сохраняются у разных особей. Число «свеженайденных» в тканях человека и животных пептидов в десятки раз превышало количество пептидов «классических» с хорошо изученными функциями. В течение какого-то времени «теневые» пептиды считались просто биохимическим «мусором», оставшимся от деградации более крупных функциональных белков и ещё не «прибранным» организмом, и лишь с начала 1990-х завеса тайны начала приподниматься.

Изучением роли пептидных «пулов» стала заниматься новая дисциплина - пептидомика, - становление которой происходило не в последнюю очередь и в ИБХ. Всем известно, что реализация генетической программы, заложенной в ДНК организмов, начинается с - совокупности хромосом и генов . Изучением организации и работы генома занимается специальная область на стыке молекулярной биологии и биотехнологий - генóмика . Ядро клетки, подобно командному центру, отправляет в цитоплазму послания - матричные РНК (мРНК), являющиеся «слепками» генов. Этот процесс называется транскрипцией , а совокупность всех мРНК, присутствующих в данный момент в цитоплазме и отражающих активность генома, по аналогии назвали транскриптóмом , особенности которого изучает транскриптомика . Сумма всех белковых молекул, которые синтезировали рибосомы, «прочитав» кодирующие белки мРНК, называется протеóмом , и изучает эту «белковую сферу» протеомика .

Эти три «-омики» являются классическими, но если вспомнить о том, что белки имеют ограниченный «срок годности», после чего расщепляются протеазами на фрагменты - то есть на пептиды! - то появляется ещё одна «-омика»: пептидомика . По аналогии, её роль - изучить состав и функции белковых «пулов», существующих в разных тканях и органах, а также объяснить механизмы их образования и разрушения. Пептидóм находится на самом конце информационной цепочки: Генóм → Транскриптóм → Протеóм → Пептидóм. Пептидомика - самая молодая дисциплина из перечисленных: её возраст не превышает 30 лет, а название было предложено только в районе 2000 года. К настоящему моменту экспериментальная пептидомика позволила сформулировать три самых главных закономерности, описывающие поведение совокупности «теневых пептидов» в живых организмах.

Прежде всего, биологические ткани, жидкости и органы содержат большое число пептидов, образующих «пептидные пулы», и роль их далеко не балластная. Эти пулы образуются как из специализированных белков-предшественников, так из белков с иными, своими собственными функциями (ферментов, структурных и транспортных белков и др.).

Во-вторых, состав пептидных пулов устойчиво воспроизводится при нормальных условиях и не обнаруживает индивидуальных отличий. Это значит, что у разных особей пептидóмы мозга, сердца, лёгких, селезёнки и других органов будет примерно совпадать, но между собой эти пулы будут достоверно различаться. У разных видов (по крайней мере, среди млекопитающих) состав аналогичных пулов также весьма схож.

И, наконец, в-третьих, при развитии паталогических процессов, а также в результате стрессов (в том числе, длительного лишения сна) или применения фармакологических препаратов состав пептидных пулов меняется, и иногда довольно сильно. Это может использоваться для диагностики различных патологических состояний, - в частности, такие данные есть для болезней Ходжкина и Альцгеймера.

Точный состав пептидных пулов определить сложно, - прежде всего, потому, что число «участников» существенным образом будет зависеть от концентрации, которую считать значимой. При работе на уровне единиц и десятых долей наномоля (10 −9 М) это несколько сотен пептидов, однако при увеличении чувствительности методик до пикомолей (10 −12 М) число зашкаливает за десятки тысяч. Считать ли такие «минорные» компоненты за самостоятельных «игроков», или же принять, что они не имеют собственной биологической роли и представляют лишь биохимический «шум» - вопрос открытый.

Пептидные пулы - общая черта живых организмов?

Большинство пионерских работ по пептидомике проведены на тканях животных, и во всех случаях были выявлены пептидные пулы определённого и характерного состава - у человека, быка, крысы, мыши, свиньи, суслика, гидры, дрозофилы, саранчи. Но является ли феномен наличия пептидных пулов общим, например, для растений и прокариот? В случае простейших или бактерий выяснить ситуацию ещё предстоит, но вот для растений, видимо, уже можно дать положительный ответ. В частности, для модельного растения - мха Рhyscomitrella patens , геном которого недавно был расшифрован, - было показано, что на каждой стадии развития (у нитчатой формы, протонемы и на стадии зрелой стадии, гаметофоров) в растении присутствует большое число эндогенных пептидов - фрагментов клеточных белков, набор которых индивидуален для каждой формы растения. (Схема экспериментального анализа пептидов из мха показана на рисунке 2.)

Рисунок 2. Схема анализа пептидов мха

Даже если у прокариот не обнаружится ничего похожего, уже можно сделать вывод, что большое число многоклеточных организмов культивирует внутри себя пептидные «пулы». Но для чего они служат и как образуются?

Пептиды: «теневая» система биорегуляции

Механизм образования пептидных пулов проще всего выяснить на культурах клеток, потому что, в отличие от целых тканей и органов, в этом случае появляется уверенность, что пептиды генерируются именно этим типом клеток, а не каким-то другим (или вообще не являются артефактом выделения из тканей). Наиболее подробно в этом смысле изучены эритроциты человека - клетки тем более интересные, что они лишены ядра, а, следовательно, большинство биохимических процессов в них сильно заторможено.

Установлено, что внутри эритроцитов происходит «нарезание» гемоглобиновых α- и β-цепей на серию крупных фрагментов (всего выделено 37 пептидных фрагментов α-глобина и 15 - β-глобина) и, кроме того, эритроциты выделяют в окружающую среду множество более коротких пептидов (рисунок 3). Пептидные пулы образуются и другими культурами клеток (трансформированными миеломоноцитами, клетками эритролейкемии человека и др.), т. е. продукция пептидов культурами клеток - широко распространённый феномен. В большинстве тканей 30–90% всех идентифицированных пептидов являются фрагментами гемоглобина, однако идентифицированы и другие белки, порождающие «каскады» эндогенных пептидов, - альбумин, миелин, иммуноглобулины и др. Для части «теневых» пептидов предшественников пока не найдено.

Даже беглый взгляд на перечень пептидных фрагментов гемоглобина (рис. 3) приводит к выводу, что разнообразие эндогенных пептидов значительно превосходит традиционный набор пептидных гормонов, нейромодуляторов и антибиотиков. Несмотря на множество разрозненных данных об активности отдельных компонентов пептидных пулов, ключевой вопрос о биологической роли пептидных пулов в целом оставался не решённым. Представляет ли основная масса пептидов в пулах просто нейтральные промежуточные продукты разрушения белковых субстратов на пути к аминокислотам, вновь используемым для ресинтеза белков, или эти пептиды играют самостоятельную биологическую роль?

Рисунок 3. Образование пептидов в культуре эритроцитов человека. На чёрном фоне показаны аминокислотные последовательности α- и β-глобина, а на сером - последовательности пептидов, идентифицированных как фрагменты этих белков.

Для ответа на этот вопрос было изучено действие более 300 пептидов - компонентов пептидных пулов тканей млекопитающих - на набор культур опухолевых и нормальных клеток. В результате оказалось, что более 75% этих пептидов оказывают выраженное пролиферативное или антипролиферативное действие хотя бы на одну культуру (то есть, ускоряют или замедляют деление клеток) . Были обнаружены и другие виды биологической активности, более или менее пересекающиеся с активностями гормонов, парагормонов и нейротрансмиттеров. В результате ряда таких работ было сделано несколько выводов:

• компоненты пептидóма участвуют в регуляции нервной, иммунной, эндокринной и других систем организма, причём их действие можно рассматривать как комплексное, - то есть, осуществляемое сразу всем ансамблем пептидов;
• пептидный пул в целом регулирует долговременные процессы («долго» для биохимии - это часы, дни и недели), отвечает за поддержание гомеостаза и регулирует пролиферацию, гибель и дифференцировку составляющих ткань клеток.

По-видимому, один из главных механизмов действия коротких биологических пептидов - работа через рецепторы хорошо известных пептидных нейрогормонов. Сродство «теневых» пептидов к рецепторам очень низкое - в десятки или даже тысячи раз ниже, чем у их «основных» лигандов, но нужно принимать во внимание и тот факт, что концентрация «теневых» пептидов примерно в такое же число раз выше. В результате оказываемый ими эффект может иметь ту же величину, а, учитывая широкий «биологический спектр» пептидного пула, можно сделать вывод об их важности в регуляторных процессах.

В качестве примера действия через «не свои» рецепторы можно привести геморфины - фрагменты гемоглобина, которые действуют на опиоидные рецепторы, аналогично «эндогенным опиатам» - энкефалину и эндорфину . Доказывается это стандартным для биохимии способом: добавление налоксона - антагониста опиоидных рецепторов, используемого в качестве антидота при передозировке морфина, героина или других наркотических анальгетиков, - блокирует действие геморфинов, что и подтверждает их взаимодействие с опиоидными рецепторами.

В то же время, мишени действия большинства «теневых» пептидов неизвестны. По предварительным данным, некоторые из них могут влиять на работу рецепторных каскадов и даже участвовать в «управляемой гибели» клетки - апоптозе .

Кстати, фрагменты более крупных белков, обладающие своей собственной функцией, никак не связанной с функцией «родителя», получили название криптеинов («спрятанные» белки). Криптеины сейчас довольно активно изучаются и выявляются в последовательностях «не секретных» белков в надежде обнаружить у них особые биологические (например, лекарственные) свойства.

Полифункциональный и полиспецифичный «биохимический буфер», который образует пептидный пул, «смягчая» метаболические колебания, позволяет говорить о новой, ранее неизвестной системе регуляции на основе пептидов (см. таблицу 1). Этот механизм дополняет всем известные нервную и эндокринную системы, поддерживая в организме своеобразный гомеостаз и устанавливая равновесие между ростом, дифференцировкой, восстановлением и гибелью клеток. Изменение пептидного «фона» почти наверняка обратит внимание на протекающий патологический процесс, а восстанавливающее и стимулирующее действие многих пептидных веществ, видимо, можно объяснить как раз восстановлением нарушенного равновесия.

Учитывая сказанное, можно даже высказать предположение, что пептидная биорегуляторная система является эволюционным предшественником более совершенных и современных нервной и эндокринной систем. Эффекты, оказываемые пептидным «фоном», могут проявляться уже на уровне отдельной клетки, в то время как невозможно себе представить работу нервной или эндокринной системы в одноклеточном организме.

Таблица 1. Сравнение различных регуляторных систем

Свойство	Регуляторная система
	Нервная	Эндокринная / паракринная	Тканеспецифичные пептидные пулы
«Рабочее тело»	Нейротрансмиттеры	Гормоны	Пептиды - фрагменты функциональных белков
Предшественник		Специфический белковый предшественник	Функциональные белки
«Порождающий» процесс		Сайт-специфическое расщепление	Действие набора клеточных протеаз
Концентрация (нМ/г ткани)	0,001–1.0	0,001–1.0	0,1–100
Тип регуляции	Синаптическая секреция	Внеклеточная секреция	Изменение концентрации в ткани
Механизм действия	Связывание с рецепторами синаптической мембраны	Связывание с рецепторами клеточной мембраны	Связывание с рецепторами «родственных» гормонов
Константа связывания с рецептором (K d , нМ)	1–1000	0,1–10	100–10000
Период активности	Секунды–минуты	Минуты–часы	Часы–дни
Биологическая роль	Передача нервного импульса	Регуляция физиологических процессов в ткани или всём организме	Поддержание тканевого гомеостаза

Будущие приложения пептидомики

Лекарственные препараты, по существу являющиеся вариациями на тему пептидных пулов различных тканей животных, уже достаточно широко представлены на рынке (таблица 2), хотя они и не входят в число «блокбастеров», приносящих концернам максимальные барыши. Основная область их применения - состояния, связанные с дегенерацией или трансформацией клеток и тканей, а также необходимостью регенерации (заживления ран). Однако такие препараты не являются чистыми химическими веществами, а, следовательно, не удовлетворяют требованиям современной доказательной молекулярной медицины . (Дело в том, что современные фармакологические стандарты - такие как Good Clinical Practice - подразумевают проведение клинических испытаний, в которых совершенно чётко было бы доказано действие того или иного лекарственного компонента.)

Таблица 2. Лекарственные препараты, созданные на основе пептидных пулов

Препарат	Источник	Показание
Солкосерил (Швейцария)	Депротеинизированный гемодериват из телячьей крови
Актовегин (Дания)	Пептиды плазмы крови	Заживление ран, трансплантация, ишемия
Вирулизин (Канада)	Экстракт желчного пузыря крупного рогатого скота	Иммунодефициты, онкология
Тимулин (Россия)	Экстракт тимуса крупного рогатого скота	Иммунодефициты
Церебролизин (Австрия), Кортексин (Россия)	Экстракт головного мозга крупного рогатого скота/свиньи	Инсульт, болезнь Альцгеймера
Раверон (Швейцария) Простатилен (Россия)	Экстракт предстательной железы крупного рогатого скота	Простатит, аденома предстательной железы

Одно из перспективных направлений здесь - использование упоминавшейся уже антипролиферативной активности пептидов. Так, в опытах на карциноме молочной железы мышей один из фрагментов гемоглобина (так называемый VV-геморфин-5) удваивал выживаемость животных при совместном применении со стандартным цитостатиком эпирубицином по сравнению с применением одного только эпирубицина (рис. 4). Этот эксперимент даёт основания полагать, что на основе природных пептидных пулов возможно создание вспомогательных и поддерживающих препаратов для онкологической терапии.

Рисунок 4. Средняя продолжительность жизни мышей с карциномой молочной железы при интраперитонеальном введении эпирубицина и комбинированной терапии эпирубицином с VV-геморфином-5. Выживаемость во втором случае была выше в два раза.

Однако разработка и тестирование новых лекарств - чрезвычайно долгий и затратный процесс, осложняемый конкурентной борьбой фармацевтических гигантов . Более близкая перспектива использования пептидных пулов - это диагностика заболеваний и прочих патологических состояний. Выше уже не раз было сказано, что пептидный состав образца сильно зависит от состояния, в котором находился организм - донор ткани. Уже есть примеры использования пептидомного подхода для выявления маркеров тех или иных заболеваний, в том числе - онкологических.

