Массовые медицинские психозы (часть VА)

[systemity]

Часть I:      systemity.livejournal.com/105586.html
Часть IIA:  systemity.livejournal.com/105912.html 
Часть IIB:  systemity.livejournal.com/106236.html
Часть III:   systemity.livejournal.com/173672.html
Часть IV:  systemity.livejournal.com/176278.html


В этой части я расскажу об известных вещах, без знания которых невозможно понять смысл рассматриваемой ниже гипотезы. Медицинская биохимия настольно сложна и запутана, что очень часто подробное знание деталей намного менее продуктивно, чем даже весьма расплывчатые представления о феномене в целом. На уровне целого организма. Описание гипотезы будет дано в одной из следующих частей. Если те или иные термины будут непонятны, но можно будет возвращаться сюда за справкой.

Ab ovo

Известно, что вся земная жизнь основана на углероде: каждая молекула живого организма построена на основе углеродного скелета. По числу атомов в живых клетках доля углерода близка к 25%, а по массовой доле - к 18%. Известно также, что углерод встречается в природе в виде двух стабильных изотопов и одного радиоактивного. Но в организме живых существ углерод присутствует ещё и в виде двух различных строительных кирпичиков (фрагментов): одноуглеродного фрагмента (С1) и двухуглеродного фрагмента (С2). Причём поведение этих фрагментов в большинстве случаев антагонистично. Вот это уже не так широко известно. Во всяком случае большинство врачей и биохимиков не совсем ясно представляет себе или вообще никогда не задумывалось над значением этого факта.

К одноуглеродным фрагментам относится углекислота, метан, метильная группа, которая участвует во многих очень важных биохимических процессах. В качестве С2 можно условно рассматривать жиры высших организмов, сахара, холестерин и многие другие вещества, например, этиловый спирт, который некоторые люди пьют без меры и ацетальдегид, который отвественнен за наступающее затем похмелье. Эти соединения или образуются из структурных ацетатных (т.е. двууглеродных) единиц или же могут превращаться в таковые. Существуют углеродные фрагменты с нечётным числом атомов углерода, большим двух, например, глицерин (С=3). Соединения с нечётным числом атомов углерода, большим двух, образуются в результате сложных биохимических процессов. Например, из молекулы глюкозы, состоящей из 6 атомов углерода с выделением большого количества энергии образуется пировиноградная кислота, имеющая три атома углерода. В свою очередь пировиноградная кислота с выделением углекислоты превращается в активную форму двухуглеродной уксусной кислоты - в т.н. ацетилкоэнзим А.

Животные организмы при дыхании, при переработке пищи образуют углекислоту (С1) из соединений самой разнообразной природы. Растения же и некоторые микроорганизмы в процессе фотосинтеза образуют углеводы - С2 соединения - из углекислоты, т.е. из С1. Абиогенный метан окисляется весьма распространёнными в природе метанотрофными бактериями с образованием белков, жиров и углеводов, в то время как бактерии, населяющие желудочно- кишечный тракт коров, без которых последние не могут переваривать траву, производят метан, который вносит существенный вклад в парниковый эффект. Таким образом, на биогеохимическом уровне можно видеть, что "специализация" С1- и С2-фрагментов существенно различается, хотя на уровне отдельных организмов переходы от С1 к С2 и обратно кажутся вполне нормальным явлением.

Однако на самом деле в процессе поддержания жизнедеятельности активные С1- и С2-фрагменты играют принципиально различную и, как правило, антагонистическую роль. Это можно видеть хотя бы на примере отравления метиловым спиртом, при котором антидотом является этиловый спирт, который вводится внутривенно или же перорально в виде водки. Активный метил и активный ацетил (ацетилкоэнзим А) в метаболизме человека выполняют совершенно различные задачи и, соответственно, поступают в организм человека различными путями. Здоровый организм поддерживает жизненно важный баланс разнообразных реакций с участием метильной группы, а из С2 получает энергетическое топливо, строительный материал для новых клеток и т.д. В шутку С1 и С2 можно сравнить со штабным (С1)  и боевым (С2) офицером. Боевой офицер может воевать, потеряв представление о соседях и о противнике. Если такое происходит со штабным офицером, то это означает, что свой воинский долг он не выполняет.

