Минеральный обмен в костной ткани и его регуляция

Гормональная регуляция метаболизма костной ткани

Минеральный обмен в костной ткани и его регуляция

На метаболизм костной ткани оказывают влияние гормоны:

− щитовидной железы – тиреокальцитонин;

− паращитовидной железы – паратиреоидной (паратирин);

− передней доли гипофиза – гормон роста.

Тиреокальцитонин стимулирует функциональную активность остеобластов, т.е. стимулирует образование новой костной ткани и снижает содержание Са2+ в крови.

Паратиреоидный гормон(паратирин) стимулирует функциональную активность остеокластов, т.е. стимулирует процесс разрушения межклеточного вещества костной ткани и способствует повышению содержания ионов Са2+ в крови.

Гормон роста (соматотропный гормон) способствует сохранению эпифизарных хрящевых пластинок роста, т.е. пока продолжается продукция гормона трубчатые кости растут в длину.

Нарушение метаболизма костной ткани.

Приведем несколько вариантов нарушений:

1. Рахит.При этом образование органического матрикса (коллагеновых волокон) межклеточного вещества не нарушено, но нарушен процесс отложения минеральных солей. В результате кости становятся мягкими и возможно их искривление под действием силы тяжести ребенка.

Причины:

− недостаток в потребляемой пищи солей Са;

− недостаточное образование витамина D (образуется в коже под действием ультрафиолетовых лучей).

2. Цинга. При этой патологии отложение минеральных солей в костной ткани не нарушено, но нарушен процесс образования остеобластами органического матрикса (коллагеновых волокон). В результате кости становятся хрупкими (легко ломаются). Причина – недостаточное поступление из внешней среды витамина С.

3. Остеомаляция(размягчение костей). Имеет место у беременных женщин при недостатке в пище солей Са. В этом случае недостаток ионов Са2+ при интенсивном образовании новой костной ткани у плода восполняется за счет разрушения костной ткани материнского организма.

ЛЕКЦИЯ 6

Мышечные ткани

Функции:

− обеспечивает движение организма в пространстве и

− двигательные процессы в органах.

Виды мышечных тканей:

− гладкая и

− поперечнополосатая

Гладкая мышечная ткань

Гладкая мышечная ткань имеет три источника развития:

1. Мезенхима (основной источник). Из нее развивается гладкая мышечная ткань в стенке полостных органов (сосудов, пищеварительной трубки, воздухоносных путей, протоков желез, мочевыводящих путей, матки).

2. Эктодерма. Из нее развиваются миоэпителиальные клетки в составе концевых отделов некоторых желез (слюнные, молочные), которые способствуют выведению секрета.

3. Нервная трубка. Из нее развиваются гладкомышечные клетки расширяющие и суживающие зрачок.

Структурная единица гладкомышечной ткани – гладкомышечная клетка (миоцит). Клетки имеют веретенообразную форму (Рис. 11). Размеры клеток различные в зависимости от того, в составе какого органа они располагаются: (в стенке сосудов – 20 мк, кишечника – 0,2 мм, матки в период беременности – 0,5 мм).

Строение гладкомышечной клетки. Клетка имеет оболочку (сарколемма). В средней части – ядро овальной формы, вокруг ядра располагаются общие органеллы (митохондрии, аппарат Гольджи, слабо развитая эндоплазматическая сеть).

Вся остальная цитоплазма заполнена миофибриллами (сократительный аппарат клетки). Они состоят из более тонких нитевидных структур – протофибрилл.

Различают три типа протофибрилл: актиновые, миозиновые, которые выполняют сократительную функцию и промежуточные, выполняющие опорную функцию.

Рис. 11

1. Цитоплазма.

2. Ядро

3. Миофибриллы

4. Базальная мембрана

Гладкомышечные клетки в составе органов располагаются группами, слоями и редко в одиночку. В составе групп клетки плотно прилежат друг к другу (отдельные клетки, не контурируются). Вокруг каждой клетки – сеть коллагеновых и эластических волокон.

Между группами и слоями располагаются прослойки рыхлой соединительной ткани с сосудами и нервными образованиями (нервные волокна и окончания).

