Биокосметика
Научная информация
|
|
Биомолекулярный состав современных органопрепаратов-ревитализаторов.
Ролик И.С., д.м.н., профессор, врач-реабилитолог,
Княжеченко Е.В., врач-косметолог,
Институт регенеративной биомедицины
Фетальные органопрепараты - низкомолекулярные экстракты содержимого цитоплазмы клетки.
Действующей субстанцией органопрепаратов являются лиофилизированные экстракты органов и тканей здоровых животных (телят, поросят, взрослых особей, их плодов и эмбрионов), выращиваемых в племенных питомниках Австралии и Новой Зеландии под тщательным ветеринарным контролем. Производство аттестовано согласно действующим международным и европейским требованиям, предъявляемым к такого рода продукции, что гарантирует её токсикологическую, генетическую и инфекционную безопасность и полностью исключает возможность попадания возбудителей опасных для человека инфекций (в т.ч. BSE: губчатой энцефалопатии). Традиционно выступающие в качестве сырья для пищевой промышленности говядина и свинина здесь являются источником получения различных форм экстрактов с омолаживающими, оздоравливающими, профилактическими и лечебными свойствами.
Действие экстрактов основано на принципе гомологичности или органо-тканевого подобия - фетальный экстракт органа животного кумулируется в гомологичном органе человека и оказывает на него прямое влияние, независимо от способа введения (нанесения). За раскрытие механизма этого эффекта, называемого органным тропизмом, американский исследователь Г. Блобель в 1999 году был удостоен Нобелевской премии по медицине.
Другое важнейшее свойство фетальных экстрактов основано на "родственности" применяемых биомолекул, что обуславливает их повышенную проникающую способность, усвояемость, мгновенное включение в обмен веществ и реализацию феномена "метаболического ренессанса" как решающего условия запуска программы омоложения (ревитализации) в любом органе или ткани.
В биохимическом отношении основу экстрактов составляет плодный (фетальный) материал - клеточное содержимое или различные биомолекулы, выделенные из клеточной цитоплазмы фетальных тканей и органов путём использования гипоаллергенной технологии сепарации, фракционного насыщения и гомеопатических разведений. Фракционирование позволяет выделить из цитоплазмы клеток неаллергенные (гаптены) или слабоаллергенные (полугаптены) биомолекулы массой менее 1 миллиона Дальтон. Полученная биомолекулярная масса содержит ценные белки, аминокислоты, биорегуляторные вещества, факторы роста и др.
В отличие от органопрепаратов из нативных клеток, содержащих высокомолекулярные белки клеток и межклеточного вещества, фрагменты клеточных мембран, такие экстракты практически не вызывают сенсибилизации и аллергических реакций.
Биохимия клеточной цитоплазмы животных организмов - отражение биохимического состава органопрепаратов.
Клетки различных тканей имеют общий план организации, строения и относительную общность биохимического состава. Такое сходство определяется одинаковостью общеклеточных функций, связанных с поддержанием самой живой системы (синтез нуклеиновых кислот и белков, биоэнергетика клетки и др.).
Цитоплазма клетки отделена от окружающей среды плазмолеммой. В состав цитоплазмы входят:
- гиалоплазма, или матрикс цитоплазмы - истинная внутренняя среда клетки в виде гомогенного или тонкозернистого вещества с низкой электронной плотностью,
- органеллы - постоянно присутствующие и обязательные для всех клеток микроструктуры (митохондрии, лизосомы, микрофиламенты и др.),
- включения - различные непостоянные структуры клетки (гликоген, жир, пигменты и др.).
Гиалоплазма является сложной коллоидной системой, включающей в себя различные биополимеры (белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, ферменты и др.), основную часть которых составляют глобулярные белки. К важнейшим ферментам гиалоплазмы относятся ферменты метаболизма сахаров, азотистых оснований, аминокислот, липидов и других важных биомолекул. В гиалоплазме содержится основная часть транспортных РНК (тРНК). Здесь при участии рибосом и полирибосом происходит биосинтез белков.
Важнейшая роль гиалоплазмы заключается в том, что эта полужидкая среда объединяет все клеточные структуры и обеспечивает химическое взаимодействие их друг с другом. Через гиалоплазму осуществляется большая часть внутриклеточных транспортных процессов: перенос аминокислот, жирных кислот, нуклеотидов, сахаров. В гиалоплазме идёт постоянный поток ионов к плазматической мембране и от неё к митохондриям, к ядру и вакуолям. Гиалоплазма является основным депо и зоной перемещения массы молекул АТФ. В гиалоплазме происходит отложение запасных продуктов: гликогена, жировых капель, некоторых пигментов.
