Студопедия — Биосинтез ТАГ

Полинуклеотиды в косметологии: ценный субстрат или балласт?

Биотехнология – давний и надежный союзник косметолога. Трудно представить специалиста, не знакомого с такими наработками, как гиалуроновые гели различной плотности, коллагеновые биополимеры, саморассасывающиеся мезонити, пептиды и проч. Но что насчет нуклеотидов? Мнения разнятся: некоторые специалисты считают их чуть ли не панацеей, но другие, напротив, отказываются от применения «биологического мусора». В этой статье мы рассмотрим особенности строения, механизм действия и показания к применению этой интересной и эффективной субстанции.

Общие сведения

Полинуклеотиды, как и гиалуроновая кислота, являются биополимерами. В зависимости от химического состава, точнее, от типа структурных звеньев, входящих в молекулу, выделяют рибонуклеотиды и дезоксирибонуклеотиды. Дальнейшая полимеризация приводит к появлению полинуклеотидов, или нуклеиновых кислот (НК) – тех самых ДНК и РНК. О свойствах и функциях нативных нуклеиновых кислот широко известно: это хранение и передача генетической информации, а также ее реализация путем синтеза белков (в том числе сигнальных молекул) в организме.

Впервые молекула ДНК была выделена в 1868 г. из ядра лейкоцита и получила соответствующее название – нуклеин (от лат. nucleus– ядро). Тогда структура этой молекулы была загадкой для ученых, а из предполагаемых функций выделяли запасание фосфора в организме [1]. В свою очередь, история установления структуры и свойств НК насчитывает почти 80 лет и связана с двумя Нобелевскими премиями: в 1953 году международной группе ученых удалось установить структуру бактериальной ДНК, а в 2015 году были открыты и описаны системы репарации молекул ДНК, самостоятельно устраняющие нарушения их нативной структуры.

Особенности действия полинуклеотидов

В состав мономеров нуклеотидов, помимо пяти так называемых мажорных азотистых оснований (аденин, гуанин, цитозин, тимин, урацил), могут входить и минорные основания, представляющие собой производные молекул «большой пятерки». Соответственно, свойства и функции биополимеров на их основе также будут различаться. Например, АТФ (аденозинтрифосфат) – важнейший аккумулятор энергии в клетке, успешно применяется как метаболическое средство при тахикардии [2], урацил и фторурацил являются веществами с выраженной противоопухолевой активностью [3], а метилурацил, включенный в состав мази, зарекомендовал себя как ранозаживляющий препарат [4].

Механизм действия полинуклеотидов на данный момент является предметом изучения многих ученых. Согласно исследованиям, введение полинуклеотидов в ткани приводит к запуску каскада биохимических процессов, что проявляется как:

  • Увеличение синтеза собственной ДНК, экспрессии «белка молодости» р53, устранение точечных мутаций нативной ДНК [5];
  • Получение субстрата и стимуляция восстановления собственной ДНК клеток организма;
  • Активация гуморального иммунного ответа.

Рис. 2. Оценка способности клеточной культуры фибробластов человека к восстановлению после УФВ-облучения цитохимическим методом с использованием конфокальной микроскопии [5]. Слева – образцы культуры клеток фибробластов с добавлением полинуклеотидов, справа – образцы культуры клеток фибробластов без добавления полинуклеотидов. Контрольные снимки делались спустя 0 ч, 2 ч, 4 ч и 6 ч облучения клеток УФВ-излучением. Зеленую флуоресценцию имеют жизнеспособные клетки, красную – нежизнеспособные.

Существует ли опасность при применении полинуклеотидов?

Как уже было отмечено, нуклеиновые кислоты способны к передаче и реализации генетической информации. Но такой способностью обладают молекулы, имеющие молекулярную массу от 500 килодальтон и включающие в себя определенную последовательность азотистых оснований, которая, в случае матричной, рибосомальной и транспортной РНК, запускает или останавливает синтез белков.