Следует отметить, что нервные окончания подходят к группе клеток, а не к каждой в отдельности (щелевой контакт между клетками).

Источником регенерации ткани являются сами гладкомышечные клетки (нет специальных малодифференцированных клеток).

Гладкая мышечная ткань иннервируется вегетативной нервной системой и способна находиться в сокращенном состоянии в течении длительного времени.

С чрезмерным тонусом гладкомышечных клеток (способностью к длительному сокращению) связаны основные симптомы таких патологических состояний, как бронхиальная астма (спазм бронхиол – затрудненное дыхание) и гипертонической болезни (спазм артериол – повышение артериального давления).

Гладкомышечные клетки сокращаются не только под действием нервных импульсов, но и под влиянием различных химических веществ (гормонов). Так, под действием гормона вазопрессина избирательно сокращаются гладкомышечные клетки стенки мелких артерий (артериол), а под действием гормона окситоцина избирательно сокращаются гладкомышечные клетки стенки матки.

Поперечнополосатая мышечная ткань

Различают поперечнополосатую скелетную и сердечную мышечные ткани.

Поперечнополосатая скелетная мышечная ткань

Состоит из продольно ориентированных мышечных волокон (симпласты). Длина волокон от 1 до 40 мм, диаметр – 0,1 мм.

Строение мышечного волокна

Мышечное волокно имеет оболочку – сарколемму, состоящую из:

− плазмолеммы,

− базальной мембраны и

− сети ретикулярных волокон

Ядра овальной формы, количеством несколько сот на 1 см длины, располагаются под сарколеммой. Средняя часть волокна заполнена миофибриллами (сократительный аппарат).

Жидкая часть цитоплазмы волокна – саркоплазма, заполняет промежутки между миофибриллами и содержит белок – миоглобин (Рис 12).

Между миофибриллами также располагается большое количество продольно ориентированных митохондрий (саркосом).Много гранул гликогена.

Рис. 12

4. Полоска Z

5. Диск А

6. Зона Н

8. Саркомер

В зависимости от соотношения миофибрилл и саркоплазмы, различают следующие виды мышц: белые и красные. В белых мышцах мало саркоплазмы, но много миофибрилл.

Сокращения их быстрые, кратковременные; они быстро «утомляются». В красных мышцах много саркоплазмы и митохондрий, но меньше миофибрилл. Сокращения их медленные, но длительные; они медленно «утомляются».

Примеры:

1. У домашних птиц грудные мышцы – белые, а мышцы ног – красные, по причине чего они не способны к длительному полету;

2. У диких птиц грудные мышцы – красные, благодаря чему они способны к длительному полету.

У человека промежуточный тип мышц, т.е. примерно одинаковые соотношения миофибрилл и саркоплазмы.



Источник: https://infopedia.su/1x2055.html

Минеральный обмен в костной ткани и его регуляция

Минеральный обмен в костной ткани и его регуляция
Только у нас: Введите до 31.03.2020 промокод бонус2020 в поле купон при оформлении заказа и получите скидку 25% на всё!

Твердость дентина уступает эмали — 60кг/мм 2 .

Регуляция обмена костной ткани

На обмен кальция и фосфора влияют: паратгормон, тиреокалъцитонин, большая группа витаминов.

За сутки из кишечника всасывается примерно 1г кальция и только 1/3 от этого количества усваивается тканями организма. Столько же – 1г — ежесуточно теряется с мочой и калом. В межклеточных жидкостях содержится тоже в среднем 1г кальция.

Значит, за одни сутки полностью обновляется весь внеклеточный кальций организма. У взрослого здорового человека в возрасте до 40 лет все процессы минерализации и резорбции костной ткани находятся в равновесии. У детей до окончательного окостенения наблюдается положительный кальциевый баланс.

После 40-летнего возраста — отрицательный баланс кальция.

Паратгормон — повышает содержание сывороточного Са 2+ , вызывает резкое усиление процессов резорбции, выражающееся в разрушении минеральной и органической основы костной ткани.

Под действием данного гормона увеличивается число остеокластов и их метаболическая активность, что доказывается повышением Са 2+ в крови выделением с мочой оксипролина.