Органеллы, присутствующие в цитоплазме, представляют собой мембранные и немембранные структуры. К мембранным органеллам относятся цитоплазматическая сеть (эндоплазматический ретикулум), пластинчатый комплекс (аппарат Гольджи), митохондрии, лизосомы, пероксисомы, к немембранным - рибосомы (полирибосомы), клеточный центр (центриоль), элементы цитоскелета (микротрубочки, микрофиламенты, промежуточные филаменты). Общей чертой всех мембранных органелл является наличие у них мембран, представляющих собой тонкие (6-10 нм) пласты липопротеиновой природы. Основными химическими компонентами клеточных мембран являются белки (55-60%) и липиды (38-40%). Большая часть белковых компонентов представляет собой ферменты или ферментные системы. Углеводы связаны с молекулами липидов или белков и составляют 5-8%. Из липидов наибольший удельный вес занимают фосфолипиды (глицерофосфатиды), сфингомиелины и стероидные липиды (холестерин). Все мембраны являются барьерными структурами, резко ограничивающими свободную диффузию веществ между цитоплазмой и средой, с одной стороны, и между матриксом и содержимым мембранных органелл, с другой.
Гранулярная эндоплазматическая сеть представляет собой уплощённые мешки, цистерны, трубочки, в виде локальных скоплений, синтезирующих секреторные белки клеток (гепатоциты, клетки поджелудочной железы, некоторые нейроны), или в разрозненном виде - в клетках с низкой метаболической активностью. Кроме того, гранулярная эндоплазматическая сеть принимает участие в синтезе ферментов, необходимых для внутриклеточного пищеварения и метаболизма. Агранулярная (гладкая) эндоплазматическая сеть участвует в метаболизме липидов, в заключительных этапах синтеза липидов. Поэтому она сильно развита в клетках, секретирующих такие липиды, как стероиды, например, в клетках коркового вещества надпочечников, в сустентоцитах семенников.
Гладкая эндоплазматическая сеть выполняет роль дезактиватора различных токсинов за счёт их окисления, особенно в гепатоцитах, а в поперечнополосатых мышечных волокнах выполняет функцию депо ионов кальция, поддерживая низкий его уровень в цитоплазме (особенно выражен в мышечных клетках). В гладком эндоплазматическом ретикулуме, хорошо развитом и выраженном в гепатоцитах и клетках Лейдига, осуществляется синтез липидов и отдельные стадии синтеза холестерина. В ретикулуме специализированных клеток эндокринной системы протекают различные стадии синтеза стероидных гормонов. Здесь протекают процессы метаболической трансформации ксенобиотиков с участием системы цитохрома Р450.
Аппарат Гольджи (пластинчатый комплекс) участвует в сегрегации и накоплении биомолекул, синтезированных в цитоплазматической сети, в их химических трансформациях (за счёт наличия трансглюкозидаз), созревании, сортировке, в выведении готовых секретов за пределы секреторной клетки. Комплекс обеспечивает формирование первичных клеточных лизосом (вакуолей), содержащих гидролазы, и вторичных, содержащих секреторные белки.
В цитоплазме клеток присутствуют сотни лизосом, содержащих около 40 типов расщепляющих ферментов гидролаз, функция которых заключается в деградации клеточных компонентов (например, отработавших митохондрий), макромолекул и частиц (липопротеинов, протеогормонов и бактерий). Накопленный белок конденсируется в виде секреторных гранул, например в поджелудочной, молочной и других железах, или остаётся в растворённом виде (как иммуноглобулины в плазматических клетках). В лизосомах, содержащих гидролазы, осуществляются процессы расщепления, переваривания биогенных макромолекул. Так, с помощью гидролаз лизосом в клетках щитовидной железы гидролизуется тироглобулин с образованием гормона тироксина. В лизосомах (аутолизосомах) осуществляется также переваривание внутриклеточных элементов, даже органелл (митохондрий, рибосом и др.), что свидетельствует их большой роли в процессах деградации и регенерации. Аутолизосомы выступают в роли своего рода внутриклеточных "чистильщиков", убирающих дефектные структуры, повреждённые клеточные компоненты, предотвращают развитие болезней накопления, когда в клетках происходят необычные отложения различных веществ (гликогена, муцинов и др.). При уменьшении количества гидролитических ферментов в лизосомах накапливаются непереваренные продукты (липиды, пигменты), как одна из характеристик снижения регенераторного потенциала клетки. Например, при старении организма в клетках мозга, печени и в мышечных волокнах в лизосомах происходит отложение липофусцина - пигмента старения. Пигментные включения могут содержать также гемоглобин, гемосидерин, билирубин, меланин. В то же время при увеличении количества аутолизосом в клетках, наблюдаемое при различной патологии (стрессорные повреждения, панкреатит, язвенная болезнь), лизису могут подвергаться целые зоны внутри клеток или сами клетки. Аналогичную роль играют так называемые пероксисомы печени и почек, содержащие ферменты окисления (каталазу и др.) аминокислот и токсинов.