В Институте биоорганической химии разработана методика масс-спектрометрического анализа пептидного профиля образцов крови и выявлены статистически достоверные различия, по которым можно диагностировать рак яичников, колоректальный рак или сифилис (рис. 5). Масс-спектр, отражающий состав пептидного пула образца тканей, в случае больного человека будет иметь характерные отличия, по которым исследователи - а в перспективе и врачи - смогут ставить точный диагноз.

В биохимии пептидами принято называть низкомолекулярные фрагменты белковых молекул, состоящие из небольшого числа аминокислотных остатков (от двух до нескольких десятков), соединённых в цепь пептидными связями -C(O)NH-

По данным статьи, опубликованной в журнале о косметической дерматологии (Journal of Cosmetic Dermatology), пептиды модулируют или сигнализируют о большинстве естественных процессов в организме. Другими словами, они являются информационными агентами, «гонцами», которые переносят информацию от одной клетки к другой, осуществляют взаимодействие эндокринной, нервной и иммунной системы. При этом их активность проявляется в очень низких концентрациях (около 10 моль на л), невозможна их денатурация (отсутствует третичная структура), а синтетические пептиды ещё и устойчивы к разрушающему действию ферментов. Это значит, что при малом количестве вводимого препарата пептиды будут выполнять свою функцию длительное время и с высокой эффективностью. Пептиды имеют еще одну важную особенность: их физические свойства, токсичность, способность проникать через кожу, эффективность - все это полностью определяется набором и последова-тельностью входящих в них аминокислот.

Роль пептидов в организме человека

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.

Биологическое действие пептидов разнообразно. Для синтеза пептидов наш организм использует только 20 наиболее распростра¬ненных в живой природе аминокислот. Одни и те же аминокислоты присутствуют в различных по структуре и функциям пептидах. Индивидуальность пептида определяется порядком чередования аминокислот в нем. Аминокислоты можно рассматривать как буквы алфавита, при помощи которых, как в слове, записывается информация. Слово несёт информацию, например, о предмете, а последовательность аминокислот в пептиде несёт информацию о построении пространственной структуры и функции данного пептида. Любые, даже незначительные изменения (изменение последовательности и количества аминокислот) в аминокислотном составе пептидов часто приводят к потере одних и возникновению других биологических свойств. Таким образом, опираясь на информацию о биологических функциях пептидов, видя состав и определенную последовательность аминокислот, мы можем с большой уверенностью сказать, каким будет направление его действия. Другими словами для каждого типа ткани подходит свой пептид: для печени – печеночный, для кожи – кожный, пептиды иммунологического действия защищают организм от попавших в него токсинов и так далее.

Среди существующих на данный момент пептидов особую роль в организме человека играют регуляторные пептиды (низкомолекулярныме олигопептиды). Это одна из важнейших систем регуляции и поддержания «гомеостаза». Этот термин, введенный в 30-х годах прошлого столетия американским физиологом У. Кенноном, означает жизненно важное равновесие всех органов. Самыми ценными среди регуляторных пептидов, по мнению ученых, считаются короткие пептиды, имеющие в молекуле не больше 4 аминокислот. Их ценность обусловливается тем, что на них не образуются антитела и тем самым они абсолютно безопасны для здоровья при использовании в качестве лекарственных средств.

Механизм воздействия биорегуляторных пептидов на клетку

Регуляторные пептиды являются одним из видов информонов (специализированные вещества, переносящие информацию между клетками организма). Они представляют собой продукты обмена веществ и составляют обширную группу межклеточных сигнализаторов. Они полифункциональны, но при этом каждый из них высокоспецифичен к определенным рецепторам, а также они способны регулировать образование других регуляторных пептидов.

Регуляторные пептиды оказывают прямое влияние на соотношение делящихся, созревающих, функционирующих и отмирающих клеток, у зрелых клеток пептиды поддерживают необходимый набор ферментов и рецепторов, повышают выживаемость и снижают темп апоптоза клеток. Фактически они создают оптимальный физиологический темп деления клеток. Таким образом, важным отличием этих пептидов является их регулирующее действие: при подавлении функции клетки они её стимулируют, а при повышенной функции – снижают до нормального уровня. На основании этого препараты, изготовленные на основе пептидов, осуществляют физиологическую коррекцию функций организма и рекомендуются для омоложения клеток.

Пептиды в anti-age косметологии

Так как пептиды помимо своих основных функций принимают активное участие в контроле воспаления, меланогенеза и в синтезе протеинов в коже, то их применение в косметологии, на наш взгляд, является неоспоримым фактом. Рассмотрим это на конкретных примерах.

Дипептид карнозин - пептид антиоксидант (открыт в 1900 году).

1. Является частью естественной антиоксидантной системы организма. Он способен нейтрализовать свободные радикалы и связывать ионы металлов, тем самым защищая липиды клетки от окислительного воздействия. В косметических препаратах он выполняет функцию водорастворимого антиоксиданта.
2. Ускоряет ранозаживление и контролирует процесс воспаления. Благодаря его действию раны заживают «качественно», без рубцов. Эти свойства карнозина активно используются в косметических препаратах, действие которых направлено на решение проблем поврежденной и воспаленной кожи (например, при лечении угревой болезни), предназначенных для реабилитации после травмирующих процедур (фракционный абляционный фототермолиз, пилинги и др.).
3. Является эффективным буфером протонов, что мож¬но использовать в средствах для кислотного пилинга. Добавив карнозин, можно не снижать концентрацию кислоты (а значит, сохранить эффективность продукта) и одновременно повысить рН, сделав пилинг менее раздражающим.

Матрикины - пептиды с лифтинг - эффектом

1. Образуются при разрушении структурных белков дермального матрикса (коллагена, эластина и фибронектина) на стадии естественного очищения раны перед тем, как она стала заживать.
2. Являются аутокринными и паракринными пептидами мгновенного обмена сообщений между клетками и тканями, тем самым запуская и регулируя последовательность всех стадий заживления раневого процесса. Другими словами они сигнализируют фибробластам о разрушении коллагена, эластина, фибронектина, в результате этого фибробласты начинают синтезировать новые белки взамен разрушенных. Очень важно то, что эти процессы происходят не только во время повреждения кожи, но и при её естественном обновлении.

1. Стимулирует синтез коллагена в коже.
2. Ускоряет процесс заживления ран и лечения рубцов:

• повышает уровень антиоксидантов в ране, связывает некоторые токсичные продукты перекисного окисления липидов, ограничивает нежелательные проявления воспалительных реакций, тем самым защищает клетки от окислительного стресса, препятствует их повреждению;
• стимулирует фибробласты к выработке компонентов внеклеточного матрикса кожи, а другие клетки к формированию сосудов на поврежденном участке;
• обладает противовоспалительной активностью.

Помогает клеткам кожи лучше «общаться» между собой, обмениваясь сигнальными молекулами.

Стимулирует синтез влагоудерживающих молекул дермы - гликозаминогликанов.

Регулирует ремоделирование (реконструкцию) кожи за счет активации активности ферментов, разрушающих матрикс кожи и веществ, которые эти ферменты ингибируют.

При сочетанном использовании с методиками контролируемого повреждения кожи (пилинги, фракционный абляционный фототермолиз и др.) активирует естественные процессы её восстановления и ремоделирования, а также снижает риск возникновения побочных эффектов.

У пептидов природного происхождения существуют их синтетические аналоги, которые сейчас активно внедряются в практике врача косметолога. В чём же их преимущество?

1. Синтетические пептиды могут быть более короткими (меньшее число аминокислот в цепочке) по сравнению с природными аналогами. Но при этом сохранять характерные для них свойства и эффективность. А чем меньше молекула пептида, тем легче ей проникнуть сквозь роговой слой кожи и тем узконаправленней будет её действие с отсутствием нежелательных системных эффектов.
2. Многие синтетические пептиды в отличие от своих природных аналогов в своем составе имеют остаток жирной кислоты, благодаря чему они становятся липофильными и легко проходят через липидный барьер кожи, проникая в её глубокие слои.
3. Синтетические пептиды более устойчивы к разрушительному действию пептидаз. А это значит, что они будут дольше действовать.
4. Синтетические пептиды имеют чётко прописанную рецептуру, то есть не нужно перебирать комбинации аминокислот вслепую. Достаточно целенаправленно использовать пептид с уже заданной биологической активностью.

Процессы старения кожи и принципы их коррекции с использованием пептидов

Старение кожи - это естественный генетически запрограммированный процесс, в основе которого лежат биологические изменения на уровне клетки. При этом, мы с вами знаем, что на процесс старения кожи, помимо генетики, оказывают большое влияние и ряд других факторов: образ жизни и питание, стресс, факторы окружающей среды, ультрафиолетовое облучение, сопутствующие заболевания и др. И независимо от того, какие факторы выполнят роль «спускового крючка», процессов старения, в коже они будут протекать примерно по одному и тому же сценарию. А именно: изменение количества функционирующих клеток, снижение их активности и, как следствие, снижение синтеза пептидов, нарушение обменных процессов, снижение чувствительности рецепторного аппарата клетки, изменение состава и структуры межклеточного матрикса и др. Например, в 55 лет количество пептидов уменьшается в 10 раз по сравнению с 20-ю годами.

На сегодняшний день в anti-age косметологии существует два подхода воздействий на этот сценарий: первый - введение новых здоровых молодых клеток (фибробласты, стволовые клетки) – сложно и дорого и второй – использование факторов, нормализующих функции существующих клеток, регуляторные пептиды (цитокины), которые, на наш взгляд, максимально физиологично стимулируют механизмы, угнетаемые с возрастом.

Пептиды и внеклеточный матрикс

Пептиды стимулируют клетки молодости - фибробласты к выработке компонентов внеклеточного матрикса кожи (коллагеновые и эластиновые волокна, гиалуроновая кислота, фибронектин, гликозаминогликаны и др.). Именно матрикс играет ключевую роль в поддержании упругости и эластичности кожи.

Основными пептидами, решающими проблемы «стареющего», поврежденного матрикса являются:

1. Медьсодержащий трипептид (GHK-Cu). Причем, этот пептид не только стимулирует синтез новых белков межклеточного матрикса, он еще и активизи¬рует разрушение крупных коллагеновых агрегатов, нарушающих нормальную структуру матрикса. В сумме все эти процессы приводят к восстановлению нор¬мальной структуры кожи, улучшению ее упругости и внешнего вида. Этот пептид ещё называют стабилизатором собственного защитного потенциала кожи на всех уровнях. Его синтетическим аналогом является Prezatide Copper Acetate .
2. Матрикины – стимуляторы синтеза компонентов дермы. Его синтетическим аналогом является матриксил (Palmitoyl Pentapeptide-3). Он активизирует синтез коллагена 1,4,7 типа.
3. Дераксил (Palmitoyl Oligopeptide) - стимулирует синтез эластина.

Пептиды и фотостарение

УФА-излучение является главной причиной фотостарения. Именно оно способно привести к окислению меланина, липидов кожи до токсичных продуктов с выработкой свободных радикалов. Здесь на помощь коже приходят пептиды с антиоксидантным действием. Одним из них является вышеуказанный дипептид карнозин.

Пептиды и нарушения пигментации кожи

Основной причиной нарушения пигментации кожи является сбой синтеза и распада меланина, т.е. нарушение процесса меланогенеза. Согласно исследованиям последних лет, ведущую роль в его регуляции играет меланоцитстимулирующий гормон (по своей природе является пептидом), который вырабатывается непосредственно кератиноцитами эпидермиса. Этот пептидный гормон усиливает пигментацию кожи под действием ультрафиолета, тем самым защищая кожу от повреждающего действия свободных радикалов. Но когда происходит сбой в процессе меланогенеза, то этот же пептидный гормон может способствовать появлению гиперпигментации. Другими словами, пептиды совместно с клетками кожи представляют собой «кожный аналог» гипоталамо-гипофизарной системы, который реализует механизм регуляции меланогенеза на местном уровне. Также известно, что пептидные конъюгаты способны усиливать эффективность непептидных веществ, блокирующих меланогенез. Например, добавление трипептида к койевой кислоте повышает её ингибирующее действие на фермент тирозиназу в 100 раз.

На сегодняшний день для коррекции нарушений пигментации кожи разработаны и активно используются в косметологии синтетические пептиды. Их называют регуляторами меланогенеза.

1. Пептиды - агонисты меланолстимулирующего гормона. Они активируют рецепторы к МСГ. Усиливают выработку пигмента под действием ультрафиолета, но при этом уменьшают выработку медиаторов воспаления: мелитайм (Palmitoyl Tripeptide 30), мелитан (Acetyl Hexapeptide-1).
2. Пептиды - антогонисты меланостимулирующего гормона - препятствуют синтезу меланина: меланостатин (Nonapeptide-1).

Пептиды и нарушения защитной функции кожи

Пептиды играют ключевую роль в регуляции защитной иммунной реакции кожи в ответ на воздействия на неё веществ бактериального, вирусного и грибкового происхождения. Они способны влиять на все стадии воспаления, которое запускается, как универсальный механизм защиты при повреждении кожи любого генеза. Так например, бета- дефенсины - это полипептиды, которые вырабатываются кератиноцитами в ответ на стимулирующее действие «агентов» бактериальной природы. При этом основной работой пептидов является ускорение процессов заживления ран путем усиления миграции и пролиферации кератиноцитов в место повреждения. Недостаточная выработка бета-дефенсинов делает кожу уязвимой для инфекций, например, у лиц, страдающих атопическим дерматитом, угревой болезнью.

Синтетическими аналогами пептидов - регуляторов соотношения про- и противовоспалительных цитокинов (иммуномодуляторов) являются:

1. Ригин (Palmitoyl Tetrapeptide-7) – снижает выработку провоспалительного медиатора интерлейкина-6 базальными кератиноцитами.
2. Тимулен (Acetyl Tetrapeptide-2)– биомиметик (аналог пептида вилочковой железы тимопоэтина), компенсирует естественную возрастную утрату Т-лимфоцитов – улучшает кожный иммунитет, улучшает регенерацию эпидермальных структур.

Пептид-стабилизатор собственного защитного потенциала кожи на всех уровнях:

Пептамид-6 (Hexapeptide-11) – пептид, выделенный из ферментативного лизата дрожжей сахаромицетов (аналог В-глюкана) – активатор макрофагов (повышение способности заглатывать чужеродные тела, выработка цитокинов, ведущая к активации лимфоцитов, выделение факторов роста – эпидермального и ангиогенеза).