Тиреокалъцитонин, напротив, ингибирует резорбцию кости остеокластами, поэтому его применяют в клинике при заболеваниях, связанных с усиленной резорбцией кости (остеопорозы различного происхождения, замедленное заживление переломов, несовершенный остеогенез).

Наиболее сильный эффект резорбции имеют тироксин и паратгормон.

Кортикостероиды (кортизол) тормозят всасывание кальция в кишечнике, увеличивают синтез и секрецию паратгормона.

При недостатке эстрогенов, которые угнетают резорбцию, возникает остеопороз.

В регуляции обмена костной ткани участвует также большая группа витаминов.

При дефиците витамина А происходит утолщение костей, изменение их формы, существенные изменения наблюдаются в костях черепа. Т. к.

его воздействие определяется специфическим влиянием на активность остеобластов и остеокластов, тормозится синтез гликозаминогликанов, нарушается остеогенез и рост костей.

Избыток вызывает зарастание эпифизарных хрящевых пластинок и замедление роста кости в длину.

При дефиците витамина С снижается скорость синтеза РНК, коллагена и нарушается общий механизм, от которого зависти синтез белков, ферментов, гликозаминогликанов, влияющих на биохимическую, морфологическую и функциональную специализацию элементов костной ткани, что проявляется в замедлении роста костей и заживлении переломов.

Витамин D — стимулирует минерализацию на уровне транскрипции, усиливая экспрессию остеокальцина. Активный витамин D3 увеличивает всасывание кальция в кишечнике и повышает усвоение кальция костной тканью, усиливает действие паратгормона в костной ткани и почках.

Зубы– костные образования в ротовой полости. Служат для захватывания, удерживания и механической обработки пищи. У человека важную роль играют в произношении звуков.

Анатомически зубы состоят из трех частей: коронка, шейка и корень.

1. Коронка – часть зуба, свободно расположенная в полости рта.

2. Корень – часть зуба, находящаяся в кости и покрыта деснами.

Коронка и корень зуба разделены шейкой, которая плотно охвачена десной. Внутри коронки имеются полость зуба и корневые каналы, которые заполнены мягкой тканью – пульпой.

У зуба есть твердые ткани — эмаль, дентин, цемент и мягкие – пульпа.

ЭМАЛЬ.

Является самой твердой тканью зуба. По твердости ее, нередко, сравнивают с кварцем. Твердость эмали 398 кг/мм 2 . Это обусловливается высоким содержанием в ней минеральных солей.

Функции эмали зуба:

1. защита дентина и пульпы от механических, химических и температурных раздражителей.

2. проницаемость — основной путь проникновения со стороны пульпы и из слюны ионов кальция, аминокислот, витаминов, токсинов.

2.Органические вещества – 1,5%

3. Неорганические вещества – 95-97%, из них: Са — 37%, Р — 17%.

Толщина эмали: 1,7 – 3,5мм на жевательной поверхности и 0,01мм у шейки. Основным образованием эмали являются кристаллы, формирующие эмалевые призмы. Это тонкие граненные цилиндрические образования, проходящие через всю толщу эмали. Толщина 3-6мкм, длина – больше толщины эмали.

Призмы собраны в пучки (по 10-20) и располагаются параллельно длинной оси зуба в области края, а на боковых поверхностях – перпендикулярно к длине оси зуба. Поверхность эмали имеет зернистый рельеф в виде бугорков и ямок, обусловленный округлыми окончаниями кристаллов. Между эмалью и дентином находится тонкая органическая оболочка.

Поверхность эмали также покрыта органическими оболочками.

Органические вещества:

1. Белки – образуют основу формирования эмали – белковую матрицу. В состав органической матрицы входят три группы белков:

а) белки, нерастворимые в соляной и этилендиаминтетрауксусной кислотах – 0,18-0.2%. По своим свойствам близки к коллагену и эластину и играют роль «скелета», придающего устойчивость структуре эмали в целом.