Поговорим о механизме иммунного ответа при введении чужеродной ДНК в ткани организма. Сами по себе НК являются гаптенами – веществами, которые не способны самостоятельно вызвать реакцию со стороны иммунной системы или стимулировать выработку антител. Полинуклеотиды приобретают иммуногенность только путем связывания со специфическими высокомолекулярными веществами – антителами, которые по природе своей могут быть белками, фосфолипидами, олигосахаридами и т.д. Поэтому применение короткоцепочечных и тщательно очищенных НК безопасно, ведь гаптены обладают исключительно антителозависимой клеточной цитотоксичностью, которая не сможет проявиться при отсутствии заражения субстанции высокомолекулярными примесями [6].

Читайте также:  BALTMED - многопрофильная медицинская клиника в СПб

Но что насчет вероятности межвидовых взаимодействий по нуклеиновым кислотам? Ведь нам часто рассказывают, что, например, ДНК человека и банана совпадают на 50% (и это правда – просто потому, что количество «строительного материала» генома ограничено, и наличие регулярных совпадений очевидно), или про 98% совпадение между геномом шимпанзе и человека [7]. Стоит ли нам опасаться появления признаков другого вида в своем организме при употреблении экзогенной ДНК?

Ответ – нет, не стоит. При попадании в ткани человека, чужеродная ДНК подвергается мощной атаке путем реализации механизмов гуморального иммунитета и расщепляется сначала на нуклеотиды и нуклеозиды, затем – на более мелкие структурные звенья. К тому же, молекулы — носители генетической информации надежно упакованы в ядро клетки и защищены специальными белками – гистонами.

Без углубления в генную инженерию можно смело утверждать, что прием препаратов на основе полинуклеотидов высокой степени очистки, имеющих молекулярную массу менее 500 кДа, не вызовет проявления признаков другого вида животных, рыб или растений ни у вас, ни у ваших пациентов, ни у ваших потомков. Единственное, что может пойти не так – это появление индивидуальной реакции пациента на процедуру, которая может быть вызвана не только составом препарата, но и прочими внешними условиями.

Способы получения полинуклеотидов

Полинуклеотиды как продукт, предлагаемый биотехнологами, может быть синтетического или полусинтетического происхождения. Синтетические НК, зачастую повторяющие фрагменты бактериальной ДНК, при введении в ткани организма оказывают выраженное иммуносупрессивное действие [8]. Но, в силу особенностей процесса, технология получения таких веществ является достаточно дорогостоящей, а сам продукт синтеза пока недоступен для широкого круга потребителей.

Полусинтетические полинуклеотиды, полученные путем гидролиза длинноцепочечных НК (например, из молок рыб лососевых или форелевых пород), имеют более низкую стоимость. Их можно заметить в составе БАД, средств для наружного применения, а также препаратах, предназначенных для внутрикожных инъекций. [9]

Стоит отметить, что наиболее корректный способ доставки полинуклеотидов в ткани организма – это инъекции. В составе БАД полинуклеотиды подвергаются кислотному гидролизу при попадании в пищевой тракт, и практически не несут какой-либо ценности, кроме энергетической. При накожном нанесении молекула полинуклеотида остается на поверхности кожи, так как в силу своего размера не способна проникнуть через поры в дерму. Инъекции, в свою очередь, позволяют осуществить доставку этого ценного ингредиента строго в область, требующую коррекции, будь то пигментное пятно, рубец или воспалительный элемент.

Рис. 3 Гистологическая оценка (гематоксилин и эозин) заживления кожной раны на фоне ишемического поражения тканей, проведенная на 5 и 10 день после операции (десятикратное увеличение). A– Терапия плацебо (физраствор), на 5 день: отсутствие процесса выздоровления, явный воспалительный инфильтрат. B– Терапия полинуклеотидами, на 5 день: неполное заживление. C– Терапия плацебо, на 10 день: слабый процесс заживления, всё еще присутствует воспалительный инфильтрат; образование гранулематозной ткани. D– Терапия полинуклеотидами, на 10 день: полное выздоровление, нормальная архитектура кожи. (Источник: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0741521411018386)

Возможности применения полинуклеотидов

В последнее время принято говорить, что негенетических болезней не бывает. С этим сложно спорить, зная, что любой сбой в процессе синтеза белков и сигнальных молекул связан либо с изменениями в строении нативной ДНК организма, либо с нарушениями в реализации генетической информации. Так, с возрастом, вследствие накопления ошибок в процессе синтеза таких структурных белков, как коллаген и эластин, их выработка снижается. В результате фотоповреждений (а молекулы ДНК, являясь хромофорами, крайне негативно реагируют на УФ — излучение) накапливаются ошибки в синтезе меланина, что с возрастом приводит к накоплению мутаций ДНК и появлению пигментации.