Пептиды и мимические морщины

На сегодняшний день современная косметология для коррекции мимических морщин активно использует препараты, содержащие в себе ботулинический токсин типа А. Механизм действия и эффективность которого хорошо изучены и подробно описаны в мировой литературе. Также в литературе описаны случаи, когда речь идёт об индивидуальной первичной (отмечается в 0,001% случаев у женщин и в 4% случаев у мужчин) или вторичной нечувствительности к ботулиническому токсину типа А. При этом существует ещё и список противопоказаний к препаратам, содержащие в себе ботулинический токсин типа А. Во всех этих ситуациях целесообразно использовать пептиды – блокаторы мышечных сокращений.

Первым косметическим «аналогом» ботулотоксина стал гексапептид Argireline® (Lipotec), представляющий собой последовательность из шести аминокислот. Он тоже препятствует выбросу медиатора из нервного окончания и уменьшает глубину морщин, правда, мо-лекулярный механизм его действия иной, нежели чем у ботулотоксина. Его аминокислотная последователь¬ность намного короче, чем у ботулотоксина А, значит, он легче проникает через кожу и пригоден для накож¬ного нанесения. Позже появились и другие синтети¬ческие пептиды, блокирующие передачу импульса с нервного окончания на мышцу. Например, SNAP - 8 (Acetil Octapeptide – 3) - действуют на уровне пресинаптической мембраны, конкурентно связываясь с трансмембранными белками, ограничивая поступление ацетидхолина в синаптическую щель.

Пептиды «с эффектом ботокса» используются в косметике уже несколько лет, так что накоплено достаточно много наблюдений по их применению. Лучше всего они разглаживают мимические морщинки вокруг глаз, что же касается глубоких морщин на лбу и носогубных складок, то в этих зонах результаты хуже.

Следует помнить, что пептиды «с эффектом ботокса» не могут помочь в борьбе с мор¬щинками, возникающими по причине дряблости и сухости кожи. Здесь нужны веще¬ства, восстанавливающие и обновляющие структуру стареющей кожной ткани.

Пептиды и рубцовые поражения кожи

Рубцовые поражения кожи, независимо от их локализации, причиняют их обладателю огромный дискомфорт. Поэтому очень важно разработать грамотную тактику ведения раны с момента её возникновения. Независимо от того, что послужило причиной нарушения целостности кожного покрова (угревые высыпания, травмы и др.) процесс заживления раны проходит стандартные стадии с обязательным участием эндогенных пептидов. Зная это, мы можем активно использовать следующие пептиды:

1. Медьсодержащий трипептид (GHK-Cu) - пептид, регулирующий ремоделирование (реконструкцию) кожи. Его синтетическим аналогом является Prezatide Copper Acetate Э.
2. Матрикины – стимуляторы синтеза компонентов дермы. Их синтетическим аналогом является матриксил (Palmitoyl Pentapeptide-3).
3. Дипептид карнозин - пептид-антиоксидант. Запускает и регулирует последовательность всех стадий заживления раневого процесса.

На наш взгляд, данные пептиды можно начинать использовать с 10 - 12 дня с момента повреждения кожи.

Процедуры сочетанной коррекции возрастных изменений кожи с использованием пептидов

С апреля 2014 года врачи нашего медицинского центра при разработке и проведении anti-age комплексов активно используют косметологическую линейку Le Mieux производства Bielle Cosmetics Inc США. Главной отличительной чертой данной косметики является особенность её формулы. Вместо традиционных глицерина и воды основой этих препаратов является гиалуроновая кислота . Кроме того, в состав входят вышеназванные синтетические пептиды, а также натуральные компоненты. При этом все действующие вещества содержатся в высоко-эффективной концентрации . Такой состав позволяет широко использовать данную линейку для получения положительных результатов в достаточно короткий срок.

Протокол использования пептидов с ДОТ/ДРОТ – терапией

В основе действия ДОТ/ДРОТ (SmartXide DOT2, Dekа, Италия) - терапии лежит вапоризация микроучастков кожи лазерным лучом (СО2 лазер). Биостимулирующее действие лазера и естественная реакция кожи на повреждение запускает каскад восстановительных процессов на тканевом и клеточном уровне, конечно же, в этом процессе принимают активное участие и эндогенные пептиды. Косметика Le Mieux позволяет регулировать процессы асептического воспаления, возникающие в ответ на воздействие фракционного абляционного лазера.

Этапы процедуры:

1. Аппликационная анестезия.
2. ДОТ или ДРОТ- терапия.
3. Завершающий этап - сразу после процедуры зону лазерного воздействия обрабатывают Cывороткой*ЭФР-ДНК (эпидермальный фактор роста) Le Mieux Состав: 53 аминокислоты, которые отвечают за взаимодействие с эпидермальными рецепторами и запуск реакций, в результате которых происходит ускорение процессов регенерации. И как следствие, уменьшение клинических проявлений, свойственных процедуре фракционного абляционного лазерного воздействия (жжение, боль, гиперемия, отёк).
4. Домашний уход.

В течение 10-12 дней после процедуры дважды в день наносят Сыворотку*Коллаген Пептид Le Mieux, в состав которой входит матриксил - пептид стимулятор синтеза компонентов дермы, тимулен (Acetyl Tetrapeptide-2) - пептид стимулятор кожного иммунитета, улучшает регенерацию эпидермальных структур. В результате чего усиливается выработка компонентов внеклеточного матрикса, что способствует сокращению длительности реабилитационного периода.

Через 2 недели после процедуры - Увлажняющий крем*Эссенс от Le Mieux.

Наши клинические наблюдения показали, что сочетание косметики Le Mieux с ДОТ/ДРОТ с целью коррекции возрастных изменений кожи позволяет уменьшить клинические проявления (жжение, боль, гиперемия, отёк), свойственные процедуре фракционного абляционного лазерного воздействия и сократить продолжительность реабилитационного периода.

Выводы

Пептиды являются неотъемлемой составляющей всех жизненных процессов, протекающих в организме человека.

• С возрастом происходит физиологическое снижение выработки пептидов, поэтому необходимость доставки их синтетических аналогов в anti-age косметологии очевидна. На наш взгляд, начинать активно использовать пептидную косметику лучше в возрасте 35-40 лет.
• Одной из причин нарушения пигментации кожи (гиперпигментации) может быть сбой в выработке пептидов. В решении этой проблемы решающую роль могут сыграть препараты, содержащие пептиды, регулирующие процесс меланогенеза.
• При рубцовых и воспалительных поражениях кожи применение пептидов направленного действия способствует нормализации процессов ранозаживления и воспаления.
• На сегодняшний день на рынке представлено много продукции содержащей пептиды, факторы роста. И поэтому очень важно сделать грамотный выбор. При выборе косметики необходимо обращать внимание на первые пять ингредиентов, так как они самые активные и их количество в косметике самое большое. Именно они определяют эффективность и направленность действия препарата.

В течение многих лет феномен старения рассматривался в рамках этических и социальных проблем. Только за последнее столетие общество осознало, что процесс старения нужно исследовать в другом аспекте: как специальный физиологический механизм организма, имеющий определённое эволюционное значение.

Старение - самая сложная проблема медицины и биологии. Процесс старения - это постепенная инволюция тканей и нарушение функций организма. Симптомы старости появляются уже в конце репродуктивного периода и становятся более интенсивными по мере дальнейшего старения.

В конце ХІХ века И.И. Мечников показал, что повышение клеточного иммунитета способствует увеличению продолжительности жизни. Он разработал фагоцитарную теорию иммунитета и считал, что в самом организме человека заложены возможности, позволяющие успешно бороться с патологической старостью . В 1908 г. он был удостоен Нобелевской премии по физиологии или медицине совместно с П. Эрлихом. И только через столетие П. Догерти и Р. Цинкернагель выполнили детальные исследования специфичности клеточного иммунитета при вирусной инфекции (Нобелевская премия по физиологии или медицине в 1996 г.) .

Д. Уотсон и Ф. Крик совместно с М. Уилкинсоном получили Нобелевскую премию по физиологии или медицине в 1962 г. «за открытие молекулярной структуры нуклеиновых кислот и ее значение в передаче информации в живой материи».

В 1961 г. Ф. Жакоб и Ж. Моно предложили модель генетической регуляции белкового синтеза при участии низкомолекулярного лиганда, который вытесняет репрессор и вызывает аллостерический конформационный переход в структуре ДНК в бактериальной клетке . Они получили Нобелевскую премию по физиологии или медицине в 1965 г. вместе с А. Львовым .

В результате многолетней работы М. Ниренберг и Г. Корана расшифровали генетический код и смогли определить кодоны (триплеты нуклеотидов) для каждой из двадцати аминокислот (Нобелевская премия по физиологии или медицине в 1968 г. совместно с Р. Холли) .

Фундаментальные исследования биохимии нуклеиновых кислот и определение последовательности оснований в РНК и ДНК были выполнены в 60 - 70 годы ХХ столетия П. Бергом, У. Гильбертом и Ф. Сэнджером (Нобелевская премия по химии в 1980 г.).

Экспериментальные и клинические исследования в геронтологии показали, что иммунная защита организма является первой системной функцией, которая нарушается при старении . Пептидные экстракты тимуса и пептиды, выделенные из этих экстрактов, были первыми препаратами, предложенными для коррекции иммунодефицитного состояния .

Происхождение пула коротких регуляторных пептидов в организме стало очевидным после открытия А. Чихановером, А. Гершко и И. Роузом убиквитин-опосредованной деградации белков в протеосомах (Нобелевская премия по химии в 2004 г.). В их работах было показано, что короткие пептиды играют важную роль в передаче биологической информации, как например, аутокринные гормоны и нейропептиды. Один высокомолекулярный белок может быть гидролизован различными путями, что приводит к возникновению нескольких коротких пептидов. Этот механизм может производить пептиды, несущие совершенно различные биологические функции по сравнению с исходной макромолекулой . В работах американского математика С. Карлина было показано, что в макромолекулах белков имеется несколько типов повторяющихся блоков аминокислотных остатков с заряженными боковыми группами. Наибольшее количество таких блоков содержится в ядерных белках: факторах транскрипции, белках центромеров и группе белков высокой подвижности . Протеосомный гидролиз этих белков в ядре может обеспечить присутствие достаточного набора пептидов с заряженными боковыми группами.

До начала работ коллектива нашего института регулирующая роль коротких пептидов в теориях генного контроля синтеза белков высших организмов не рассматривалась.

При старении, кроме снижения иммунитета, происходят и другие изменения на клеточном уровне. В частности, внутренняя структура клеточного ядра также изменяется в процессе старения. ДНК-белковый комплекс клеточного ядра (хроматин) самоорганизуется в хромосомы только при клеточном делении. В стационарном состоянии хроматин существует в двух разновидностях: эухроматин и гетерохроматин . Гетерохроматин обычно локализован на периферии ядра и содержит в целом неактивную часть генома: гены, блокированные репрессорами. Соотношение эухроматин/гетерохроматин меняется при старении за счёт снижения содержания активного эухроматина, что определяет снижение синтеза белка в клетке .

Таким образом, старение организма имеет много уровней дисфункции и может быть классифицировано как системный синдром. Перспективные результаты коррекции иммунодефицитов с помощью эндогенных регуляторных пептидов указывали на необходимость дальнейшего расширения исследований .

Открытие пептидной регуляции старения

Известно, что видовой предел продолжительности жизни животных и человека примерно на 30-40% превышает среднюю длительность жизни. Это связано с воздействием на организм различных неблагоприятных факторов, которые приводят к изменению экспрессии и структуры генов, что сопровождается нарушением синтеза белка и снижением функций организма (рис. 1) .

Рис. 1. Видовая продолжительность жизни человека и его биологический резерв.

Современная медико-демографическая ситуация в России характеризуется высокой преждевременной смертностью, уменьшением рождаемости, снижением средней продолжительности жизни, что в сочетании с ростом числа лиц пожилого и старческого возраста ведет к депопуляции населения и дефициту трудового потенциала .

В последнее десятилетие достижения в теоретической и прикладной геронтологии позволили осуществлять целенаправленную регуляцию возрастных изменений. Исходя из этого, одной из приоритетных задач современной геронтологии является профилактика ускоренного старения и возрастной патологии, направленная на увеличение средней продолжительности жизни, сохранение активного долголетия и достижение видового предела жизни человека .

Применение достижений фундаментальной науки в медицине привело к пониманию того, что прогресс клинической медицины во многом зависит от медицины молекулярной, т.е. исследований, проводимых на уровне генов и биологически активных молекул. Молекулярная медицина также широко использует достижения генетики, молекулярной и клеточной биологии для конструирования новых лекарственных средств и технологий .

Одним из актуальных направлений молекулярной медицины является изучение генетических механизмов старения. В настоящее время установлено, что существуют гены, которые регулируют механизмы индивидуального развития и возникновения многих заболеваний .

При возрастном снижении процессов пролиферации и дифференцировки клеток существует возможность осуществлять коррекцию этих нарушений путем воздействия на экспрессию генов . Изучение генетических механизмов старения и развития возрастной патологии составляет основу регуляторной терапии - использования модуляторов транскрипции, сдерживающих и восстанавливающих наступающие с возрастом генетические изменения. Для этого необходимо знание генома, возникающих нарушений и использование веществ селективного воздействия на экспрессию генов . Создание эффективных биорегуляторов, способствующих достижению видового предела продолжительности жизни и сохранению основных физиологических функций, является одной из наиболее актуальных проблем современной биогеронтологии. В исследованиях, посвященных данной проблеме, значительное внимание уделяется роли пептидов в предотвращении ускоренного старения .

Пептидная регуляция гомеостаза занимает важное место в сложной цепи физиологических процессов, приводящих к старению клеток, тканей, органов и организма в целом. Морфо-функциональным эквивалентом старения является инволюция органов и тканей и прежде всего тех, которые относятся к основным регуляторным системам - нервной, эндокринной и иммунной . Имеются данные, свидетельствующие о возрастной гипоплазии, а в ряде случаев и об атрофии шишковидной железы (эпифиза), тимуса, нейронов коры головного мозга и подкорковых структур, сетчатки, сосудистой стенки, половых органов .

В начале 1970-х гг. мы изучали механизм иммунодепрессии в эксперименте и клинике. Было установлено, что по мере старения происходит инволюция центрального органа иммунной системы - тимуса (рис. 2, 3) и нейроэндокринной системы - эпифиза . Также было выявлено достоверное снижение синтеза белка в клетках различных тканей организма (рис. 4) .

Субкапсулярная зона коры (ребенок 2 года)
В - свечение полипептидов тимуса в телах и отростках, образующих ячейки Кларка, а также в виде гранул на мембранах тимоцитов внутри ячеек.