б) Са — связывающий белок эмали (КСБЭ) – 0,17% (М.м 20000). Он может

связывать 8-10 ионов Са и образуется белковая трехмерная матричная

сетка (белок соединен между собой Са-мостиками) не растворимая в

нейтральной среде. Подкисление до рН 4,0 разрушает этот комплекс с

минеральной фазой. Длина субъединицы КСБЭ, состоящей из 160-180

аминокислотных остатков – 25нм, это соответствует длине основного

кристалла эмали – гидроксиапатита. Ионы Са, связывающиеся с матрицей, служат зонами роста этих кристаллов.

в) водорастворимый белок эмали, который не способен к образованию

комплекса с Са. Его роль еще не ясна.

2. Липиды (фосфолипиды) – 0,6%.

3. Углеводы – полисахариды, глюкоза, галактоза, фукоза. Гликоген

обеспечивает энергию для процессов образования ядер кристаллизации.

На поверхности эмали содержится в 10 раз больше углеводов, чем в

4. Цитраты – 0,1% принимают участие в процессах минерализации и

деминерализации твердой ткани зуба.

Неорганические вещества:

Основным минеральным компонентом эмали являются кристаллы гидроксиапатита.

5. карбонат кальция – СаСО3 – 1,3%;

6. карбонат магния – MgСО3 – 1,6%.

В состав неорганических веществ входят около 20 микроэлементов: железо, цинк, свинец, олово и т. д. Их количество больше в поверхностном слое эмали.

Поступление фтора вызывает ряд изменений в структуре эмали (в части кристаллов две гидроксильные группы замещены на фтор), увеличивая содержание фторапатита.

Флюороз зубов (эндемический флюороз зубов) – это хроническое заболевание, встречающееся в местностях с избыточным содержанием фтора в питьевой воде. Заболевание, развивающееся до прорезывания зубов.

При флюорозе поражается преимущественно эмаль зубов. Флюороз обусловлен длительным поступлением в организм микроэлемента фтора и выражается образованием на поверхности эмали пятен и дефектов различной величины, формы и цвета.

В тяжелых случаях поражаются кости скелета.

Кристаллы гидроксиапатита. Каждый кристалл покрыт оболочкой толщиной около 0,1 нм, а кристаллы расположены на расстоянии 2,5 нм друг от друга. Они способны к физико-химическому обмену через гидратную оболочку.

Большинство неорганических ионов гораздо меньше толщины гидратного слоя и могут проникать в него и накапливаться. Кроме того, в кристаллической решетке гидроксиапатита имеются вакантные места.

Наиболее высокое содержание Са наблюдаеется в поверхностных слоях мембраны.

Развитие эмали.

В развитие эмали выделяют две фазы:

1. Образование органической матрицы и первичная минерализация.

2. Созревание эмали, окончательное отложение минеральных солей.

У непрорезовшегося зуба в молодой эмали много органических веществ, воды, микропор, щелей, которые позволяют циркулировать зубной жидкости. Минеральных солей мало (25-30%). После прорезывания зубов минерализация проходит быстро. Происходит замещение воды и органических соединений минеральными солями (преимущественно гидроксиапатитами).

Зрелая эмаль содержит белка в 25-100 раз меньше. В зрелой эмали больше кристаллов фторапатитов, которые менее ратворимы в кислотах, чем гидроксиапатиты. С возрастом снижается пористость, рельефность, исчезают бугры. Минерализация происходит как эндогенно – вещества поступают с зубным ликвором от пульпы зуба, так и экзогенно – из слюны, особенно после прорезывания.

В регуляции минерализации принимают участие:

— стимулирует синтез Са-связывающих белков;

— стимулирует активность фермента цитратсинтетазы и синтез цитрата;

— формирует коллагеновые белки;

— способствует уплотнению связочного аппарата.

Эмаль – бессосудистая ткань, ее постоянство поддерживается за счет динамического равновесия реминерализации-деминерализации. Обменные процессы осуществляются за счет гидростатических, термодинамических эффектов, электростатических и осмотических токов и механизмов, которые регулируют проницаемость твердых тканей зуба.

В патологических процессах большую роль играет проницаемость эмали: от поверхности эмали к дентину и пульпе и от пульпы к дентину и поверхности эмали.

Уровень проницаемости меняется под воздействием ряда факторов:

— электрофорез, ультразвуковые волны, фермент гиалуронидаза усиливают проницаемость эмали;

— снижают проницаемость обработка поверхности эмали раствором фторида натрия;

— снижается с возрастом.