Следовательно, область применения полинуклеотидов в косметологии достаточно широка, что объясняется самой природой этого вещества. Как было отмечено выше, введенные извне полинуклеотиды могут служить субстратом для восстановления нативной ДНК клеток организма. Это значит, что, помимо коррекции иммунного ответа (что важно, например, в терапии акне), мы можем решать более серьезные проблемы и эффективно работать с анти-эйдж программами.

Читайте также:  Врач Черенкова Ольга Сергеевна записаться на прием в Москве онлайн - Врач функциональной диагностики

Многие специалисты, не первый год применяющие в своей практике полинуклеотиды, отмечают, что эффект от подобных процедур, хоть и заметен, но наступает не сразу (на 3 — 5 инъекционную процедуру) и является накопительным. Это связано с тем, что молекулы полинуклеотидов работают на восстановление нормального функционирования клеток, в том числе путем репарации структуры нативной ДНК. Очевидно, что для того, чтобы «поломанный» механизм заработал корректно, нужно время на его починку, то есть обновление пула клеток и выстраивание корректного механизма протекания сопутствующих биохимических реакций.

Заключение

Полинуклеотиды – яркий пример того, как технология может эффективно перейти из пробирки в повседневную практику. В настоящее время ведутся активные исследования invitro и invivo,которые позволят расширить возможности применения данного вещества и полноценно использовать его не только в терапевтических целях, но даже в генной инженерии. А на сегодняшний день можно утверждать, что полинуклеотиды – зарекомендовавший себя инструмент для борьбы с рядом эстетических несовершенств.

Список литературы

  1. Dahm R (2005). Friedrich Miescher and the discovery of DNA. Dev Biol 278 (2): 274–88
  2. Прохорович Е. А. и др. Лечение нарушений ритма и проводимости на догоспитальном уровне. https://www.lvrach.ru/2002/03/4529295/
  3. Леонидов Н. Б. Новая кристаллическая модификация 5-фтор-1-(тетрагидро-2- фурил)-урацила и комплексные соединения на ее основе, обладающие противоопухолевым действием. Патент РФ № 2198171
  4. Савченко Л. Н. (2015). Фармакотехнологическое исследование стоматологической лекарственной формы с метилурацилом и настойкой эхинацеи. ИзвестияСамарскогонаучногоцентраРАН17 (5): 197-202
  5. Polydeoxyribonucleotide promotes cyclobutane pyrimidine dimer repair in UVBexposed dermal fibroblasts. Photodermatol Photoimmunol Photomed 2007; 23: 242–249
  6. Н. А. Ковалев и др. Биологические препараты для профилактики вирусных заболеваний животных. «Беларуская навука». Минск, 2016
  7. https://www.newscientist.com/article/mg16221864-500-the-greatest-apes
  8. Ойлберг Д. и др. Связывающая МСР-1 нуклеиновая кислота и ее применение. Патент РФ № 2542973
  9. Беседнова Н. Н., Федянина Л.Н. (2009). Противоопухолевая активность экзогенной дезоксирибонуклеиновой кислоты. Тихоокеанский медицинский журнал (3), стр. 12-18

Автор статьи: Дарья Бонк, ведущий технолог ООО «Мезофарм»

1)Нуклеопротеины и нуклеиновые кислоты. Структурная организация моле­кул днк и рнк. Распад нуклеопротеинов в пищеварительном тракте. Нук­леотидный пул клеток, пути его пополнения и расходования.

В желудке под влиянием соляной кислоты и пепсина происходит разрыв связей между белком и нуклеиновыми кислотами.

В кишечнике под действием ДНК-азы и РНК-азы происходит гидролиз до олиго- и мононуклеотидов.

Фосфодиэстеразы кишечника расщепляют олигонуклеотиды.

