Родькин Семен, г. Волгоград

РОДЬКИН СЕМЁН
ученик 9 класса МОУ Гимназия 5
г. Волгоград

Пептиды – уникальные биологически активные соединения

Пептидами называются химические вещества, молекулы которых состоят из 2 и более остатков аминокислот, которые соединены в цель пептидной (амидной) связью.

Биологически активные пептиды были обнаружены у большого числа биологических видов от кишечнополостных животных до человека. Чаще всего это пептиды, в состав которых входит 5-52 аминокислотных остатка, они обладают широчайшим спектром действия. Так, выделяются такие группы биологически активных пептидов как пептиды головного мозга, пептиды кишечника, пептиды нервной системы, пептидные гормоны, иммуномодулирующие пептиды и т.д.

Так, физиологически активные пептиды головного мозга можно разделились на опиоидные пептиды, которые обладают только нейромодуляторной активностью (энкефалины, эндорфины, ноцицептин) и типичные гормоны, которые в том числе могут выполнять и функцию нейромодуляторов, однако обладают широким спектром действия и вне нервной системы (вазопрессин, окситоцин и др..). Эти вещества сегодня активно применяются в медицины, в частности для терапии сердечно-сосудистых, психических заболеваний (нейролептики, седатики, психостимулирующие), как обезболивающие средства, в акушерстве и гинекологии и т.д. Также отмечается большое значение этих пептидов в формировании чувства страха, памяти и т.д.

К пептидным гормонам также относятся и другие гормоны. Например, лептин регулирует потребление пищи, энергетический баланс, накопление жира^[i]. Ангеотензины являются регуляторами артериального давления^[ii]. Кальцитонин регулирует обмен кальцины в организме, активность остеокластов^[iii]. Список можно продолжать.

Огромное значение имеют иммуномодулирующие пептиды. Так, пептиды из группы антимикробных катионных пептидов (кателицидины, цекролины, дефенсины, дермцидины, гистатины, магайнины, мелиттен, полимиксины, тионины) являются важными компонентом ранней врожденной и индуцированной защиты от микробных инфекций. Эти пептиды располагаются на поверхности слизистой оболочки, внутри фагоцитарных гранул, на поверхности кожи^[iv].

Пептиды пищеварительного тракта – не менее важны с точки зрения анатомии, физиологии и, как следствие, медицины, фармакологии. Так, холецистокинин представляет собой пептид, который состоит из 33 аминокислот, он секретируется в слизистой оболочке кишечника и необходим для сокращения желчного пузыря, высвобождения ферментов поджелудочной железы^[v]. К пептидам пищеварительной системы, которые имеют гормональное значение, можно отнести мотилин, гормоны поджелудочной железы, паращитовидной железы и др. Все эти гормоны в виде тех или иных препаратов применяются в медицинской практике.

Большое число пептидов носит патологическое значение. Так, амилоидные β-пептиды выступают в роли основного компонента амилоидных атеросклеротических бляшек и считаются одним из звеньев патогенеза болезни Альцгеймера^[vi].

Нельзя не вспомнить и тот факт, что пептиды характерны не только для человеческого организма, организма животных, но и для микроорганизмов. Этот факт часто применяется на практике. Так, например, пептидогликан – это гликопептид, т.е. пептид, к которому ковалентно присоединена углеводная группа. Пептидогликан является неотъемлемой частью клеточной стенки бактерий, его разрушение приводит к гибели бактериальной клетки, что используется для создания дезинфектантов, антимикробных препаратов^[vii].

По аналогии с пептидогликаном работает такой липопептид (пептиды, в составе которого включены липиды) как каспофунгин, который способен блокировать синтез (1,3)-β-D-глюкана, который является важным компонентом клеточной стенки патогенных грибов. Как следствие, препарат применяется для лечения микозов^[viii].

Активно полипептиды применяются в пищевой промышленности. Так, низин – это полипептид, который образуется бактериями Streptococcus lactis, применяется как консервант (Е234), например в хлебопекарском, кондитерском производстве. Папаин – это полипептид, который имеет растительное происхождение (производится из Carica papaya), однако обладает протеолитической активностью, что позволяет применять его в мясной промышленности. Антифризные пептиды применяются для хранения половых клеток, эмбрионов, а также применяется в пищевой промышленности при замораживании продуктов^[ix].

Таким образом, можно говорить о том, что биологически активные пептиды – это исключительно обширная, разнообразная по своему химическому строению, функциям и, как следствие, применению в деятельности человека.

Могут ли данные технологии нести человеку вред? В целом, важно понимать, что мы слишком мало знаем о том, как именно регулируются те или иные функции в организме человека, а также о патогенезе тех или иных заболеваний. Как следствие, бездумное применение препаратов, пищевых добавок, кормовых веществ на основе биологически активных пептидов может нанести человеческому организму определенный вред.