Субкапсулярная зона коры (мужчина 46 лет)
А - окраска гематоксилином и эозином;
В - свечение полипептидов тимуса в телах и отростках эпителиальных клеток, образующих группы по 2-5 клеток.

Рис. 2. Возрастная инволюция тимуса (непрямой иммунофлюоресцентный метод с антителами к полипептидам тимуса, х600).

Иммунофлюоресцентная лазерная конфокальная микроскопия, х400 (красное свечение - Rodamin G, зеленое свечение - FITC).

Рис. 3. Синтез транскрипционных протеинов (PAX 1) в тимусных эпителиальных клетках человека (исследование выполнено совместно с Биомедицинским научно-исследовательским центром принца Филиппа, Валенсия, Испания).

Рис. 4. Синтез белка в гепатоцитах крыс разного возраста.

Для восстановления функций тимуса, эпифиза, костного мозга и других органов нами был разработан специальный метод выделения и фракционирования низкомолекулярных пептидов из экстрактов этих органов .

На уровне целого организма у различных животных было продемонстрировано значительное разнообразие биологической активности коротких пептидов и особенно пептидного препарата тимуса (лекарственный препарат «тималин») и препарата эпифиза (лекарственный препарат «эпиталамин») . Эти пептидные препараты в многочисленных экспериментах способствовали достоверному увеличению средней продолжительности жизни животных до 25-30% по сравнению с контролем . В большинстве экспериментов отмечено также некоторое увеличение максимальной продолжительности жизни. Наиболее значимый эффект увеличения максимальной продолжительности жизни был отмечен у мышей CBA при введении им пептида Ala-Glu-Asp-Gly и составил 42,3% . Особенно следует отметить отчетливую корреляцию увеличения средней продолжительности жизни и основного показателя клеточного иммунитета - реакции бласттрансформации лимфоцитов с фитогемагглютинином (РБТЛ с ФГА), характеризующего функцию Т-лимфоцитов, при введении препаратов тимуса и эпифиза животным (рис. 5) .

Рис. 5. Влияние пептидных препаратов на среднюю продолжительность жизни и РБТЛ с ФГА у мышей.

Значительное увеличение средней продолжительности жизни животных безусловно было связано с тем, что низкомолекулярные пептиды, выделенные из эпифиза и тимуса, обладали достоверной противоопухолевой активностью, что выражалось в резком снижении в 1,4-7 раз частоты возникновения как спонтанных, так и индуцированных облучением или канцерогенами злокачественных опухолей у животных (рис.6) . Следует подчеркнуть, что этот беспрецедентный уровень уменьшения количества опухолей был отмечен в подавляющем большинстве экспериментов (более 30). Результаты этих исследований, учитывая общий механизм канцерогенеза у всех млекопитающих, имеют огромное практическое значение для профилактики опухолей у людей .

Рис. 6. Влияние пептидного препарата эпифиза на частоту возникновения опухолей у животных.

В специальных экспериментах было установлено, что короткие пептиды, выделенные из различных органов и тканей, а также их синтезированные аналоги (ди-, три-, тетрапептиды) обладают выраженной ткане-специфической активностью как в культуре клеток, так и в экспериментальных моделях у молодых и старых животных (рис. 7) .

Воздействие пептидов приводило к тканеспецифической стимуляции синтеза белка в клетках тех органов, из которых эти пептиды были выделены. Эффект усиления синтеза белка при введении пептидов выявлен у молодых и старых животных (рис. 8).

Рис. 7. Пептидная тканеспецифическая регуляция роста эксплантатов тканей в органотипических культурах клеток.

Рис. 8. Влияние пептидов на синтез белка в гепатоцитах крыс разного возраста.

Особенно значимым явился факт восстановления репродуктивной системы у старых самок крыс после введения пептидного препарата эпифиза . Так, фаза эструса у животных, аналогичная менопаузе у женщин, от исходного состояния 95% уменьшилась после введения препарата до 52%, а остальные фазы цикла, характерные для нормы, возросли от исходных 5% до 48%. Необходимо подчеркнуть, что в другом эксперименте ни у одной старой крысы беременность после спаривания с молодыми самцами не наступала. После введения препарата эпифиза при повторном спаривании у 4 крыс из 16 наступила беременность, и у них родились по 5-9 здоровых крысят.

Таким образом, были установлены главные преимущества низкомолекулярных пептидов по сравнению с высокомолекулярными белковыми регуляторами: они обладают высокой биологической активностью, проявляют тканеспецифичность, у них отсутствуют видоспецифичность и иммуногенность. Эти характеристики сближают регуляторные пептиды с пептидными гормонами .

В течение многих лет проводилось подробное изучение молекулярных масс, химических свойств, аминокислотного состава и последовательности аминокислот низкомолекулярных пептидов из тимуса, эпифиза и других органов . Полученная информация была использована для осуществления химического синтеза некоторых коротких пептидов. Сравнение показало, что биологическая активность природных и синтетических препаратов в основном идентична. Так, например, дипептид тимуса Glu-Trp стимулировал иммунитет, снижал темп старения и подавлял возникновение спонтанных опухолей у животных . Биологическая активность природных и синтетических пептидов была сходной при стандартном тестировании в культуре тканей и у животных . Эти результаты указывали на перспективность применения пептидов в качестве геропротекторных препаратов . Учитывая актуальность поиска новых лекарственных средств - геропротекторов, были проведены доклинические исследования пептидных препаратов на различных уровнях.

На уровне клеточных структур было обнаружено, что короткие пептиды активируют гетерохроматин в клеточных ядрах людей старческого возраста и способствуют «высвобождению» генов, репрессированных в результате гетерохроматинизации эухроматиновых районов хромосом, которая происходит при старении (табл. 1) .

Структурная конденсация хроматина находится в тесной корреляции с функциональной гетерогенностью. Установлено, что при старении усиливается гетерохроматинизация, которая коррелирует с инактивацией ранее активных генов . Плотно конденсированные гетерохроматиновые районы хромосом генетически инактивированы, поздно реплицируются. Деконденсированные (эухроматиновые) районы хромосом активно функционируют. Известно, что необходимым условием для транскрипционной активности генов является активный хроматин . Как уже упоминалось выше, в клеточном ядре существует две разновидности хроматина: светлый эухроматин и плотный гетерохроматин, расположенный рядом с ядерной мембраной. Транскрипция генов происходит в светлой фазе - в эухроматине. При старении объём гетерохроматина в ядре увеличивается в среднем от 63% до 80%. Регуляторные пептиды увеличивают содержание эухроматина в ядре. Это означает, что большее число генов оказывается доступным для факторов транскрипции, а транскрипция происходит более интенсивно, и синтез белка увеличивается. Иными словами, чем выше содержание эухроматина в ядре, тем интенсивнее синтез белка в клетке . Результаты этого эксперимента позволили сделать крайне важный вывод о том, что гетерохроматинизация хроматина является обратимым процессом, а это подтверждает возможность восстановления синтеза белка и следовательно функций организма .

Важнейшим экспериментальным фактом явилось обнаружение способности пептидов индуцировать дифференцировку полипотентных клеток (рис. 9) . Так, добавление пептидов сетчатки к полипотентным клеткам эктодермы ранней гаструлы лягушки Xenopus laevis привело к возникновению клеток сетчатки и пигментного эпителия. Этот выдающийся результат в значительной степени объясняет положительный клинический эффект после применения препарата сетчатки у людей при дегенеративных заболеваниях сетчатки и у животных с генетически детерминированным пигментным ретинитом .

Рис. 9. Индукционное влияние пептидов сетчатки на полипотентные клетки эктодермы ранней гаструлы Xenopus laevis.

Добавление других коротких пептидов к полипотентным клеткам эктодермы в этой же экспериментальной модели приводило к возникновению различных тканей. Эти эксперименты показали, что пептиды способны индуцировать дифференцировку клеток в зависимости от структуры добавляемого вещества. Анализ результатов этих исследований дает основание сделать принципиальный вывод о возможности целенаправленной индукции дифференцировки полипотентных клеток и использования биологического клеточного резерва различных органов и тканей организма, что составляет основу увеличения продолжительности жизни до видового предела.

Известно, что число хромосомных аберраций используется как маркер повреждений ДНК в стареющем организме. Соматические мутации могут возникать из-за накопления устойчивых аберраций и лежат в основе возрастной патологии, включая злокачественные опухоли . Достоверная антимутагенная и репаративная активность пептидов тимуса и эпифиза была подтверждена снижением числа хромосомных аберраций в клетках костного мозга и эпителия роговицы животных с ускоренным старением .

На уровне регуляции активности генов установлено, что пептиды Lys-Glu и Ala-Glu-Asp-Gly при введении в организм трансгенных мышей подавляют экспрессию гена HER-2/neu (рак молочной железы человека в 2 - 3,6 раза по сравнению с контролем). Это подавление экспрессии гена сопровождается достоверным уменьшением диаметра опухоли (рис. 10) .

Рис. 10. Влияние пептидов на развитие аденокарцином молочной железы и экспрессию онкогена HER-2/neu у трансгенных мышей (исследование выполнено совместно с Национальным центром старения, Анкона, Италия).

Обнаружено, что добавление пептида Ala-Glu-Asp-Gly в культуру легочных фибробластов человека и инкубирование их при 30º С в течение 30 мин индуцирует экспрессию гена теломеразы, активность теломеразы и способствует удлинению теломер в 2,4 раза. Активация экспрессии гена сопровождается увеличением числа делений клеток на 42,5%, что демонстрирует преодоление предела клеточного деления Хейфлика (рис. 11) . Этот важнейший результат полностью коррелирует с ранее указанным максимальным увеличением продолжительности жизни у животных (42,3%) после введения этого пептида .

С использованием ДНК-микрочиповой технологии выполнено исследование влияния пептидов Lys-Glu, Glu-Trp, Ala-Glu-Asp-Gly, Ala-Glu-Asp-Pro на экспрессию 15247 генов сердца и головного мозга мышей . В экспериментах использовали клоны, входящие в библиотеку кДНК Национального института старения США. В этих экспериментах были получены уникальные данные по изменению экспрессии различных генов под влиянием пептидов (рис. 12). Важным выводом явилось то, что каждый пептид специфически регулирует конкретные гены. Результаты эксперимента указывают на существующий механизм пептидной регуляции генетической активности. В эксперименте было также установлено что дипептид Lys-Glu, обладающий иммуномодулирующей активностью, регулирует экспрессию гена интерлейкина-2 в лимфоцитах крови .

Рис. 11. Преодоление лимита деления соматических клеток человека при добавлении пептида Ala-Glu-Asp-Gly в культуру легочных фибробластов.

Рис. 12. Влияние пептидов на экспрессию генов в сердце мыши (исследование выполнено совместно с Национальным институтом старения, Балтимор, США).

На молекулярном уровне существовал очевидный разрыв между многочисленными доказательствами специфических эффектов, вызванных регуляторными пептидами в активации транскрипции генов , и ограниченными схемами процесса, который лежит в основе селективного связывания факторов транскрипции со специфическими сайтами ДНК. При этом неспецифическое связывание белков с двойной спиралью ДНК было доказано физико-химическими методами . Для активации транскрипции гена в клетках высших организмов, как правило, требуются десятки макромолекулярных активаторов и факторов транскрипции.

Нами была предложена молекулярная модель взаимодействия регуляторных пептидов и двойной спирали ДНК на промоторном участке гена (рис. 13, 14, 15, 16) .

Рис. 13. Развернутая конформация пептида Ala-Glu-Asp-Gly (проекция на плоскость). Представлены концевые и боковые функциональные группы, способные к комплементарным взаимодействиям с ДНК.

—NH 3 , —OH - протон-донорные группы;
=O - протон-акцепторные группы;
Утолщенная линия обозначает основную пептидную цепь.

Рис. 14. Метрическое расположение функциональных групп на поверхности большой канавки при встраивании каждой нуклеотидной пары в двойную спираль ДНК.
Штриховая линия представляет перпендикулярную плоскость, в которой расположены ароматические структуры нуклеиновых оснований.

—NH 2 - протон-донорные группы;
= 7 N - протон-акцепторные группы;
—CH 3 - гидрофобная (метильная) группа.

Рис. 15. Последовательность нуклеотидных пар в двойной спирали ДНК, функциональные группы которой комплементарны функциональным группам пептида Ala-Glu-Asp-Gly.
Эта последовательность нуклеотидных пар многократно повторяется на промоторном участке гена теломеразы.

Рис. 16. Модель комплементарного взаимодействия пептида Ala-Glu-Asp-Gly с двойной спиралью ДНК (комплекс ДНК-пептид на промоторном участке гена теломеразы).

Геометрическая и химическая комплементарность аминокислотной последовательности пептида и последовательности нуклеотидных пар ДНК были положены в основу молекулярной модели. Регуляторный пептид распознаёт специфический сайт в двойной спирали ДНК, если его собственная аминокислотная последовательность комплементарна на достаточном протяжении последовательности нуклеотидов ДНК; другими словами - их взаимодействие специфично из-за совпадения последовательностей.

Каждая последовательность нуклеотидных пар в двойной спирали ДНК образует уникальный узор функциональных групп на поверхности большой канавки двойной спирали ДНК. Пептид в развёрнутой β-конформации может комплементарно расположиться в большой канавке ДНК вдоль оси двойной спирали. Литературные данные о молекулярной геометрии двойной спирали ДНК и пептидной β-нити были использованы для того, чтобы найти последовательность нуклеотидных пар для специфического связывания ДНК и пептида Ala-Glu-Asp-Gly. Скрининг показал, что этот тетрапептид может быть размещён в большой канавке ДНК с последовательностью нуклеотидов на ведущей цепи ATTTG (или ATTTC) в соответствии с комплементарностью расположения их функциональных групп .

Для экспериментальной проверки молекулярной модели были использованы синтетические препараты: ДНК [поли(dA-dT):поли(dA-dT)] (двойная спираль) и пептид Ala-Glu-Asp-Gly. С помощью гельхроматографии было доказано, что пептид Ala-Glu-Asp-Gly образует устойчивый межмолекулярный комплекс с двойной спиралью ДНК (рис. 17) .

Рис. 17. Гельхроматография пептида и ДНК на сефадексе G-25 в физиологическом растворе при комнатной температуре.

Комплементарное связывание пептида с последовательностью нуклеотидов на ведущей цепи ТАТАТА двойной спирали может быть осуществлено посредством шести водородных и одной гидрофобной связей между функциональными группами обоих участников.