Особенности метаболизма эмали — это крайне низкая скорость обмена. Обмен ионами возможен со стороны полости рта — через слюну.

ДЕНТИН.

Это грубоволокнистая ткань. Составляет основу зуба.

2. органические вещества – 27-30% ( представлены в основном коллагеном, гликогеном, гетерополисахаридами, жирами);

3. неорганические вещества – 66-70%:

Минеральные вещества представлены:

Твердость дентина уступает эмали — 60кг/мм 2 .

По степени минерализации дентин аналогичен компактному веществу костной ткани. Минеральный компонент — гидроксиапатит, в котором чаще, чем в кости, обнаруживается магний. Фтористые соли также содержатся в дентине.

В состав органического вещества дентина входит коллаген, богатый фосфатом, хондроитинсульфаты, гиалуроновая кислота.

При развитии кариеса в поврежденном дентине и уменьшается количество оксипролина и оксилизина и растет количество гликозаминогликанов.

Всю массу дентина пронизывают канальцы, в просвете которых расположены отростки одонтобластов (клеток пульпы), нервные окончания (в резцах больше). Количество нервных окончаний увеличено в зонах, прилежащих к шейке зуба. Этим объясняется болезненность при лечении кариозных полостей.

Дентин постоянных зубов – бесклеточная, бессосудистая ткань, пронизанная каналами, в которых находятся одонтобласты. Питание дентина осуществляется через сосуды пульпы. Обмен веществ в дентине протекает медленнее, чем в костной ткани. В основном осуществляется минеральный обмен.

ЦЕМЕНТ.

Состоит из основного вещества, пропитанного солями извести. Трубочек и сосудов в цементе нет. Питается путем диффузии со стороны периодонта.

1. органические вещества – 32%;

2. неорганические вещества – 68%.

Цемент еще менее минерализован, чем дентин. Здесь больше воды и протеогликанов. Клеточные элементы — цементобласты.

ПУЛЬПА.

Мягкая ткань, заполняющая полость зуба. Пульпа коронки представлена рыхлой соединительной тканью с нежной сетью проколлагеновых и коллагеновых волокон и большим количеством клеточных элементов. В пульпе корня коллагеновые волокна толще и плотнее идут по ходу нервно-сосудистого пучка.

1. Клеточные элементы:

2. Химический состав:

Кроме фибропластов, в пульпе есть и жировые клетки.

а) трофическая – через отростки одонтобластов осуществляется питание дентина, коронки, корня;

б) пластическая – связана с образованием дентина;

в) защитная – клетки эндотелия в ответ на проникновение чужеродных веществ образуют соединительнотканную капсулу, ограничивающую зону повреждения от интактных участков.

Пульпа зуба отличается относительно высокой активностью окислительно-восстановительных процессов, повышенным потреблением кислорода. В пульпе идет синтез РНК. Поскольку пульпа наиболее метаболически активна, она богата ферментами, в основном углеводного обмена, гликолиза.

Другие публикации:

Что делать если рассосалась костная ткань . С чем связано строение и функции костной ткани . Воспаление костной ткани челюсти лечение народными средствами . Кальция и магния в костной ткани .

Только у нас: Введите до 31.03.2020 промокод бонус2020 в поле купон при оформлении заказа и получите скидку 25% на всё!

Источник: https://zdorovie-ok.ru/mineralnyj-obmen-v-kostnoj-tkani-i-ego-regulyaciya/

Обмен воды и минералов в организме человека

Минеральный обмен в костной ткани и его регуляция

Сергей Александрович Мошковский о том, как работает биохимия, что она делает для человека и человечества, какими исследованиями учёные занимаются сегодня и какие прорывы ожидают в ближайшем будущем.

Стенограмма под видео

— Всем привет! Вы на канале SciTeam. Я рада представить вам нашего гостя, Мошковского Сергея Александровича, доктора биологических наук, профессора РАН, заведующего кафедрой биохимии медико-биологического факультета Российского национального исследовательского медицинского университета имени Пирогова и руководителя лаборатории медицинской протеомики. Сергей Александрович, здравствуйте!

— Здравствуйте!