В цитоплазме клетки содержится около 2000 митохондрий размером около 1-2 мкм каждая, составляющих до 25% объёма клетки. Эти органеллы являются "силовой станцией" клетки, где содержатся все исходные и промежуточные биомолекулы (например, НАДН, АТФ-синтаза, другие коферменты, ферменты), из которых синтезируется основное количество АТФ, а также биомолекулы (карнитин, малат, глутамат, 2-оксоглутарат, глицерофосфат) других ключевых метаболических процессов: превращение пирувата в ацетил-КоА, цитратный цикл, окислительное фосфорилирование, расщепление жирных кислот, цикл мочевины. Митохондрии являются депо ионов кальция.
Рибосомы цитоплазмы клеток являются нуклеопротеидными частицами, состоящими из рРНК и многих белков. Активация аминокислот и биосинтез белка осуществляется рибосомами.
Состав органопрепаратов полностью определяется химическими компонентами клеточной цитоплазмы, представляет собой отражение количественного и качественного соотношения биомолекул клетки.
Биомолекулярная составляющая органопрепаратов.
В результате естественного отбора основу живых систем составляют только шесть элементов: углерод, водород, кислород, азот, фосфор, сера, получивших название органогенов. Эти макроэлементы входят в состав белков, нуклеиновых кислот и других биологически активных соединений организма. Основным компонентом всех клеток является вода (70%). Остальная часть - это макромолекулы (белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды), небольшие органические молекулы и неорганические ионы. Наиболее распространенными из макромолекул являются белки массой 30 000 - 60 000 Дальтон (Да), составляющие до 55% сухого веса клетки. Их количество в цитоплазме одной клетки может составлять многие миллиарды.
В качестве примера можно привести содержимое фрагмента цитоплазмы 1/600 объёма клетки кишечной палочки E.coli как наиболее хорошо изученной в биохимическом отношении. В таком участке цитоплазмы содержатся следующие биомолекулы:
- сотни макромолекул, необходимых для синтеза белков, т.е. 30 рибосом, более чем 100 белковых факторов, 30 молекул амино-ацил-тРНК-синтетаз, 340 молекул тРНК, 2-3 молекулы мРНК, 6 молекул РНК-полимеразы,
- около 300 молекул других ферментов, включая 130 гликолитических ферментов и 100 ферментов цитратного цикла,
- 30 000 небольших органических молекул с молекулярной массой от 100 до 1000 Да, например продукты промежуточного метаболизма, метаболиты и коферменты,
- 50 000 ионов биогенных элементов (неорганических). Остальной объём занимает вода.
Всё это свидетельствует о том, что цитоплазма клеток заполнена различными биомолекулами и их предшественниками: макромолекулами и малыми органическими молекулами, расположенными очень близко друг к другу - большинство из них разделено лишь несколькими молекулами воды. Все эти биомолекулы находятся в постоянном движении. Белки из-за большой массы движутся очень медленно. Тем не менее скорость миграции составляет около 5 нм/мс, т.е. за 2 мс они проходят расстояние, равное диаметру белковой глобулы. По статистической оценке любой белок может достичь любой точки в клеточной цитоплазме менее чем за одну секунду.
Цитоплазма составляет более 50% объёма клетки и в количественном отношении является наиболее важной органеллой клетки.
Цитоплазма - это главное реакционное пространство клетки, биомолекулы которого составляют основу органопрепаратов. В цитоплазме протекают большинство процессов деградации питательных веществ и синтеза структурных компонентов клетки, а также весь промежуточный метаболизм: гликолиз, гексозомонофосфатный путь, глюконеогенез, биосинтез жирных кислот, белков, гормонов, медиаторов, различных биофакторов (например, роста) и т.п. Содержатся транспортные белки (переносчики глюкозы, АТФ-азные системы, транспортирующие различные вещества от неорганических катионов калия и натрия до пептидов и неполярных соединений), ионы натрия, калия, кальция, хлора, определяющие ионный состав цитоплазмы.