Фосфатазы и нуклеотидазы гидролизуют мононуклеотиды до нуклеозидов и фосфорной кислоты.

Всасываются нуклеотиды и нуклеозиды.

Нуклеотидный пул клеток, пути его пополнения и использования:

2)Витамины а, е, к, влияние на обмен веществ, признаки витаминной не­достаточности.

Витамин К. К классу лиаз относитсяγ-глутаматкарбоксилаза, кофактором которой служит жирорастворимый витамин К (антигеморрагический).

Пищевые источникивитамина К крапива. Человек получает достаточное количество витамина К с пищей, а также за счет синтеза кишечной микрофлорой.Недостаточность витамина К может наступить из-за нарушения всасывания жиров в кишечнике, вместе с кото­рыми всасывается витамин К.

Недостаточность витамина Кнарушается свертывание крови, возникает кровотечение. Для предупреждения и лечения геморрагии назначают витамин К. Различают витамин К1 (филлохинон) в растениях, витамин К2 (метахинон) в тканях животных,витамин К3 – Патология минерализации костей, наблюдается при генетическом дефектеγ-глутаматкарбоксилазы, применении антивитаминов К (дикумарин) в первые месяцы беременности.

Витамин А (ретинол)– антиксерофтальмический витамин.

Биологическая роль: Участвует в светоощущении (в синтезе зрительного пурпура родопсина, обеспечивающего нормальное зрение в условиях слабой освещенности).Участвует в окислительно-восстановительных процессах.Влияет на проницаемость клеточных мембран.Активирует синтез белка, нуклеиновых кислот.Влияет на барьерную функцию кожи, слизистых оболочек. Является антиоксидантом. Активирует включение сульфатов в гликаны, протеогликаны (компоненты соединительной ткани, хрящей, костей), обеспечивая трофику, нормальный рост и дефференцировку клеток развивающегося организма. Активирует ферменты, ответственные за дифференцировку клеток покровного эпителия (кожи, слизистых, роговицы) – предотвращает их ороговение и слущивание.Поддерживает деление клеток иммунно-компетентной системы, нормализует синтез иммунноглобулинов (IgA) и других факторов защиты организма от инфекций (интерферон, лизоцин).

Читайте также:  Мальабсорбция - причины, симптомы, лечение

При отсутствии в пище витамина Ав организме развивается ряд специфических симптомов авитаминоза: ослабление зрения, поражение эпителиальных тканей (слущивание и ороговение эпителия), в том числе роговицы глаза (сухость её и воспаление, вследствие закупорки слезного канала — ксерофтальмия), задержка роста.

Витамин Е – токоферол.

Биологическая роль:Токоферол регулирует интенсивность свободно-радикальных реакций в живых клетках, поскольку препятствует развитию цепных неуправляемых реакций пироксидного окисления ненасыщенных липидов в биологических мембранах. Это наиболее мощный природный антиоксидант, благодаря чему обеспечивается стабильность биологических мембран клеток организма.Токоферол повышает биологическую активность витамина А, защищая его ненасыщенную боковую цепь от пероксидного окисления.Регулирует окислительно-восстановительные процессы. Стимулирует синтез ГЕМа.

Билет 25

1)Нуклеопротеины и нуклеиновые кислоты. Структурная организация моле­кул ДНК и РНК. Распад нуклеопротеинов в пищеварительном тракте. Нук­леотидный пул клеток, пути его пополнения и расходования.

• В желудке под влиянием соляной кислоты и пепсина происходит разрыв связей между белком и нуклеиновыми кислотами.

• В кишечнике под действием ДНК-азы и РНК-азы происходит гидролиз до олиго- и мононуклеотидов.

• Фосфодиэстеразы кишечника расщепляют олигонуклеотиды.

• Фосфатазы и нуклеотидазы гидролизуют мононуклеотиды до нуклеозидов и фосфорной кислоты.

• Всасываются нуклеотиды и нуклеозиды.

Нуклеотидный пул клеток, пути его пополнения и использования:

2)Витамины А, Е, К, влияние на обмен веществ, признаки витаминной не­достаточности.

Витамин К. К классу лиаз относится γ-глутаматкарбоксилаза, кофактором которой служит жирорастворимый витамин К (антигеморрагический).