— Давайте мы, собственно, начнём с того, что же такое наука биохимия, когда она сформировалась, когда впервые появились её элементы?

—Смотрите, наука биохимия — это уже как-то звучит достаточно современно. Когда мы учимся в школе, в том числе и в высшей, у нас есть там история, химия, биология, а когда совсем в высшей школе – биохимия, молекулярная биология, биоорганическая химия. Но на самом деле сейчас знаний накопилось столько, что все эти дисциплины соприкоснулись.

Просто у нас, например, в институте, в университете есть кафедра биохимии, есть кафедра молекулярной биологии, есть кафедра молекулярной генетики, а на самом деле они могут говорить об одном и том же. Поэтому сегодня биохимия – это какой-то частный раздел, да и то который туманно определяется.

Сейчас есть просто молекулярные науки о жизни, а разные кафедры уже делят между собой эти знания, по сути, как договорятся. Например, у нас изучают белки-метаболиты, на молекулярной биологии — нуклеиновые кислоты, то есть жизнь очень сильно изменилась, потому что все технологии интегрировались.

Биохимия — это собственно та химическая основа, из которой состоит живое. Если взять химию, то мы можем покопать землю, порыть, посмотреть, что там, обработать, растворить, увидеть, какие произойдут реакции. Далее – займёмся аналитической работой, то есть будем выявлять то, что там находится.

Мы можем взять какого-нибудь зверя, кусок мяса или что-нибудь живое, травки, измолоть его и посмотреть, что там. Это есть исходно задача биологической химии, это просто было как раздел органической химии, более усложнённый, может быть.

Эта работа велась, когда был расцвет органики, ну а в расцвет органики (конец XIX -начало XX века) возникла и биохимия, потому что был большой соблазн взять живого голубя, кинуть его в мясорубку и посмотреть, что будет. Тогда, в общем, всё было сурово в жизни.

— Бедный голубь!

— Ну ладно, хорошо, кусок мяса. Тогда люди об этом не думали, они работали. В то время биохимия – это было одно, а, например, физиология была совершенно в другом мире.

Сейчас всё это соприкоснулось, потому что физиология, например, стала молекулярной, а раньше: ударили током – у него ручка задёргалась, никто не знал, что это, и писали: «Задёргалась один раз», «Задёргалась два раза».

А теперь мы говорим: под воздействием электрического тока открылись каналы, там, в клетках, потекли токи ионов, — ионы, уже пошла химия. Понимаете, уже наступил момент, когда мы не воспринимаем всё отдельно.

Как знаете, физики, они биологов слегка презирают обычно, потому что жучки, букашки, мы тут атомы расщепляем, а вы тут со своими букашками залезли к нам. И они говорят, что биология превратится в науку, когда она станет химией, а химия превратится в науку, когда она станет физикой.

Есть такое высказывание, оно никому не принадлежит, но я его слышал не раз. Идёт процесс интеграции знаний. В идеале мы должны построить модель живого организма на атомарном уровне. Это будет такая высокая цель биологии, то есть мы будем знать всё от «а» до «я», от того, как он бегает, прыгает, что он ест, как он себя ведёт. Поэтому, «наука биохимия» — это несовременно звучит, у нас интегративный подход, у нас всё соединено.

— То есть, получается, что вы себя позиционируете как учёный?

— Я просто биолог.

— Биолог?

— Да. Я биолог, но больше молекулярной биологии. Но я стараюсь не отставать, я очень интересуюсь вообще живой природой, но это уже моё пристрастие. То есть сегодня молекулярный биолог может вообще на травку даже не наступать никогда.

— Сергей Александрович, расскажите про Ваши исследования.

— Мы занимаемся некой тонкой настройкой белков мушки дрозофилы, мыши и человека. Есть у нас такая белковая тема, как… С помощью РНК происходит тонкая настройка белков.

Для этого есть аналитические технологии, и мы пытаемся из существующих данных и из своих данных извлечь больше информации. Это такие маленькие шаги.

Те деньги, которые мне удаётся добыть, и кормить при этом четыре-пять человек моей группы, – этого хватает вот на такие исследования. У них есть свой масштаб, и, конечно, потолок учёного – это то финансирование, которое он получает.