Вместе с тем, на мой взгляд, биологически активные пептиды – это одна из технологий будущего. В частности, их можно было бы применять в составе таргентной терапии, т.е. терапии, которая направлен не на весь организм в целом, а на конкретную группу клеток, конкретное звено патологического процесса. Например, общеизвестно, что химиотерапевтическое лечение при онкологических заболеваниях наносит организму системный вред. Таргентная терапия, например пептидом, который оказывал бы цитостатическое влияние только на опухолевые клетки, снизила бы риск самых разных побочных эффектов.

Важно создание системных препаратов, которые бы нормализовали метаболические нарушения, которые сегодня выступают в роли ведущих факторов смертности. Так, не секрет, что по планете растет число пациентов с ожирением, метаболическим синдромом, что, в свою очередь, приводит к росту патологий сердечно-сосудистой системы, цереброваскулярных патологий. Лечение этих заболеваний проводится сегодня симптоматически, патогенетически, но системное лечение, т.е. лечение, направленное на общую нормализацию обменных процессов могло бы существенно повысить эффективность лечения и носить профилактический эффект. Для этого следует применять многофункциональные пептиды, которые, по всей видимости, должны иметь синтетическую, химерную природу.

Второй вариант применения, который видится в будущем – это борьба с инфекциями. Не секрет, что инфекционные заболевания сегодня являются одними из лидеров по смертности. Достаточно часто возникают эпидемии, которые губят сотни людей. Примером является пандемия новой коронавирусной инфекции в 2019-2021 гг. Создание универсальных механизмов профилактики, например за счет повышения местного иммунитета, например на слизистых оболочках органов дыхания, позволило бы предупреждать инфекционные заболевания, снижать смертность, имело бы колоссальное социальное и экономическое значение.

При этом важно вдумчиво подходить к созданию таких веществ, чтобы польза, которые они приносят, не был ничтожно мала в сравнении с вредным воздействием.

Таким образом, можно смело утверждать, что биологически активные пептиды – это не только важные химические вещества сегодня, но и значимые вещества для будущих технологий в области медицины, пищевой промышленности и т.д.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Гришин Д.В. Биоактивные белки и пептиды: современное состояние и новые тенденции практического применения в пищевой промышлености и кормопроизводстве / Д.В. Гришин, О.В. Подобед, Ю.А. Гладилин, М.В. Покровская, С.С. Александрова, В.С. Покровский, Н.Н. Соколов // Вопросы питания, 2017. – Т. 86. – № 3. – С. 19-31.
2. Каспофунгин (Caspofungin) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.rlsnet.ru/mnn_index_id_3188.htm (дата обращения: 10.02.2021).
3. Amyloid beta-Peptides [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/mesh/68016229 (дата обращения: 10.02.2021).
4. Angiotensin [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/mesh/68000809 (дата обращения: 10.02.2021).
5. Antimicrobial Cationic Peptides [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/mesh/68023181 (дата обращения: 10.02.2021).
6. Calcitonin [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/mesh/68002116 (дата обращения: 10.02.2021).
7. Cholecystokinin [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/mesh/68002766 (дата обращения: 10.02.2021).Peptidoglycan [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/mesh/68010457 (дата обращения: 10.02.2021).
8. Leptin [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/mesh/68020738 (дата обращения: 10.02.2021). 

____________________________________

^[i] Leptin [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/mesh/68020738 (дата обращения: 10.02.2021).

^[ii] Angiotensin [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/mesh/68000809 (дата обращения: 10.02.2021).

^[iii] Calcitonin [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/mesh/68002116 (дата обращения: 10.02.2021).

^[iv] Antimicrobial Cationic Peptides [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/mesh/68023181 (дата обращения: 10.02.2021).

^[v] Cholecystokinin [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/mesh/68002766 (дата обращения: 10.02.2021).

^[vi] Amyloid beta-Peptides [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/mesh/68016229 (дата обращения: 10.02.2021).

^[vii] Peptidoglycan [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/mesh/68010457 (дата обращения: 10.02.2021).

^[viii] Каспофунгин (Caspofungin) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.rlsnet.ru/mnn_index_id_3188.htm (дата обращения: 10.02.2021).

^[ix] Гришин Д.В. Биоактивные белки и пептиды: современное состояние и новые тенденции практического применения в пищевой промышлености и кормопроизводстве / Д.В. Гришин, О.В. Подобед, Ю.А. Гладилин, М.В. Покровская, С.С. Александрова, В.С. Покровский, Н.Н. Соколов // Вопросы питания, 2017. – Т. 86. – № 3. – С. 19-31.