Цитоплазма пронизана трёхмерной сеткой из белковых нитей или волокон-полимеров, состоящих из субъединиц особых сократительных глобулярных белков (в основном из актина размером 42 000 Да, а также миозина, тропомиозина, ?-актинина) - это цитоскелет. Среди них имеются полые волокна из глобулярного белка тубулина размером 55 000 Да - микротрубочки диаметром около 25 нм. В цитоплазме имеются более 50 типов различных актин-ассоциированных белков, специфически взаимодействующих с актином, а также белковые промежуточные волокна, проявляющие высокую степень клеточной специфичности. Цитоскелет является механическим каркасом, придающим клетке форму и обеспечивающим связь между мембраной и органеллами. Двигательные (сократительные) белки актины, присутствующие во всех клетках организма (их особенно много в цитоплазме мышечных клеток), определяют движение, деление, изменение формы клеток в процессе роста, осуществляют перемещение органелл, цитоплазмы и всех биомолекул. Волокна цитоскелета (особенно микротрубочки) служат в качестве "рельсов" для транспорта органелл, других крупных комплексов и биомолекул внутри клетки. Вместе с ассоциированными белками микротрубочки осуществляют механическую работу: транспорт митохондрий вдоль самой микротрубочки, движение ресничек (волосоподобных выростов клеток в эпителии лёгких, кишечника и яйцеводов) и биение жгутика сперматозоида.
В клетках, обладающих клеточной формой регенерации, содержатся регуляторы клеточного цикла, регулирующие вступление клетки в митоз: фактор созревания (серин/треонин-протеинкиназа), катализирующий фосфорилирование многих белков, принимающих участие в митозе, таких, как входящий в состав хроматина гистон HI, ламин, факторы транскрипции, белки митотического веретена и ряд ферментов. Фактор созревания включает регуляторную субъединицу циклин и каталитическую субъединицу циклинзависимую киназу. В клетках, как правило, присутствует ряд циклинов и циклинзависимых киназ, регулирующих запуск митоза. В клетках также присутствуют белки, регулирующие апоптоз: цистеиновая протеиназа, ламин, р53-белок, поли-(АDP-рибозил)-полимераза, bcl-2-белок, snРНК-протеин и др. [23].
Клетки различных тканей продуцируют ряд гормонов и нейрорегуляторов: ростовые факторы (эпидермальный, фибробластов, нервов и др.), простагландины, лейкотриены, тромбоксаны, простациклин и др. и содержат, соответственно, их предшественники.
Многие биохимические процессы протекают с участием кислорода. Надо понимать, что из кислорода постоянно возникают в небольших количествах токсичные соединения - активные формы кислорода, являющиеся сильными окислителями, крайне реакционноспособными свободными радикалами: супероксид-радикал, пероксид-анион, пероксид водорода, гидроксил-радикал и др. Для защиты от свободных радикалов все клетки содержат биологические антиоксиданты: витамины С и Е, кофермент Q (убихинол), каротиноиды (?-каротин, ликопин), билирубин, глутатион, содержащий цистеин. Они определяют антиоксидантный потенциал клетки, так как являются восстановителями, легко реагирующими с окисляющимися веществами и вследствие этого защищающими более важные молекулы от окисления.
Таким образом, клеточная цитоплазма является своего рода биохимической лабораторией клетки и одновременно основным биохимическим отражением тканевой специфики изготовляемых органопрепаратов.
Каждый вид тканей и органов имеет свой специфический биохимический состав клеток цитоплазмы, что отражается и на составе органопрепаратов. Так, максимальное количество белков содержится в цитоплазме специализированных клеток селезёнки, лёгких, мышц, почек, сердца, печени, кожи, кишечника, минимальное - в костях и зубах.
Органы и ткани по-разному концентрируют в себе различные химические элементы, необходимые для построения и жизнедеятельности клеток, называемые биогенными элементами. Большинство биогенных микроэлементов накапливается в печени, костной и мышечной тканях. Они являются основным депо для многих микроэлементов. Так, цинк концентрируется в поджелудочной железе, йод - в щитовидной, фтор - в эмали зубов. Алюминий, ванадий, мышьяк накапливаются в волосах и ногтях, кадмий, ртуть, молибден - в почках, олово - в тканях кишечника, стронций - в предстательной железе, костной ткани, барий - в пигментной сетчатке глаза, бром, марганец, хром - в гипофизе. В тканях головного мозга кумулируется кремний, алюминий, медь и титан в связанном с белками состоянии, марганец - в ионном виде, в соединительной ткани (особенно коже, хрящах, сосудах) - кремний.
Углерод, водород и кислород входят в состав углеводов, липидов. В составе фосфолипидов много фосфора (фосфатные группы). Липиды концентрируются в головном мозге, печени. Наибольшее количество фосфора, кальция и кремния - в костной ткани, зубах. В виде фторидов натрий и калий входят в состав костной и зубной ткани, магний в виде фосфата - в твёрдых тканях зубов.