— Расскажите тогда, пожалуйста, про то, как происходят ваши исследования, про инструменты и принципы работы учёного.

— Это зависит от того, какого рода гипотеза. Есть исследования in vivo, то есть с живыми организмами. С ними что-то происходит, мы можем взять, скажем, какую-то функцию, которая хорошо охарактеризована, и у какого-то подопытного животного её выбить, получить так называемый нокаут, нокаут генный, то есть убрать ген, вырубить его, условно говоря.

Нокаут — это значит, что мы вырубаем работу определённого гена, то есть участка генома, и он полностью остаётся неработающим, и мы смотрим, что будет с таким животным, которое мы получили искусственно. Мы его сравниваем с животным, у которого всё нормально, всё обычно, оно дикое. Есть дикий тип, и есть мутантный тип.

То есть получать мутантов, для того чтобы охарактеризовать какую-то функцию. Можно искусственно вторгнуться в работу in vivo: использовать на них всякие вещества, лекарства, блокаторы каких-то функций — это работа in vivo. In vitro – следующая стадия, это живые клетки, которые культивируются.

Они живые, но это уже не организм, то есть можно в баночках выращивать клетки: бактериальные, человеческие, животных, насекомых — кого угодно, пожалуйста. Есть большое количество уже устоявшихся культур клеток, с которыми работают, над ними ставят, как-то их редактируют, смотрят, что с ними получилось, наливают в них лекарства.

Следующая стадия уже считается in vitro, в пробирке, но это как бы in vitro с живым объектом, а есть ещё совсем in vitro in vitro, когда там просто уже они условно мёртвые, но функционирующие куски, скажем, части клетки: какие-то белки отдельные, какие-то отдельные молекулы.

Они функционируют, но они уже в искусственной системе разбавлены каким-то специальным раствором, и мы за этим наблюдаем с помощью аналитической технологии, технологии, уже близкой к химической. Мы смотрим, сколько этого вещества, уменьшилось ли оно, увеличилось ли, какое это вещество.

И тут уже используются методы, например, секвенирования нуклеиновых кислот, но это приборы сложные, частично оптические, на физических принципах они построены. Для белков это, например, масс-спектрометрия, всякие методы спектральные, физические методы уже. Физико-химические методы, которые разработаны давно для разных других молекул, и их интегрировали в биологию. Поэтому аналитические методы едины, что допинг мерить, что мерить какие-то вредности, что мерить биомолекулы другого типа.

— Вы упомянули про практическое применение научных исследований для человека. Что ещё бы Вы обозначили?

— Основное — медицина, это номер один, понятно, что медицина — номер один для биохимии, вообще для биотехнологии так называемой, медицинская биотехнология, медицинская биохимия — это диагностика, лечение, прогноз.

Всё это развивается успешно с помощью геномной технологии, в первую очередь, и сопровождающей её другой технологии, постгеномной. То есть тех технологий, которые выросли уже на основе расшифрованных геномов.

Это первое, что есть, а дальше биотехнологии, то есть создание сельскохозяйственных организмов, хотя люди суеверно относятся к рекомбинантным организмам, к ГМО, но в этом нет ничего совершенно опасного.

— Я думаю, Вашими стараниями, я имею в виду популяризаторов, отношение меняется.

— В этом есть опасность, но опасность есть во всём. В неправильной диагностике, в неправильном лечении, в неправильном применении, например, рекомбинантных организмов. Нет такой вещи, которая не вызывала бы опасность, такой вещи просто не существует, понимаете? Пальцы в розетку можно засунуть и умереть в любой момент, да? Точно так же, как это касается всего.

Такого рода неоднозначность всего вызывает общественное внимание, понятно, что, как с вакцинацией, знаете, кто-то умер от неё, все остальные живут, и с ними ничего как будто не произошло, но на самом деле степень их защиты огромная, социальный эффект огромный, но кто-то один умер, вот не повезло, у него аллергия, он был ослаблен, не досмотрели специалисты, которые его вакцинировали. Также и с ГМО.

—Тем не менее, всё-таки каких-то открытий Вы ждёте в ближайшее время в целом от Вашего узкого сообщества и от мирового сообщества научного в вашей области?