В нормальных физиологических условиях ДНК существует в форме двойной спирали, две полимерных цепи которой удерживаются вместе водородными связями между парами оснований на каждой цепи. Большинство биологических процессов, включающих ДНК (транскрипция, репликация), требует, чтобы двойная спираль разделилась на отдельные цепи. В частности, известно, что локальное разделение цепей двойной спирали предшествует транскрипции генов РНК полимеразой. Для того, чтобы началась транскрипция (синтез матричной РНК), двойная спираль ДНК должна быть освобождена от гистонов, а в том месте, где начинается синтез матричной РНК, цепи двойной спирали должны быть разделены (рис. 18).

Рис. 18. Схема локального разделения цепей [поли(dA-dT):поли(dA-dT)] в результате связывания пептида Ala-Glu-Asp-Gly в большой канавке двойной спирали ДНК.

C использованием спектрофотометрии в ультрафиолетовой области растворов синтетической двойной спирали ДНК и пептида Ala Glu Asp Gly обнаружен концентрационно зависимый гиперхромный эффект (увеличение оптической плотности раствора при длине волны 260 нм) в смеси пептида и двуспиральной ДНК. Гиперхромный эффект свидетельствует о частичном разрушении водородных связей между нуклеотидными парами двойной спирали и о локальном разделении цепей двойной спирали (аллостерическое конформационное изменение) .

В специальном эксперименте установлено, что разделение цепей (плавление) свободной синтетической ДНК происходит при температуре +69,50 С. В системе ДНК с пептидом плавление спирали произошло при +280 С и характеризовалось снижением показателей энтропии и энтальпии процесса примерно в 2 раза . Этот важный факт указывает на практическую возможность термодинамически облегченного пути разделения цепей ДНК при температурном режиме, характерном для биохимических реакций большинства живых организмов. Это свидетельствует также о том, что разделение цепей ДНК при физиологической температуре не является денатурацией и характерно для инициации процесса синтеза белка. Эксперименты in vitro показывают, что короткий пептид определённой структуры и аминокислотной последовательности может участвовать в активации транскрипции генов на этапе разделения цепей двойной спирали ДНК. Биохимический аспект этого факта состоит в сходстве структуры и аминокислотной последовательности регуляторного пептида и специфического участка пептидной цепи макромолекулярного фактора транскрипции.

Следует сделать выводы , что изучение биологической активности пептидов на различных структурных уровнях и исследование физико-химических процессов их взаимодействия показало несомненную высокую физиологическую активность пептидных регуляторов и перспективность их дальнейшего использования. Основным выводом явилось то, что пептиды обладают способностью регулировать экспрессию генов. В доклинических исследованиях установлена высокая биологическая активность и безопасность синтезированных пептидов . Так, введение пептидов Lys-Glu, Ala-Glu-Asp-Gly животным способствовало уменьшению частоты развития опухолей и увеличению средней продолжительности жизни . Пептид Ala-Glu-Asp-Pro стимулировал регенерацию нерва , пептид Lys-Glu-Asp-Trp снижал уровень глюкозы в крови у животных с экспериментальным сахарным диабетом , пептид Ala-Glu-Asp увеличивал плотность костной ткани , пептид Ala-Glu-Asp-Leu способствовал восстановлению функций клеток бронхиального эпителия , пептид Ala-Glu-Asp-Arg восстанавливал функциональную активность клеток миокарда .

В настоящее время продолжается исследование пептидных препаратов, выделенных из хрящей, семенников, печени, сосудов, мочевого пузыря, щитовидной железы, а также синтезированных пептидов, регулирующих функцию мозга, сетчатки, иммунной системы, пролиферацию и дифференцировку полипотентных клеток. Эти физиологически активные вещества обладают, как правило, значительной тканеспецифической активностью и безусловно перспективны для создания на их основе новых лекарственных препаратов для биорегулирующей терапии .

Применение пептидных биорегуляторов у обезьян. Учитывая значительную достоверную биологическую активность пептидов, следующим целесообразным этапом явилось изучение пептидных регуляторов у обезьян (макак резусов, Macaca mulatta) . Важным достижением оказался результат полного восстановления уровня секреции мелатонина до нормы молодых животных (6-8 лет) у старых обезьян (20-26 лет) после введения пептида эпифиза (рис. 19) .

Рис. 19. Влияние пептида эпифиза на продукцию мелатонина у обезьян различного возраста.

У этих же старых обезьян после введения пептида восстановился до нормы суточный ритм секреции основного гормона надпочечников - кортизола (рис. 20). Введение пептида или препарата эпифиза старым животным привело также к восстановлению нарушающейся при старении толерантности к глюкозе. Восстанавливающее действие пептидов эпифиза на функцию островкового аппарата поджелудочной железы и метаболизм глюкозы, по-видимому, связано с восстановлением как чувствительности бета-клеток к уровню глюкозы в крови, так и периферических тканей к инсулину . В связи с полной корреляцией механизмов старения у приматов и человека логично использование пептидов эпифиза для коррекции функции пинеальной железы, продуцирующей мелатонин, островкового аппарата поджелудочной железы и гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы у людей старших возрастных групп.

Рис. 20. Влияние пептида эпифиза на продукцию кортизола у обезьян различного возраста (в разное время суток).

Применение пептидных биорегуляторов у людей. Учитывая вышеизложенные данные, свидетельствующие о высокой геропротекторной активности как природных тканеспецифических, так и синтетических пептидных препаратов, особое внимание в последние годы было уделено изучению эффективности пептидных препаратов и пептидов у людей пожилого и старческого возраста . Так, ежегодное курсовое применение препаратов тимуса («тималин») и эпифиза («эпиталамин») привело к достоверному снижению смертности пациентов в течение наблюдаемого периода (6-12 лет) (табл. 2), что было связано с улучшением функций иммунной, эндокринной, сердечно-сосудистой систем, мозга, повышением плотности костной ткани (рис. 21, 22) . Следует отметить, что применение препарата тимуса привело к снижению в 2 раза частоты острых респираторных заболеваний (рис. 23) .

Особенно значимым явился факт восстановления уровня секреции мелатонина у пациентов после введения пептида или препарата эпифиза (рис. 24) .

Применение препарата эпифиза у пациентов приводило к значительному повышению антиоксидантной активности , устойчивости организма к стрессорным воздействиям , оказывало нормализующее действие на углеводный обмен . Гипогликемическое действие препарата эпифиза было обусловлено возрастанием секреции инсулина, которое сочеталось с повышением чувствительности периферических тканей к инсулину. Влияние пептидов эпифиза на уровень гликемии носило модулирующий характер и снижалось по мере достижения компенсации заболевания. После лечения этим препаратом больных инсулиннезависимым сахарным диабетом с гипертонической болезнью у них отмечалось снижение артериального давления и восстановление диастолической функции миокарда . Значительный лечебный эффект после применения препарата эпифиза был отмечен у больных женщин с климактерической миокардиодистрофией, что коррелировало с нормализацией у них показателей иммунной и эндокринной систем . Эффективность препарата эпифиза обнаружена при лечении больных аспириновой астмой, у которых выявлено исходно низкое содержание мелатонина, а также у пациентов с астеническим состоянием .

Рис. 21. Влияние препарата тимуса на показатели метаболизма у пациентов пожилого возраста (60-74 года).

Рис 22. Динамика РБТЛ с ФГА у пациентов пожилого возраста через 3 года после введения 6 курсов пептидных биорегуляторов.

Рис. 23. Частота острых респираторных заболеваний у пациентов пожилого возраста при применении препарата тимуса.

Рис. 24. Влияние препарата эпифиза на уровень мелатонина в крови пожилых людей.

Применение препарата тимуса было крайне эффективным у больных после тимэктомии по поводу опухолей тимуса. Через 6-18 мес. после операции у них развивалось тяжелое иммунодефицитное состояние, которое выражалось в резком увеличении частоты респираторных вирусных инфекций, возникновении повторных пневмоний, появлении фурункулеза, снижении способностей тканей к регенерации, появлении признаков преждевременного старения (ослабление тургора кожи, поседение волос, увеличение массы жировой ткани, нарушение функции эндокринной системы и т.д.). Этим пациентам вводили только препарат тимуса без других лекарственных препаратов. После курса лечения отмечено восстановление показателей клеточного иммунитета, исчезновение фурункулеза, усиление мышечного тонуса. Впоследствии отмечено значительное снижение частоты вирусных заболеваний и пневмоний. Повторные курсы препарата проводились через 6-8 мес. Эти больные получали пептиды тимуса как природного происхождения (лекарственный препарат «тималин»), так и синтетического (лекарственный препарат «тимоген») в течение 15-20 лет. Следует подчеркнуть, что применение пептидов тимуса у этих пациентов явилось жизненно важным методом лечения . Особенная ценность этого исследования заключалась в том, что обнаружена полная корреляция с позитивными результатами при введении пептидов тимуса животным после удаления у них тимуса .

Применение пептидных препаратов тимуса (лекарственных препаратов «тималин», «тимоген», «вилон») оказалось эффективным при многих заболеваниях и состояниях, связанных со снижением клеточного иммунитета и фагоцитоза: при лучевой терапии и химиотерапии у онкологических больных, при острых и хронических инфекционно-воспалительных заболеваниях, использовании массивных доз антибиотиков, при угнетении процессов регенерации в посттравматическом и послеоперационном периоде в случаях различных осложнений, при облитерирующих заболеваниях артерий конечностей, при хронических заболеваниях печени, предстательной железы, в комплексном лечении некоторых форм туберкулеза, лепры .

Значительным нейропротекторным действием обладает пептидный препарат «кортексин», выделенный из коры головного мозга. Этот препарат улучшает процессы памяти, стимулирует репаративные процессы в головном мозге, ускоряет восстановление его функций после стрессорных воздействий. Препарат эффективно применяется при черепно-мозговой травме, нарушениях мозгового кровообращения, вирусных и бактериальных нейроинфекциях, энцефалопатиях различного генеза, острых и хронических энцефалитах и энцефаломиелитах. Особенно высокая эффективность пептидного препарата мозга отмечена у лиц пожилого и старческого возраста .

Яркой клинической эффективностью обладает пептидный препарат «ретиналамин», выделенный из сетчатки глаза животных. Этот уникальный препарат был создан нами впервые в медицинской практике и применен у больных при различных дегенеративных заболеваниях сетчатки, в том числе при диабетической ретинопатии, инволюционной дистрофии, пигментной дегенерации сетчатки и при другой патологии. Особенно важной явилась способность препарата восстанавливать электрическую активность сетчатки, что, как правило, коррелировало с улучшением функции зрения .

Отчетливый эффект у больных отмечен после применения пептидного препарата «простатилен» («сампрост»), выделенного из предстательной железы животных. Препарат оказался эффективным при хроническом простатите, аденоме, осложнениях после операций на предстательной железе, а также при различных возрастных нарушениях функции простаты .

Многолетнее изучение и применение пептидных препаратов эпифиза, тимуса, мозга, сетчатки, простаты показало их высокую эффективность у пациентов различных возрастных групп, но особенная эффективность была отмечена у лиц старшего возраста (старше 60 лет). Безусловным достоинством этой группы пептидных биорегуляторов-геропротекторов является отсутствие каких-либо побочных реакций. Необходимо подчеркнуть, что в течение 26 лет препараты получили более 15 млн человек с различной патологией. Эффективность применения составляла в среднем 75-85%.

Представленные результаты клинических исследований безусловно открывают определенные перспективы для решения некоторых демографических проблем .

Заключение

Исследование механизмов старения показало, что в основе этого процесса лежит инволюция основных органов и тканей организма, которая сопровождается снижением синтеза белка в клетках. Выделенные из органов молодых животных пептиды при введении в организм способны индуцировать синтез белка, что сопровождается восстановлением основных жизненных функций. Установлено, что длительное применение у животных (как правило со второй половины жизни) пептидов - как выделенных из органов, так и синтезированных аналогов, приводит к достоверному увеличению средней продолжительности жизни до 25-30% и достижению видового предела.

Обнаружено, что короткие пептиды (ди-, три- и тетрапептиды) способны комплементарно взаимодействовать на промоторном участке генов со специфическими сайтами связывания ДНК, вызывая разделение цепей двойной спирали и активацию РНК полимеразы. Выявление феномена пептидной активации транскрипции генов указывает на природный механизм поддержания физиологических функций организма, в основе которого лежит комплементарное взаимодействие ДНК и регуляторных пептидов. Этот процесс является фундаментом развития и функционирования живой материи (рис. 25, 26). Подтверждением этому служат полученные нами экспериментальные данные. Установлено, что инкубирование пептида с ДНК приводит к разделению ее цепей при 28ºС и сопровождается вдвое меньшими значениями энтальпии и энтропии процесса. Активация экспрессии гена теломеразы была получена при инкубировании с этим же пептидом при 30º С, что сопровождалось увеличением числа делений фибробластов на 42,5%. Введение этого пептида животным позволило добиться максимального увеличения продолжительности жизни на 42,3%, что коррелировало с феноменом увеличения делений фибробластов.

Профилактическое применение пептидных препаратов у людей привело к значительному восстановлению основных физиологических функций и достоверному снижению смертности в различных возрастных группах в течение периода наблюдения 6 - 12 лет.

Рис. 25. Роль пептидов в цикле биосинтеза ДНК, РНК, белков.

Рис. 26. Механизм пептидной регуляции биохимических и физиологических процессов.

Необходимо подчеркнуть, что данный подход к профилактике старения базируется не только на экспериментальных и клинических данных, но и на технологических разработках, имеющих мировую новизну .

Таким образом, можно заключить, что старение - эволюционно детерминированный биологический процесс возрастного изменения структуры хроматина и экспрессии генов , следствием которого является нарушение синтеза регуляторных тканеспецифических пептидов в различных органах и тканях. В связи с этим, дальнейшее изучение механизмов геропротекторного действия пептидов открывает новые перспективы в развитии концепции пептидной регуляции старения, в профилактике ускоренного старения, возрастной патологии и увеличении периода активного долголетия человека .

Автор и его коллектив смеют надеяться, что весь комплекс 35-летних экспериментальных и клинических исследований может явиться важным вкладом в развитие научного наследия выдающегося отечественного ученого И.И. Мечникова в области геронтологии и принести большую пользу людям, особенно в пожилом и старческом возрасте.