Пищевые источники витамина К крапива. Человек получает достаточное количество витамина К с пищей, а также за счет синтеза кишечной микрофлорой.Недостаточность витамина К может наступить из-за нарушения всасывания жиров в кишечнике, вместе с кото­рыми всасывается витамин К.

Недостаточность витамина К нарушается свертывание крови, возникает кровотечение. Для предупреждения и лечения геморрагии назначают витамин К. Различают витамин К1 (филлохинон) в растениях, витамин К2 (метахинон) в тканях животных,витамин К3 – Патология минерализации костей, наблюдается при генетическом дефекте γ-глутаматкарбоксилазы, применении антивитаминов К (дикумарин) в первые месяцы беременности.

Витамин А (ретинол) – антиксерофтальмический витамин.

Биологическая роль:Участвует в светоощущении (в синтезе зрительного пурпура родопсина, обеспечивающего нормальное зрение в условиях слабой освещенности).Участвует в окислительно-восстановительных процессах.Влияет на проницаемость клеточных мембран.Активирует синтез белка, нуклеиновых кислот.Влияет на барьерную функцию кожи, слизистых оболочек. Является антиоксидантом. Активирует включение сульфатов в гликаны, протеогликаны (компоненты соединительной ткани, хрящей, костей), обеспечивая трофику, нормальный рост и дефференцировку клеток развивающегося организма. Активирует ферменты, ответственные за дифференцировку клеток покровного эпителия (кожи, слизистых, роговицы) – предотвращает их ороговение и слущивание.Поддерживает деление клеток иммунно-компетентной системы, нормализует синтез иммунноглобулинов (IgA) и других факторов защиты организма от инфекций (интерферон, лизоцин).

При отсутствии в пище витамина А в организме развивается ряд специфических симптомов авитаминоза: ослабление зрения, поражение эпителиальных тканей (слущивание и ороговение эпителия), в том числе роговицы глаза (сухость её и воспаление, вследствие закупорки слезного канала — ксерофтальмия), задержка роста.

Витамин Е – токоферол.

Биологическая роль:Токоферол регулирует интенсивность свободно-радикальных реакций в живых клетках, поскольку препятствует развитию цепных неуправляемых реакций пироксидного окисления ненасыщенных липидов в биологических мембранах. Это наиболее мощный природный антиоксидант, благодаря чему обеспечивается стабильность биологических мембран клеток организма.Токоферол повышает биологическую активность витамина А, защищая его ненасыщенную боковую цепь от пероксидного окисления.Регулирует окислительно-восстановительные процессы. Стимулирует синтез ГЕМа.

3)Оценить состояние больного по следующим данным анализа крови: ак­тивность креатинфосфокиназы повышена, общая активность ЛДГ повышена, преимущественно за счет ЛДГ1. Коэффициент де Ритиса — 1,90.

Ссылка на основную публикацию
Стресс-протекторное действие растительных адаптогенов в эксперименте Кохан Acta Biomedica Scientif
протекторное действие Универсальный русско-английский словарь . Академик.ру . 2011 . протекторная шприц-машина протекторное кольцо Смотреть что такое "протекторное действие" в...
Стоматит, афта, плоский лишай
От чего белые пятна на губах. Белая сыпь в виде манной крупы на губах: причины высыпания, лечение у ребенка и...
Стоматологи рекомендуют 10 советов для родителей, которые сохранят здоровье детских зубов
Чистка зубов у детей С появлением ребенка у молодых родителей появляется множество вопросов по уходу за малышом, в том числе...
Строение бактериальной клетки под микроскопом, особенности и функции
Функции нуклеоида бактерий Обозначения: 1-гранулы поли-β-оксимасляной кислоты; 2-жировые капельки;3-включения серы;4-трубчатые тилакоиды;5-пластинчатые тилакоиды;6-пузырьки;7-хроматофоры;8-нуклеоид;9-рибосомы;10-цитоплазма;11-клеточная стенка;12-цитоплазматическая мембрана;13-мезосома;14-вакуоли; 15ламелярные структуры; 16гранулы полисахарида; 17гранулы полифосфата....
Adblock detector