— Сегодня разработан способ редактирования геномов. Точного редактирования генома. Например, имеется животное, у которого есть такой-то код, который нас не устраивает. Мы просто внедрились, и изменили этот код очень точно, с точностью до одной буковки. Как будто точная-точная коррекция, и смысл сразу поменялся.

Сегодня ждут редактирования человеческие организмы, больные, например. Например, на стадии эмбриона мы способны будем вторгнуться туда и, например, ребёнка-инвалида превратить в здорового, абсолютно нормального ребёнка, на стадии эмбриона. А далее уже на стадии всего организма это намного сложнее.

Вот сейчас есть редактирование генома человека с медицинскими целями, то есть полное исцеление, например, наследственных заболеваний, которые выявились. Впоследствии возможно, при грамотной доставке, полное исцеление злокачественных опухолей. Это будущее.

Вообще излечение злокачественных опухолей — это вопрос, в котором прогресс достигается невероятный, и проблема может быть решена. Не полностью, но значительно улучшится ситуация.

— Сергей Александрович, расскажите, пожалуйста, что именно повлияло на Вас, почему Вы стали учёным?

— Я с детства любил животных, я в четыре года решил стать биологом просто. Но потом так сложилось, могу сказать, малодушие тоже меня привело в биохимию, потому что я хотел поступить на биофак, но у меня там не хватало химии как предмета. Надо было сдавать химию, а я не подготовился.

Я поэтому просто пошёл туда, где химию не надо было сдавать. А так как у меня в роду много медиков, причём известных, я решил совместить, так сказать, какую-то профессию медицинскую и биологическую, и вот это меня привело в институт.

Ну как, вы понимаете, существуют какие области там? Я воплощаю, так сказать, преподавание и исследования, а что ещё у нас существует в природе, какие другие занятия? Может быть, спорт, искусство и продажи, наверное, да, бизнес. К бизнесу у меня душа не лежала, я по натуре не коммерсант.

Исследования, они как бы, понимаете, если что-то сделал и отправил… Они как бутылка, брошенная в воду,

которая путешествует по волнам, и кто её вытащит потом? То есть ты знаешь, что оставил свой след, эта бутылка плавает, кто-то её вытащит, а может быть, никогда не вытащит. В этом есть некая такая миссия. Ты создаёшь знания и отправляешь их в вечность.

— Сергей Александрович, почему биохимию важно популяризировать?

— Наверное, науку популяризовать надо, чтобы люди не тратили собственные накопления на какие-нибудь диеты антинаучные. Просто наука нужна, потому что она, по идее, содержит в себе истину, а другие сферы – они истины как таковой не содержат.

Например, бизнес как таковой не обязательно содержит истину, вы можете продавать то, что не работает, но и не вредит, потому что если вредит, то это уголовщина. А если оно не вредит, вы можете это продавать, и это будет маркетинговая хорошая технология, правильно? Но истины она не содержит. Продажа не содержит истины, а наука содержит.

Если мы считаем, что от того, что вокруг истина, людям станет лучше, то мы должны популяризировать это. Есть классические книги популярные, которые можно читать всем.

— Посоветуйте что-нибудь.

—Вот книга Франк-Каменецкого про геномы – из классических. Есть такой деятель очень хороший, физтех Максим Франк-Каменецкий. Не помню, как его книга называется, но она очень известная.

Есть такой профессор в Новосибирске, Павел Михайлович Бородин, он написал очень хорошую книгу: «Кошки и гены» называется, там о генетике в целом, то есть книга тоже блестящая совершенно. Я кого-то, конечно, не назову, есть ещё несколько книг ещё советских.

Потрясающая совершенно книга — «Происхождение Земли и жизни на ней», Кирилл Еськов автор, тоже известный палеонтолог, просто потрясающая книга, я просто фанатично к ней отношусь. То есть если что-то и стоило оставлять, то вот. Эта книга блестяще написана, просто образец работы.

За стенограмму спасибо команде SciTeam

Источник: https://pikabu.ru/story/obmen_vodyi_i_mineralov_v_organizme_cheloveka_6803130

Лечение Костей
Добавить комментарий