Благодарность

Автор выражает искреннюю признательность академикам РАН и РАМН А.И. Григорьеву, М.А. Пальцеву, Р.В. Петрову, академикам РАН В.Т. Иванову, С.Г. Инге-Вечтомову, А.Д. Ноздрачеву, академикам РАМН В.Г. Артамоновой, И.П. Ашмарину, Н.П. Бочкову, Ф.И. Комарову, Е.А. Корневой, Б.А. Лапину, Г.А. Софронову, К.В. Судакову, Б.И. Ткаченко, В.А. Тутельяну, академикам АМН Украины, членам-корреспондентам РАМН О.В. Коркушко и Г.М. Бутенко, члену-корреспонденту РАН Д.П. Дворецкому, члену-корреспонденту РАМН Г.М. Яковлеву, профессорам В.Н. Анисимову, А.В. Арутюняну, Б.И. Кузнику, Л.К. Шатаевой, сотрудникам Санкт-Петербургского института биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН профессорам И.М. Кветному, В.В. Малинину, В.Г. Морозову, Г.А. Рыжак, заслуженному врачу РФ Л.В. Козлову, докт. мед. наук С.В. Трофимовой, канд. хим. наук Е.И. Григорьеву, канд. мед. наук С.В. Анисимову, И.Э. Бондареву, С.В. Серому, канд. биол. наук О.Н. Михайловой, А.А. Черновой и зарубежным коллегам профессорам Т.А. Лежаве (Грузия), А.И. Яшину (США), J. Atzpodien (Германия), K.R. Boheler (США), C. Franceschi (Италия), E. Lakatta (США), J. Martinez (Франция), M. Passeri (Италия) за многолетнюю помощь в работе.