Некоторые биогенные макроэлементы (магний, кальций) и большинство микроэлементов содержатся в организме в виде комплексов с биолигандами (хелатов, хелатированных комплексов) - аминокислотами, белками, нуклеиновыми кислотами, гормонами, витаминами и т.д. Так, в эритроцитах ион двухвалентного железа соединён с гемом. Кроме того, эритроциты обладают наиболее мощной системой антиоксидантной защиты от свободных радикалов за счёт высокого содержания биомолекул-антиоксидантов.
Практически во всех клетках организма образуются и содержатся локальные гормоны-медиаторы и их предшественники, имеющие небольшую дальность действия, эйкозаноиды и гистамин.
Вся эта специфика клеточного биохимизма присутствует в изготовляемом органопрепарате.
Органопрепараты как эталоны клеточного биохимизма.
Поскольку основной исходный материал органопрепаратов - биомолекулы цитоплазмы клеток из здоровых фетальных и ювенильных органов и тканей, то это нечто иное, как сбалансированное отражение их биомолекулярного состава.
Органопрепараты - сбалансированное отражение клеточного биохимизма гомологичной ткани, своего рода эталон биохимизма, или биомолекулярный эталон, для гомологичных тканей и органов человека.
Этот эталон, прежде всего, несёт специфику биомолекул, характерную для каждой ткани и её специализированных клеток. Более того, данный эталон отражает естественный баланс биомолекул, их соотношение между собой, а также их различные химические составляющие (в виде лигандов, солей, ионов и т.д.), характеризующие ткань или орган, что невозможно создать искусственным путём. Всё это обеспечивает максимально эффективную усвояемость (быстрое и качественное включение в метаболизм) биомолекулярных составляющих препарата и быстрое воздействие на физиологические процессы повреждённой или патологически изменённой клетки. Можно считать, что первоочередное действие органопрепаратов направлено на обеспечение биохимического гомеостаза гомологичных органов, тканей, клеток.
Установлено, что органопрепараты из биомолекул цитоплазмы клеток, в отличие от других органопрепаратов, наиболее подчёркнуто и физиологично реализуют свои регенеративные, ревитализирующие (омолаживающие) эффекты. Это связано, прежде всего, с особенностями их биомолекулярного состава, отражающего основную особенность биохимизма цитоплазмы как основного реакционного пространства живой клетки.
Органопрепараты содержат следовые концентрации готовых ферментов, гормонов, а также биорегуляторы и исходные компоненты для синтеза этих биологически активных веществ. В составе органопрепаратов - в основном нативные биомолекулы, не подвергшиеся трансформации. Поэтому их биодоступность и усвояемость чрезвычайно высокая. Органопрепараты включают физиологические для каждого органа и ткани концентрации минеральных веществ, микроэлементов, витаминов и т.д. в биологически связанной форме, позволяющей наиболее полно и гармонично включаться в метаболические процессы организма.
Информационная составляющая органопрепаратов.
Органопрепараты - носители не только биомолекул клеток или клеточного биохимизма, но и носители сигнала (комплекса сигналов, в т.ч. сигнальных молекул) о состоянии гомологичной ткани или органа.
В настоящее время уже не подлежит сомнению тот факт, что не только биомолекулярная, но и информационная составляющая ответственны за поддержание или запуск физиологических процессов в организме, поддержание его гомеостаза. Это - процессы регенерации, апоптоза, пролиферации и дифференцировки клеток, эмбриогенеза, органо- и гистогенеза и др., а также функционирование рецепторов, передача нервных сигналов, процессы метаболизма, иммунные реакции, без информационного обеспечения которых их физиологическое протекание стало бы невозможным.
По своему составу органопрепараты-ревитализаторы представляют собой количественное и качественное отражение биохимического и информационного состава цитоплазмы животных клеток.
Благодаря своему уникальному составу, родственному для клеток человеческого организма, фетальные органопрепараты чрезвычайно эффективно оптимизируют адаптационные и регенераторные резервы тканей и органов, не вызывают их истощения. Физиологическое влияние на процессы омоложения, эффективное торможение инволютивных (старческих) изменений, купирование процессов ускоренного (преждевременного) старения - всё это позволяет их отнести к классу природных anti-aging-средств. Применение различных экстрактов позволяет не только осуществлять общее или адресное омоложение органов, но и проводить патогенетически оправданное лечение большого спектра заболеваний.
Скачать в формате DOC
|
|