Очень важно понимать, что в живом организме те или иные биохимические процессы обычно многократно дублируются. Причём каждый из путей достижения одной и той же цели имеет свою физиологическую целесообразность. Здоровый организм из многих путей превращения выбирает самый целесообразный для данной ситуации. Когда за человеком гонятся бандиты и ему нужно мобилизовать всю энергию для достижения максимальной скорости, то организм сжигает в первую очередь углеводы, поскольку они сгорают легче других источников энергии. Когда же человек находится в длительной голодовке, то сжигаются жиры, которые дают в два раза больше энергии на единицу веса. В крови человека должна быть определенная постоянная концентрация глюкозы. При её нехватке в печени в процессе т.н. неоглюкогенеза из различных веществ образуется полимерная форма глюкозы - гликоген. Можно привести огромное число различных биохимических процессов, позволяющих получать одни и те же вещества различными путями. Это вовсе не бессмысленные щедроты природы: каждый путь имеет свои собственные достоинства и выбор этих путей позволяет здоровому организму наилучшим и наиболее рациональным образом жизнедеятельствовать.

Если С2 фрагменты поступают в организм человека с самой разнообразной пищей - жирами, полисахаридами, частично с белками, с водкой и т.д., то С1 фрагменты поступают в организм человека со строго определенными специфическими веществами - донорами метильной группы. Наиболее важным донором метила является серусодержащая аминокислота метионин, которая не синтезируется в организме человека. Таких кислот всего 8 (для детей 10) и называются они незаменимыми аминокислотами. Больше всего метионина встречается в говяжьем и курином мясе, в говяжей печени и треске, достаточно много содержится в твороге, куриных яйцах, крупах, горохе, макаронах, бананах, бобах, фасоли, чечевице и сое. Другим важным источником метильных групп является бетаин - триметиламино- производное простейшей аминокислоты глицина. Больше всего бетаина в лебеде, в шпинате, в сахарной свёкле (в которой он был открыт более столетия тому назад). Достаточное количество бетаина содержит хлеб из цельной муки, морепродукты и т.д. В основном активный метил поступает в организм человека с метионином, который отдавая метильную группу, превращается в другую серусодержащую аминокислоту гомоцистеин. Гомоцистеин в организм человека с пищей не поступает. При наличии определенных условий гомоцистеин может (и должен) присоединять метильную группу, вновь превращаясь в донора метильной группы - метионин.

С1- и С2-специализация

Как я уже говорил, активный метил (C1) и активный ацетил (C2) "работают" в различных направлениях. C2 - это, приближённо говоря, в основном конструкционный и энергетический материал, С1 - это участие в процессах регуляции. Обратите внимание: я сказал "участие" в процессах регуляции, а не регулирование биохимических процессов, хотя метилирование нуклеиновых кислот, о чём я скажу ниже, непосредственно относится к процессу регулирования. Поскольку на уровне человеческого организма кругооборот С1 в процессе роста и развития показать невозможно, я продемонстрирую это на примере популяции бактерий. Резонно полагать, что на уровне человеческого организма происходят процессы, сходные с процессами, происходящими при росте и развитии бактериальной популяции. К этому вопросу я вернусь в дальнейшем.

Если внести некоторое небольшое количество бактерий (это называется инокулятом) в колбу с питательной средой при подходящей температуре и измерять мутность этой среды с помощью нефелометра, то можно будет зафиксировать несколько различных состояний. Некоторое время после внесения инокулята накаких изменений не произойдёт. Этот период называется лаг-фазой. В течение лаг-фазы клетки инокулята поглощают питательные вещества из раствора и готовятся к делению. Эта подготовка к делению включает в себя не только синтез веществ, которые будут необходимы для выживания разделившихся клеток, но в не меньшей степени здесь важна обработка питательного раствора для того, чтобы последний соответствовал некоторым оптимальным для жизнедеятельности данного вида бактерий параметрам.

Спустя некоторое время наблюдатель начнёт фиксировать очень медленный рост мутности питательного раствора. Это - фаза ускорения роста, когда некоторая часть наиболее активных клеток инокулята начинает делиться. Короткий участок фазы ускорения роста сменяется участком экспоненциального роста, когда ничто не мешает клеткам делиться и скорость образования новых клеток, соответственно, скорость помутнения питательной среды, экспоненциально возрастает. Достигнув некоторого предела (середина экспоненциальной фазы роста) скорость образования новых клеток начинает замедляться и наступает т.н. фаза замедления роста, которая затем переходит в латентную фазу, когда клетки перестают делиться. Спустя некоторое время, если в питательной среде с клетками создаётся такая ситуация, когда для поддержания клеток в состоянии покоя не хватает каких-то факторов, то наступает стадия автолиза, т.е. стадия разложения "трупа популяции", когда в виде кладбищенских червей выступают выделяемые клетками ферменты, которые растворяют нежизнеспособные клетки с образованием питательных веществ, способных поддерживать живучесть определенной части популяции клеток.