Список литературы

1. Анисимов В.Н. Молекулярные и физиологические механизмы старения // СПб.: Наука. - 2003. - 468 с.
2. Анисимов В.Н., Локтионов А.С., Морозов В.Г., Хавинсон В.Х. Увеличение продолжительности жизни и снижение частоты опухолей у мышей при введении полипептидных факторов тимуса и эпифиза, начатом в разном возрасте // Докл. АН СССР. - 1988. - Т. 302, № 2. - С. 473-476.
3. Анисимов В.Н., Морозов В.Г., Хавинсон В.Х. Увеличение продолжительности жизни и снижение частоты опухолей у мышей C3H/Sn под влиянием полипептидных факторов тимуса и эпифиза // Докл. АН СССР. - 1982. - Т. 263, № 3. - С. 742-745.
4. Анисимов В.Н., Хавинсон В.Х. Влияние полипептидного препарата эпифиза на продолжительность жизни и частоту спонтанных опухолей у старых самок крыс // Докл. АН СССР. - 1991. - Т. 319, № 1. - С. 250-253.
5. Анисимов В.Н., Хавинсон В.Х., Морозов В.Г. Роль пептидов эпифиза в регуляции гомеостаза: двадцатилетний опыт исследования // Успехи соврем. биол. - 1993. - Т. 113, вып.6. - С. 752-762.
6. Анисимов В.Н., Хавинсон В.Х., Морозов В.Г., Дильман В.М. Снижение порога чувствительности гипоталамо-гипофизарной системы к действию эстрогенов под влиянием экстракта эпифиза у старых самок крыс // Доклады АН СССР. - 1973. - Т.213, №2. - С. 483-485.
7. Бочков Н.П. Генетика - медицине XXI века // Вестник Рос. военно-мед. акад. - 1999. - № 1. - С. 44-47.
8. Бочков Н.П., Соловьева Д.В., Стрекалов Д.Л., Хавинсон В.Х. Роль молекулярно-генетической диагностики в прогнозировании и профилактике возрастной патологии // Клинич. медицина. - 2002. - № 2. - С. 4-8.
9. Виноградова И.А., Букалев А.В., Забежинский М.А., Семенчеко А.В., Хавинсон В.Х., Анисимов В.Н.Геропротекторный эффект пептида ALA-GLU-ASP-GLY у самцов крыс, содержащихся при разных режимах освещения // Бюл. экспер. биол. - 2008. - Т. 145,№ 4. - С. 455-460.
10. Возианов А.Ф., Горпинченко И.И., Бойко Н.И., Дранник Г.Н., Хавинсон В.Х. Применение простатилена при лечении больных с заболеваниями предстательной железы // Урология и нефрология. - 1991. - № 6. - С. 43-46.
11. Гончарова Н.Д., Хавинсон В.Х., Лапин Б.А. Пинеальная железа и возрастная патология (механизмы и коррекция) // - СПб.: Наука. -2007. - 168 с.
12. Давыдов М.И., Заридзе Д.Г., Лазарев А.Ф., Максимович Д.М., Игитов В.И., Борода А.М., Хвастюк М.Г. Анализ причин смертности населения России // Вестник РАМН. - 2007. - № 7. - С. 17-27.
13. Коркушко О.В., Лапин Б.А., Гончарова Н.Д., Хавинсон В.Х., Шатило В.Б., Венгерин А.А., Антонюк-Щеглова И.А., Магдич Л.В. Нормализующее влияние пептидов эпифиза на суточный ритм мелатонина у старых обезьян и людей пожилого возраста // Успехи геронтологии. - 2007. - Т. 20., № 1. - С. 74-85.
14. Коркушко О.В., Хавинсон ВХ., Бутенко Г.М., Шатило В.Б. Пептидные препараты тимуса и эпифиза в профилактике ускоренного старения. // СПб.: Наука. - 2002. - 202 с.
15. Коркушко О.В., Хавинсон В.Х., Шатило В.Б., Антонюк-Щеглова И.А. Геропротекторный эффект пептидного препарата эпифиза эпиталамина у пожилых людей с ускоренным старением // Бюл. экспер. биол. - 2006. - Т. 142, № 9. - С. 328-332.
16. Корнева Е.А., Шхинек Э.К. Гормоны и иммунная система. // Л.: Наука. - 1988. - 248 с.
17. Кузник Б.И., Морозов В.Г., Хавинсон В.Х. Цитомедины: 25-летний опыт экспериментальных и клинических исследований // СПб.: Наука. - 1998. - 310 с.
18. Морозов В.Г., Хавинсон В.Х. Выделение из костного мозга, лимфоцитов и тимуса полипептидов, регулирующих процессы межклеточной кооперации в системе иммунитета // Докл. АН СССР. - 1981. - Т.261, № 1. - С. 235-239.
19. Морозов В.Г., Хавинсон В.Х. Иммунологическая функция тимуса // Успехи совр. биол. - 1984. - Т.97, вып.1. - С. 36-49.
20. Морозов В.Г., Хавинсон В.Х. Роль клеточных медиаторов (цитомединов) в регуляции генетической активности // Изв. АН СССР. Сер.биол. - 1985. - № 4. - С. 581-587.
21. Морозов В.Г., Хавинсон В.Х. Пептидные биорегуляторы (25-летний опыт экспериментального и клинического изучения) // СПб.: Наука. - 1996. - 74 с.
22. Нобелевский лауреат И.И. Мечников. Т.1. Хавинсон В.Х. Развитие идей И.И. Мечникова в работах по пептидной регуляции старения // СПб.: Гуманистика. - 2008. - 592 с.
23. Ноздрачев А.Д., Марьянович А.Т., Поляков Е.Л., Сибаров Д.А., Хавинсон В.Х. Нобелевские премии по физиологии или медицине за 100 лет // СПб.: Гуманистика. - 2002. - 688 с.
24. Пальцев М.А. Молекулярная медицина и прогресс фундаментальных наук // Вестник РАН. - 2002. - Т. 72, № 1. - С. 13-21.
25. Петров Р.В., Хаитов Р.М. Иммунный ответ и старение// Успехи соврем. биол. - 1975. - Т. 79, вып.1. - С. 111-127.
26. Поворознюк В.В., Хавинсон В.Х., Макогончук А.В., Рыжак Г.А., Ереслов Е.А., Гопкалова И.В. Изучение влияния пептидных регуляторов на структурно-функциональное состояние костной ткани крыс при старении // Успехи геронтологии. - 2007. - Т. 20., № 2. - С. 134-137.
27. Трофимова С.В., Хавинсон В.Х. Сетчатка и старение // Успехи геронтологии. - 2002. - Вып. 9. - С. 79-82.
28. Тутельян В.А., Хавинсон В.Х., Малинин В.В. Физиологическая роль коротких пептидов в питании // Бюл. экспер. биол. - 2003. - Т. 135,№ 1. - С. 4-10.
29. Фролькис В.В., Мурадян Х.К. Старение, эволюция и продление жизни // Киев: Наук. Думка. - 1992. - 336 с.
30. Хавинсон В.Х. Тканеспецифическое действие пептидов // Бюл. экспер. биол. - 2001. - Т. 132, № 8. - С. 228-229.
31. Хавинсон В.Х. Пептидная регуляция старения // Вестник РАМН - 2001. - № 12. - С. 16-20.
32. Хавинсон В.Х. Влияние тетрапептида на биосинтез инсулина у крыс с аллоксановым диабетом // Бюл. экспер. биол. - 2005. - Т. 140, № 10. - С. 453-456.
33. Хавинсон В.Х., Анисимов В.Н. Синтетический дипептид вилон (L-Lys-L-Glu) увеличивает продолжительность жизни и угнетает развитие спонтанных опухолей у мышей // Докл. АН. - 2000. - Т. 372, № 3. - С. 421-423.
34. Хавинсон В.Х., Анисимов В.Н. Синтетический пептид эпифиза увеличивает продолжительность жизни и угнетает развитие опухолей у мышей // Докл. АН. - 2000. - Т. 373, № 4. - С. 567-569.
35. Хавинсон В.Х., Анисимов В.Н. Пептидные биорегуляторы и старение // СПб.: Наука. - 2003. - 223 с.
36. Хавинсон В.Х., Анисимов С.В., Малинин В.В., Анисимов В.Н. Пептидная регуляция генома и старение // М.: РАМН - 2005. - 208 с.
37. Хавинсон В.Х., Жуков В.В. Пептиды тимуса и механизмы иммуномодуляции // Успехи соврем. биол. - 1992. - Т.112, вып.4. - С. 554-570.
38. ХавинсонВ.Х., Земчихина В.Н., Трофимова С.В., Малинин В.В. Влияние пептидов на пролиферативную активность клеток сетчатки и пигментного эпителия // Бюл. экспер. биол. - 2003. - Т. 135,№ 6. - С. 700-702.
39. Хавинсон В.Х., Кветной И.М., Ашмарин И.П. Пептидергическая регуляция гомеостаза // Успехи соврем. биол. - 2002. - Т. 122, № 2. - С. 190-203.
40. Хавинсон В.Х., Малинин В.В. Механизмы геропротекторного действия пептидов // Бюл. экспер. биол. - 2002. - Т. 133, № 1. - С. 4-10.
41. Хавинсон В.Х., Морозов В.Г. Применение пептидов тимуса в качестве геропротекторных средств // Пробл. стар. и долгол. - 1991. - Т.1, № 2. - С. 123-128.
42. Хавинсон В.Х., Морозов В.Г., Анисимов В.Н. Влияние эпиталамина на свободнорадикальные процессы у человека и животных // Успехи геронтологии - 1999. - вып. 3. - С. 133-142.
43. Хавинсон В.Х., Серый С.В., Малинин В.В. Коррекция пептидами тимуса и костного мозга радиационных нарушений иммуно- и гемопоэза // Радиобиол. - 1991. - Т.31, вып.4. - С. 501-505.
44. Хавинсон В.Х., Соловьев А.Ю., Шатаева Л.К. Плавление двойной спирали ДНК при связывании с геропротекторным тетрапептидом // Бюл. экспер. биол. - 2008. - Т. 146, № 11. - С. 560-562.
45. Хавинсон В.Х., Шатаева Л.К. Модель комплементарного взаимодействия олигопептидов с двойной спиралью ДНК// Мед. акад. журн. - 2005. - Т. 5,№ 1. - С. 15-23.
46. Хавинсон В.Х., Шатаева Л.К., Бондарев И.Э. Модель взаимодействия регуляторных пептидов с двойной спиралью ДНК // Успехи соврем. биол. - 2003. - Т. 123, № 5. - С.467-474.
47. Шатаева Л.К., Ряднова И.Ю., Хавинсон В.Х. Исследование информационной ценности олигопептидных блоков в регуляторных пептидах и белках // Успехи соврем. биол. - 2002. - Т. 122, № 3. - С. 282-289.
48. Яковлев Г.М., Хавинсон В.Х., Морозов В.Г., Новиков В.С. Перспективы биорегулирующей терапии // Клинич. мед. - 1991. - Т. 69, №5. - С. 19-23.
49. Alexandrov V.A., Bespalov V.G., Morozov V.G., Khavinson V.Kh., Anisimov V.N. Study of the post-natal effects of chemopreventive agents on ethylnitrosourea-induced transplacental carcinogenesis in rats. II. Influence of low-molecular-weight polypeptide factors from the thymus, pineal glands, bone marrow, anterior hypothalamus, brain cortex and brain white substance // Carcinogenesis. - 1996. - Vol.17, № 8. - P. 1931-1934.
50. Anisimov V.N., Arutjunyan A.V., Khavinson V.Kh. Effects of pineal peptide preparation Epithalamin on free-radical processes in humans and animals // Neuroendocrinology Lett. - 2001. - Vol. 22. - P. 9-18.
51. Anisimov S.V., Boheler K.R., Khavinson V.Kh., Anisimov V.N. Elucidation of the effect of brain cortex tetrapeptide Cortagen on gene expression in mouse heart by microarray // Neuroendocrinology Lett. - 2004. - V. 25. № 1/2. - P. 87-93.
52. Anisimov V.N., Bondarenko L.A., Khavinson V.Kh.Effect of pineal peptide preparation (epithalamin) on life span and pineal and serum melatonin level in old rats // Ann. N.Y. Acad. Sci. - 1992. - V. 673. - P 53-57.
53. Anisimov V.N., Khavinson V.Kh. Small peptide-associated modulation of aging and longevity. // Modulating aging and longevity. - Kluwer Academic Publishers (Printed in Great Britain) - S.I.S.Rattan (ed.). - 2003. - P. 279-301.
54. Vladimir N.Anisimov, Vladimir Kh. Khavinson. Pineal peptides as modulators of aging // Aging interventions and therapies - World Scientific. - Suresh I. S. Rattan (ed.). - 2005. - P. 127-146.
55. Anisimov V.N., Khavinson V.Kh., Mikhalski A.I., Yashin A.I. Effect of synthetic thymic and pineal peptides on biomarkers of ageing, survival and spontaneous tumour incidence in female CBA mice // Mech. Ageing Dev. - 2001. - V. 122, № 1. - P. 41-68.
56. Anisimov V.N., Khavinson V. Kh., Morozov V. G. Carcinogenesis and aging. IV. Effect of low-molecular-weight factors of thymus, pineal gland and anterior hypothalamus on immunity, tumor incidence and life span of C3H/Sn mice // Mech.Ageing Dev. - 1982. -- Vol. 19. - P. 245-258.
57. Anisimov V.N., Khavinson V.Kh., Morozov V. G. Twenty years of study on effect of pineal peptide preparation: epithalamin in experimental gerontology and oncology // Ann. N.Y. Acad. Sci. - 1994. - Vol.719. - P. 483-493.
58. Anisimov V.N., Khavinson V.Kh., Morozov V.G. Effect of synthetic dipeptide ThymogenÒ (Glu-Trp) on life span and spontaneous tumor incidence in rats // The Gerontologist. - 1998. - Vol. 38. - P. 7-8.
59. Anisimov V.N., Khavinson V.Kh., Morozov V.G. Immunomodulatory peptide L-Glu-L-Trp slows down aging and inhibits spontaneous carcinogenesis in rats // Biogerontology. - 2000. - V. 1. - P. 55-59.
60. Anisimov V.N., Khavinson V.Kh., Popovich I.G., Zabezhinski M.A. Inhibitory effect of peptide Epitalon on colon carcinogenesis induced by 1,2-dimethylhydrazine in rats // Cancer Lett. - 2002. - V. 183. - P. 1-8.
61. Anisimov V.N., Khavinson V.Kh., Popovich I.G., Zabezhinski M.A., Alimova I.N., Rosenfeld S.V., Zavarzina N.Yu., Semenchenko A.V., Yashin A.I. Effect of epitalon on biomarkers of aging, life span and spontaneous tumor incidence in female swiss-derived SHR mice // Biogerontology. - 2003. - № 4. - P.193-202.
62. Anisimov V.N., Khavinson K.Kh., Provinciali M., Alimova I.N., Baturin D.A., Popovich I.G., Zabezhinski M.A., Imyanitov E.N., Mancini R., Franceschi C. Inhibitory effect of the peptide epitalon on the development of spontaneous mammary tumors in Her-2/NEU transgenic mice // Int. J. Cancer. - 2002. - V. 101. - P. 7-10.
63. Anisimov V.N., Loktionov A.S., Khavinson V. Kh., Morozov V. G. Effect of low-molecular-weight factors of thymus and pineal gland on life span and spontaneous tumour development in female mice of different age // Mech. Ageing Dev. - 1989. - Vol. 49. - P. 245-257.
64. Anisimov V.N., Mylnikov S.V., Khavinson V.Kh. Pineal peptide preparation epithalamin increases the lifespan of fruit flies, mice and rats // Mech. Ageing Dev. - 1998. - Vol. 103. - P. 123-132.
65. Anisimov V.N., Mylnikov S.V., Oparina T.I., Khavinson V.Kh. Effect of melatonin and pineal peptide preparation epithalamin on life span and free radical oxidation in Drosophila melanogaster // Mech.Ageing Dev. - 1997. - Vol. 97. - P. 81-91.
66. ArkingR. Biology of aging. Observations and principles // Sunderland: Sinauer. - 1998. - 486 p.
67. Audhya T., Scheid M. P., Goldstein G. Contrasting biological activities of thymopoietin and splenin, two clously related polypeptide products of thymus and spleen // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1984. - V. 81, №. 9. - P. 2847-2849.
68. Bellamy D. The thymus in relation to problems of cellular growth and aging // Gerontologia. - 1973. - V.19. - P.162-184.
69. Dilman V.M., Anisimov V.N., Ostroumova M.N., Khavinson V. Kh., Morozov V. G. Increase in lifespan of rats following polypeptide pineal extract treatment // Exp. Pathol. - 1979. - Bd. 17, № 9. - P. 539-545.
70. Dilman V.M., Anisimov V.N., Ostroumova M.N., Morozov V. G., Khavinson V.Kh., Azarova M.A. Study of the anti-tumor effect of polypeptide pineal extract // Oncology.- 1979. - Vol. 36, № 6. - P. 274-280.
71. Djeridane Y, Khavinson V.Kh., Anisimov V.N., Touitou Y. Effect of synthetic pineal tetrapeptide (Ala-Glu-Asp-Gly) on melatonin secretion by the pineal gland of young and old rats // J.Endocrinol.Invest. - 2003. - Vol. 26, № 3. - P. 211-215.
72. Finch C. Longevity, senescence and the genome // Chicago: Univ. of Chicago Press. - 1990. - 922 p.
73. Frolkis V.V. On the regulatory mechanism of molecular-genetic alterations during aging // Exp. Geront. - 1970. - Vol. 5. - P. 37-47.
74. Goldstein G., Scheid M., Hammerling U. et al. Isolation of a polypeptide that has Lymphocyte-differentiating properties and is probably represented universally in living cells // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1975. - V. 72, № 1. - P.11-15.
75. Goncharova N.D., Vengerin A.A., Khavinson V.Kh., Lapin B.A. Pineal peptides restore the age-related disturbances in hormonal functions of the pineal gland and the pancreas // Experimental Gerontology. - 2005. - V.40. - P. 51-57.
76. Hannappel E., Davoust S., Horecker B.L. Thymosin β8 and β9: Two new peptides isolated from calf thymus homologous to thymosin β4 // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1982. - V. 82. - P. 1708-1711.
77. Hayflick L. The future of ageing // Nature. - 2000. - Vol. 408, N 6809. - P. 267-269.
78. Hirokawa K. The thymus and aging // Immunology and aging. New York; London, - 1977. - P. 51-72.
79. Ivanov V.T., Karelin A.A., Philippova M.M. et al. Hemoglobin as a source of endogenous bioactive peptides: the concept of tissue-specific peptide pool // Biopolymers.- 1997. - V. 43, N 2. - P. 171-188.
80. Jacob F., Monod J. Genetic regulation mechanisms in the synthesis of proteins // J. Mol. Biol. - 1961. - V.3. - P. 318-356.
81. Karlin S., Altschul S.F., Method for assessing the statistical significance of molecular sequence features by using general scoring schemes. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA, - 1990, - V. 87, N 6, - P. 2264-2268.
82. Khavinson. V. Kh. Peptides and ageing // Neuroendocrinology Letters. - Special Issue - 2002. - 144 p.
83. Khavinson V.Kh.; US Patent № 6,727,227 B1 «Tetrapeptide revealing geroprotective effect, pharmacological substance on its basis, and the method of its application»; 27.04.2004.
84. Khavinson V.Kh.; US Patent № 7,101,854 B2 «Tetrapeptide stimulating the functional activity of hepatocytes, pharmacological substance on its basis and the method of its application»; 05.09.2006.
85. Khavinson V.Kh., Goncharova N., Lapin B. Synthetic tetrapeptide epitalon restores disturbed neuroendocrine regulation in senescent monkeys // Neuroendocrinology Lett. - 2001. - V. 22. - P. 251-254.
86. Khavinson V.Kh., Izmailov D.M., Obukhova L.K., Malinin V.V Effect of epitalon on the lifespan increase in Drosophila melanogaster // Mech. AgeingDev. - 2000. - V. 120. - P. 141-149.
87. Khavinson V.Kh., Korneva E.A., Malinin V.V., Rybakina E.G., Pivanovich I.Yu., Shanin S.N. Effect of epitalon on interleukin-1ß signal transduction and the reaction of thymocyte blast transformation under stress // Neuroendocrinology Lett. - 2002. - V. 23. № 5/6. - P. 411-416.
88. Khavinson V.Kh, Lezhava T.A., Monaselidze J.R., Jokhadze T.A., Dvalis N.A., Bablishvili N.K., Trofimova S.V. Peptide Epitalon activates chromatin at the old age // Neuroendocrinology Lett. - 2003. - V. 24. № 5 - P. 329-333.
89. Khavinson V.Kh., Malinin V.V. Gerontological aspects of genome peptide regulation // Basel (Switzerland): Karger AG. - 2005. - 104 p.
90. Khavinson V.Kh., Mikhailova O.N. Health and aging in Russia // Clobal health and global aging / (ed. by Mary Robinson et al.); foreword by Robert Butler. - L st ed. - 2007. - P. 226-237.
91. Khavinson V., Morozov V. Peptides of pineal gland and thymus prolong human life // Neuroendocrinology Lett. - 2003. - V. 24. №. 3/4. - P. 233-240.
92. Khavinson V.Kh., Morozov V.G., Anisimov V.N. Experimental studies of the pineal gland preparation Epithalamin. - The pineal gland and cancer. - Bartsch C., Bartsch H., Blask D.E., Cardinali D.P., Hrushesky W.J.M., Mecke D. (Eds.) - Springer-Verlag Berlin Heidelberg. - 2001. - P. 294-306.
93. Khavinson V.Kh, Morozov V.G., Malinin V.V., Grigoriev E.I.; US Patent № 7,189,701 B1 «Tetrapeptide stimulating the functional activity of neurons, pharmacological agent based thereon and method of use thereof»; 13.03.2007.
94. Khavinson V., Razumovsky M., Trofimova S., Grigorian R., Razumovskaya A. Pineal-regulating tetrapeptide epitalon improves eye retina condition in retinitis pigmentosa // Neuroendocrinology Lett. - 2002. - V. 23. - P. 365-368.
95. Khavinson V., Shataeva L., Chernova A. DNA double-helix binds regulatory peptides similarly to transcription factors // Neuroendocrinology Lett. - 2005. - V. 26. №. 3. - P. 237-241.
96. Khavinson V.Kh., Solovieva D.V. New approach to the prophylaxis and treatment of age-related pathology // Romanian J. of Gerontology and Geriatrics. - 1998. - Vol. 20, № 1. - P. 28-34.
97. Khavinson V.Kh., Ryzhak G.A., Grigoriev E.I., Ryadnova I.Yu.; EP Patent № 1 758 922 B1 «Peptide substance restoring function of respiratory organs»; 13.02.2008.
98. Khavinson V.Kh., Ryzhak G.A., Grigoriev E.I., Ryadnova I.Yu.; EP Patent № 1 758 923 B1 «Peptide substance restoring myocardium function»; 13.02.2008.
99. Kirkwood T.B. Genes that shape the course of ageing // Trends Endocrinol. Metab. - 2003. - Vol. 14, N 8. - P. 345-347.
100. Kossoy G., Zandbank J., Tendler E., Anisimov V.N., Khavinson V.Kh., Popovich I.G., Zabezhinski M.A., Zusman I., Ben-Hur H. Epitalon and colon carcinogenesis in rats: proliferative activity and apoptosis in colon tumors and mucosa // Int. J. Mol. Med. - 2003. - V.12, №. 4. - P. 473-477.
101. Kozina L.S., Arutjunyаn A.V., Khavinson V.Kh. Antioxidant properties of geroprotective peptides of the pineal gland // Arch. Gerontol. Geriatr. Suppl. 1. - 2007. - P. 213-216.
102. Kvetnoy I.M., Reiter R.J., Khavinson V.Kh. Claude Bernard was right: hormones may be produced by “non-endocrine” cells // Neuroendocrinology Lett. - 2000. - Vol. 21.- P. 173-174.
103. Lezhava T. Heterochromatization as a key factor in aging // Mech. Ageing Dev. - 1984. - V.28. N 2-3, - P. 279-288.
104. Lezhava T. Human chromosomes and aging.From 80 to 114 Years.// Nova Biomedical.- 2006. - New York. - 177 p.
105. Mechnikov I. Etudes sur la nature humaine: essai de philosophie optimiste // Paris: Masson. - 1903. - 399 p.
106. Morozov V.G., Khavinson V.Kh.; USPatent№5,070,076 «Thymus-Gland preparation and method for producing same»; 03.12.1991.
107. Morozov V.G., Khavinson V.Kh.; USPatent№ 5,538,951 «Pharmaceutical preparation for the therapy of immune deficiency conditions»; 23.07.1996.
108. Morozov V.G., Khavinson V.Kh. Natural and synthetic thymic peptides as therapeutics for immune dysfunction // Int.J. Immunopharmacology. - 1997. - Vol. 19, № 9/10. - P. 501-505.
109. Pisarev O.A., Morozov V. G., Khavinson V.Kh., Shataeva L.K., Samsonov G.V. Isolation, physico-chemical and biological propepties of the immunity polypeptide bioregulator from thymus // Chemistry of Peptides and Proteins. - Berlin, New York. - 1982. - Vol. 1. - P. 137-142.
110. Sibarov D.A., Kovalenko R.I., Malinin V.V., Khavinson V.Kh. Epitalon influences pineal secretion in stress-exposed rats in the daytime // Neuroendocrinology Lett. - 2002. - V. 23. - P. 452-454.
111. Tucer J.D. Radiation cytogenetics from chromosomes to single nucleotides and from metaphase cells to tissues. // Cancer Metastas.Rev., 2004, V.23, P. 341-349.

Краткое описание:

Пептидная регуляция в организме осущестувляется с помощью регуляторных пептидов (РП), состоящих всего из 2-70 аминокислотных остатков в отличие от более длинных белковых цепочек. Существует специальная научная дисциплина - пептидомика - изучающая пулы пептидов в тканях.

Пептидная регуляция в организме осущестувляется с помощью регуляторных пептидов (РП), состоящих всего из 2-70 аминокислотных остатков в отличие от более длинных белковых цепочек.

Пептидный «фон», присутствующий во всех тканях, традиционно воспринимался раньше просто как «обломки» функциональных белков, но оказалось, что он выполняет важную регуляторную функцию в организме. «Теневые» пептиды формируют глобальную систему биорегуляции (в виде хеморегуляции) и гомеостаза, - возможно, более древнюю, чем эндокринная и нервная системы.

В частности, эффекты, оказываемые пептидным «фоном», могут проявляться уже на уровне отдельной клетки, в то время как невозможно себе представить работу нервной или эндокринной системы в одноклеточном организме.

Определение понятия

Пептиды - это гетерополимеры, мономером которых являются остатки аминокислот, соединённые между собой пептидной связью.