Сравнение с трупом здесь, конечно, некорректное, поскольку при определенных условиях бактерии в фазе автолиза могут стать инокулятом для нового роста, в то время как труп нельзя оживить даже с помощью победительницы конкурса красоты, обутой в одни лишь босоножки. Но вот закономерности роста и развития популяции бактерий очень близки к картине онтогенеза человека (от зачатия до крематория). Зачатие - это внесение инокулята в питательную среду. Лаг-фаза соответствует развитию плода. Стадию ускорения роста можно сравнить с рождением ребёнка. Центр логарифмической фазы - это 20-25 лет. Фаза замедления роста - это 55-65 лет. Стационарная фаза это глубокая старость. Фаза автолиза - смерть. Конечно, всё это жуткое, ну просто немыслимое упрощение. Тем не менее такой приём позволяет представить себе динамику С1 в процессе роста и развития организма, которому уподобляется популяция бактерий в замкнутой среде, чего нельзя сделать на уровне целого человеческого организма.

У некоторых т.н. грамотрицательных бактерий, к которым, например, относятся бактерии кишечной группы, бактерии чумы, холеры, синегнойная палочка и др., в качестве депо метильных групп выступают т.н. циклопропановые кислоты (ЦК). Эти кислоты образуются из ненасыщенных жирных кислот (НК), например, из пальмитолеиновой кислоты путём присоединения метиленовой группы (С1-фрагмента) к двойной связи ненасыщенной жирной кислоты. Сумма процентного содержания циклопропановой (ЦК) и ненасыщенной (НК) жирных кислот остаётся постоянной. Когда активный С1-фрагмент используется в клеточном регулировании, то содержание циклопропановой кислоты приближается к нулю. Когда С1-фрагмент не используется в регуляции биохимических процессов, содержание циклопропановых кислот приближается к максимальному, а исходных ненасыщенных кислот - к нулю.

Я развёл всю эту тягомотину про бактерии исключительно из-за того, что динамика циклопропановых кислот (ЦК) очень показательна и характеризует важную роль С1-фрагментов в процессе жизнедеятельности, и жизнедеятельности не только бактерий. Свежая среда обычно засевается старыми клетками бактерий, в которых содержание ЦК максимально. Сразу же после засева содержание ЦК начинает падать. Минимум ЦК приходится на центр экспоненциальной фазы, после чего содержание ЦК начинает расти. Максимальные количества ЦК приходится на начало стационарной фазы, после чего практически не меняется. Если разбавить среду с выросшей популяцией бактерий свежим бульоном, но немедленно содержание ЦК начнёт падать. Самое интересное, что, несмотря на то, что кривая роста популяции имеет весьма причудливую форму, динамика ЦК выражается идеальной ровности перевёрнутым треугольником, дно которого приходится на точку максимума роста популяции. То, что в процессе беременности очень важно потребление фолиевой кислоты, активно участвующей в метаболизме С1-фрагментов, знают все бывшие беременные также, как мужья бывших беременных. Ниже я расскажу о том, что аналогия между человеком и популяцией бактерий в этом смысле очень близкая.

Исходя из присущего мне человеколюбия, я закругляюсь в этом месте, перенеся продолжение на другой пост. Не может же читатель, даже проникшийся большим уважением к моим способностям поговорить, разом прочесть так много неудобоваримых истин. Я не особо надеюсь на то, что посетители моего ЖЖ будут тщательно читать всё, что я написал. Но я в то же время уверен в том, что последняя часть этого цикла, где будет описана причина того, почему в России такая высокая смертность и будет рассказано о тех мерах, которые позволят эту смертность от сердечно-сосудистых заболеваний снизить, эта последняя часть заинтересует многих, и те, которые захотят всё лучше понять, вернутся к предшествующим частям. Как говорится: лучше переесть, чем недоспать. Поэтому я буду упорно рассказывать всякие байки, которые могут впоследствии оказаться полезными для читателей моего журнала. 

Comments

[av-klement.livejournal.com]

переварить,действительно сложновато...
но стараемся осмыслять, в меру возможностей...:)

[270days.livejournal.com]

спасибо!

[silentpom.livejournal.com]

"Поэтому я буду упорно рассказывать всякие байки" дык и уже принесли не малую пользу, я вспомнил о незаменимых аминокислотах, которые срочно надо было принять :)

A.F.

[(Anonymous)]

Читаю с огромным интересом.

Re: A.F.

[systemity.livejournal.com]

Всё никак не соберусь закончить. Нужно написать ещё две части.