Пептиды можно образно назвать «младшими братьями» белков, т.к. они состоят из тех же мономеров, что и белки - аминокислот. Но если такая полимерная молекула состоит более чем из 50 аминокислотных остатков - то это белок, а если менее - то пептид.

Большинство хорошо известных биологических пептидов (а их не так уж много) являются нейрогормонами и нейрорегуляторами. Основные пептиды с известной функцией в человеческом организме - пептиды тахикининового ряда, вазоактивные интестинальные пептиды, панкреатические пептиды, эндогенные опиоиды, кальцитонин и некоторые другие нейрогормоны. Кроме этого, важную биологическую роль играют антимикробные пептиды, секретируемые как животными, так и растениями (встречаются, например, в семенах или в слизи лягушек), а также антибиотики пептидной природы.

Но оказалось, что кроме этих пептидов, обладающих вполне определёнными функциями, ткани живых организмов содержат довольно мощный пептидный «фон», состоящий в основном из фрагментов более крупных функциональных белков, имеющихся в организме. Долгое время поэтому считалось, что такие пептиды - всего лишь «обломки» рабочих молекул, которые организм ещё не успел «подчистить». Однако в последнее время становится понятно, что этот «фон» играет важную роль в поддержании гомеостаза (тканевого биохимического равновесия) и регуляции множества жизненно важных процессов самого общего характера - таких как рост, дифференциация и восстановление клеток. Не исключено даже, что система биорегуляции на основе пептидов - эволюционный «предшественник» более современных эндокринной и нервной систем.

Изучением роли пептидных «пулов» стала заниматься специальная научная дисциплина - пептидомика .

Молекулярные пулы биомолекул выстраиваются в закономерном порядке.

Молекулярные пулы биомолекул

Генóм (совокупность генов) →

Транскриптóм (совокупность транскриптов, полученных на основе генов путём транскрипции) →

Протеóм (совокупность протеинов-белков, полученных на основе транскриптов путём трансляции) →

Пептидóм (совокупность пептидов, полученных на основе расщепления белков).

Таким образом, пептиды находятся в самом конце молекулярной цепочки информационно взаимосвязанных биомолекул.

Один из первых активных пептидов был получен из болгарской простокваши, которую в своё время высоко ценил ещё И.И. Мечников. Компонент клеточной стенки бактерий простокваши - глюкозаминил-мурамил- дипептид (ГМДП), - оказывает на организм человека иммуностимулирующее и противоопухолевое действие. Он был открыт при изучении кисломолочной бактерии Lactobacillus bulgaricus (болгарская палочка). Фактически, этот элемент бактерии представляет для иммунной системы как бы «образ врага», мгновенно запускающий каскад поиска и удаления патогена из организма. Кстати, быстрый ответ - неотъемлемое свойство врождённого иммунитета, в отличие от адаптивной реакции, требующей до нескольких недель, чтобы «развернуться» полностью. На основе ГМДП был создан лекарственный препарат ликопид, применяющийся сейчас для широкого спектра показаний, связанных в основном с иммунодефицитами и инфекционными заражениями - сепсисом, перитонитом, синуситами, эндометритами, туберкулёзом, а также при различных видах лучевой и химиотерапии.

В начале 1980-х годов стало понятно, что роль пептидов в биологии сильно недооценена - их функции много шире, чем у всем известных нейрогормонов. Прежде всего, обнаружилось, что пептидов в цитоплазме, межклеточной жидкости и тканевых экстрактах много больше, чем считалось до того - как по массе, так и по числу разновидностей. Более того, состав пептидного «пула» (или «фона») в разных тканях и органах существенно отличается, и эти отличия сохраняются у разных особей. Число «свеженайденных» в тканях человека и животных пептидов в десятки раз превышало количество пептидов «классических» с хорошо изученными функциями. Таким образом, разнообразие эндогенных пептидов значительно превосходит известный ранее традиционный набор пептидных гормонов, нейромодуляторов и антибиотиков.

Точный состав пептидных пулов определить сложно, - прежде всего, потому, что число «участников» существенным образом будет зависеть от концентрации, которую считать значимой. При работе на уровне единиц и десятых долей наномоля (10−9 М) это несколько сотен пептидов, однако при увеличении чувствительности методик до пикомолей (10−12 М) число зашкаливает за десятки тысяч. Считать ли такие «минорные» компоненты за самостоятельных «игроков», или же принять, что они не имеют собственной биологической роли и представляют лишь биохимический «шум» - вопрос открытый.

Довольно хорошо изучен пептидный пул эритроцитов. Установлено, что внутри эритроцитов происходит «нарезание» гемоглобиновых α- и β-цепей на серию крупных фрагментов (всего выделено 37 пептидных фрагментов α-глобина и 15 - β-глобина) и, кроме того, эритроциты выделяют в окружающую среду множество более коротких пептидов. Пептидные пулы образуются и другими культурами клеток (трансформированными миеломоноцитами, клетками эритролейкемии человека и др.), т.е. продукция пептидов культурами клеток - широко распространённый феномен. В большинстве тканей 30–90% всех идентифицированных пептидов являются фрагментами гемоглобина , однако идентифицированы и другие белки, порождающие «каскады» эндогенных пептидов, - альбумин, миелин, иммуноглобулины и др. Для части «теневых» пептидов предшественников пока не найдено.

Свойства пептидома

1. Биологические ткани, жидкости и органы содержат большое число пептидов, образующих «пептидные пулы». Эти пулы образуются как из специализированных белков-предшественников, так из белков с иными, своими собственными, функциями (ферментов, структурных и транспортных белков и др.).

2. Состав пептидных пулов устойчиво воспроизводится при нормальных условиях и не обнаруживает индивидуальных отличий. Это значит, что у разных особей пептидóмы мозга, сердца, лёгких, селезёнки и других органов будет примерно совпадать, но между собой эти пулы будут достоверно различаться. У разных видов (по крайней мере, среди млекопитающих) состав аналогичных пулов также весьма схож.

3. При развитии патологических процессов, а также в результате стрессов (в том числе, длительного лишения сна) или применения фармакологических препаратов состав пептидных пулов меняется, и иногда довольно сильно. Это может использоваться для диагностики различных патологических состояний, в частности, такие данные есть для болезней Ходжкина и Альцгеймера.

Функции пептидома

1. Компоненты пептидóма участвуют в регуляции нервной, иммунной, эндокринной и других систем организма, причём их действие можно рассматривать как комплексное, - то есть, осуществляемое сразу всем ансамблем пептидов.

Таким образом, пептидные пулы осуществляют общую биорегуляцию в содружестве с другими системами на уровне всего организма.

2. Пептидный пул в целом регулирует долговременные процессы («долго» для биохимии - это часы, дни и недели), отвечает за поддержание гомеостаза и регулирует пролиферацию, гибель и дифференцировку составляющих ткань клеток.

3. Пептидный пул образует тканевой полифункциональный и полиспецифичный «биохимический буфер», который смягчает метаболические колебания, что позволяет говорить о новой, ранее неизвестной системе регуляции на основе пептидов. Этот механизм дополняет давно известные нервную и эндокринную системы регуляции, поддерживая в организме своеобразный «тканевой гомеостаз» и устанавливая равновесие между ростом, дифференцировкой, восстановлением и гибелью клеток.

Таким образом, пептидные пулы осуществляют местную тканевую регуляцию на уровне отдельной ткани.

Механизм действия тканевых пептидов

Один из главных механизмов действия коротких биологических пептидов - через рецепторы уже известных пептидных нейрогормонов. Сродство «теневых» тканевых пептидов к этим рецепторам очень низкое - в десятки или даже тысячи раз ниже, чем у «основных» специфических биолигандов. Но нужно принимать во внимание тот факт, что концентрация «теневых» пептидов примерно в такое же число раз выше. В результате оказываемый ими эффект может иметь ту же величину, что и для пептидных гормонов, а, учитывая широкий «биологический спектр» пептидного пула, можно сделать вывод об их важности в регуляторных процессах.

В качестве примера действия через «не свои» рецепторы можно привести геморфины - фрагменты гемоглобина, которые действуют на опиоидные рецепторы, аналогично «эндогенным опиатам» - энкефалину и эндорфину. Доказывается это стандартным для биохимии способом: добавление налоксона - антагониста опиоидных рецепторов, используемого в качестве антидота при передозировке морфина, героина или других наркотических анальгетиков. Налоксон блокирует действие геморфинов, что и подтверждает их взаимодействие с опиоидными рецепторами.
В то же время, мишени действия большинства «теневых» пептидов не известны. По предварительным данным, некоторые из них могут влиять на работу рецепторных каскадов и даже участвовать в «управляемой гибели» клетки - апоптозе.

Концепция пептидной регуляции постулирует участие эндогенных пептидов в качестве биорегуляторов в поддержании структурного и функционального гомеостаза клеточных популяций, которые сами содержат и продуцируют эти факторы.

Функции регуляторные пептидов

1. Регуляция экспрессии генов.
2. Регуляция синтеза белка.
3. Поддержание устойчивости к дестабилизирующим факторам внешней и внутренней среды.
4. Противодействие патологическим изменениям.
5. Препятствие возрастным изменениям.

Короткие пептиды, выделенные из различных органов и тканей, а также их синтезированные аналоги (ди-, три_, тетрапептиды) обладают выраженной тканеспецифической активностью в органотипической культуре тканей. Воздействие пептидов приводило к ткнеспецифиеской стимуляции синтеза белка в клетках тех органов, из которых эти пептиды были выделены.

Источник:
Хавинсон В.Х., Рыжак Г.А. Пептидная регуляция основных функций организма // Вестник Росздравнадзора, № 6, 2010. С. 58-62.

Регуляторные пептиды представляют собой короткие цепочки, включающие от 2 до 50-70 аминокислотных остатков, а более крупные пептидные молекулы принято относить к регуляторным белкам. РП синтезируются во всех органах и тканях организма, но практически все они так или иначе влияют на деятельность ЦНС. Многие РП вырабатываются и нейронами, и клетками периферических тканей. К настоящему времени обнаружено и описано не менее сорока семейств РП, каждое из которых включает от двух до десяти представителей пептидов.
РП нельзя относить исключительно к гормонам. Одни из них являются медиаторами или соседствуют в синаптических окончаниях с классическими медиаторами непептидной природы, выделяясь как совместно, так и раздельно. Другие РП действуют на группы клеток, расположенные вблизи от места секреции, т. е. являются модуляторами. Третьи РП распространяются на большие расстояния, регулируя функции различных систем организма, - это классические гормоны. Примерами таких гормонов могут быть окситоцин, вазопрессин, АКТГ, либерины и статины гипоталамуса, но для РП характерно воздействие не на один орган-мишень, а одновременно на многие системы организма. Вспомните о том, что стимулятор сокращения гладкой мускулатуры окситоцин одновременно является блокатором памяти, а регулятор функций коры надпочечников - АКТГ - усиливает внимание, стимулирует обучение, подавляет потребление пищи и
половое поведение. Свойство РП одновременно влиять на целый ряд физиологических процессов получило название полимодальности. Все РП в той или иной степени обладают полимодальными эффектами. В том, что нейропептиды обладают множественными воздействиями на организм, заключен глубокий смысл. В случае возникновения какой-либо жизненной ситуации, требующей сложной ответной реакции организма, РП, дйствуя на все системы, позволяют оптимальным образом отреагировать на воздействие. Например, небольшой РП тафцин постоянно вырабатывается в кровяном русле. Тафцин - мощный стимулятор иммунитета, однако одновременно он действует и на ряд структур мозга, оказывая психостимуляционный эффект. Таким образом, в опасной ситуации усиленная выработка тафцина приводит и к улучшению работы мозга, и к усилению иммунитета. Первое воздействие тафцина позволит лучше среагировать на опасность и попытаться избегнуть ее или успешно противостоять ей, а усиление иммунитета необходимо для того, чтобы уменьшить последствия травм, полученных при контакте с врагом или жертвой.
Велика роль РП в реакции организма на неблагоприятные воздействия. Выше уже были представлены сведения о пептидах гипоталамуса и гипофиза и их значении в формировании реакции на стрессогенные воздействия. Кроме того, защитным воздействием при стрессе обладают эндогенные пептидные опиоиды, к которым относят пептиды нескольких групп: эндорфины, энкефалины, динорфины и др. Структура пептид-
пептидных опиоидов такова, что они могут взаимодействовать с оидными рецепторами различных классов, расположенных на наружной мембране клеток практически всех органов, и в том числе с рецепторами нейронов. Эти пептиды способствуют созданию положительных эмоций, хотя в больших дозах могут подавлять двигательную активность и исследовательское поведение.
Связываясь с опиатными рецепторами, опиоидные пептиды приводят к снижению болевых ощущений, что очень важно при воздействии на организм неблагоприятных факторов.
Однако можно привести примеры других регуляторных пептидов, которые являются медиаторами проведения информации от болевых рецепторов в мозг. Усиленная выработка таких пептидов в организме или их введение в организм извне приводит к усилению болевых ощущений.
Обнаружено, что целый ряд РП выступают как факторы, регулирующие цикл сон - бодрствование, причем одни пептиды способствуют засыпанию и увеличивают продолжительность сна, а другие, напротив, поддерживают мозг в активном состоянии.
Как увеличение, так и уменьшение выброса регуляторных пептидов может лежать в основе целого ряда патологических состояний, в том числе связанных с нарушениями функций мозга. Выше уже говорилось о том, что тиреолиберин - эффективный антидепрессант, но в больших количествах он может привести к возникновению маниакальных состояний. Мелатонин, напротив, фактор, способствующий возникновению
депрессии.
Несомненно, что нарушение в обмене некоторых РП лежит в основе заболевания шизофренией. Так, у больных в крови заметно повышен уровень некоторых опиоидных пептидов, а пептиды других классов (холецистокинин, дез-тирозил-гамма-эндорфин) обладают явным антипсихотическим эффектом.
Имеются сведения о том, что избыток некоторых РП может провоцировать судорожные состояния, тогда как другие РП обладают противосудорожными эффектами.
Очень велика роль РП и рецепторов к ним в генезе таких распространенных в наше время патологических состояний, как алкоголизм и наркомания. Ведь вводимые наркоманами в организм морфин и его производные взаимодействуют именно с теми рецепторами, которые у здорового человека необходимы для нормальной работы системы эндогенных пептидных опиоидов. Поэтому для лечения наркоманов, в частности, применяются блокаторы опиатных рецепторов.
Важно понимать, что все функции мозга находятся под постоянным контролем пептидной системы регуляции, всю сложность которой мы только начинаем понимать.