Вести Науки: последние открытия, тенденции и мифы в области науки и техники.

Мечта врачей – препарат, подавляющий патологический тромбоз

  • Автор  Кирилл
  • 22.08.2011 14:27
Мечта врачей – препарат, подавляющий патологический тромбоз Мечта врачей – препарат, подавляющий патологический тромбоз

Тромбоз и гемостаз

Тромбоз (от греч. thrоmbōsis – свёртывание), прижизненное образование сгустков крови в просвете сосудов или в полостях сердца. Развитию тромбоза способствуют поражение сосудистой стенки (атеросклеротического, воспалительного и др. происхождения), замедление кровотока, повышение свёртываемости и вязкости крови. Чаще встречается тромбоз периферических вен (тромбофлебит), реже – тромбоз в артериальной системе, который обусловливает нарушение кровоснабжения соответствующего участка ткани, нередко с последующим её некрозом. Так, тромбоз в системе коронарного кровообращения ведёт к инфаркту миокарда, тромбоз сосудов мозга — к инсульту.

Выделяют следующие три фактора способствующие развитию тромбоза: 1) стаз крови; 2) системная или локальная гиперкоагуляция; 3) дисфункция эндотелия.

Также влияние оказывают: курение, противозачаточные медикаменты (изменение гормонального фона), беременность, недостаточное количество жидкости в организме, черезмерная полнота, непривычные физические нагрузки, долгое сидячее положение (в автобусе, самолете), раковые заболевания.

Гемоста́з (haemostasis; греч. haima кровь + stasis стояние) – комплекс реакций организма, направленных на предупреждение и остановку кровотечений. В клинической практике термин «гемостаз» используют также для обозначения лечебных мероприятий, способствующих купированию кровотечений. Полноценность системы гемостаза определяется состоянием и реактивностью стенок кровеносных сосудов, особенно тонкостенных (капилляров, венул), достаточным содержанием тромбоцитов в крови и их функциональной полноценностью, состоянием свертывающей и фибринолитической систем крови.

Различают два основных механизма гемостаза: сосудисто-тромбоцитарный (микроциркуляторный) и коагуляционный. Сосудисто-тромбоцитарный механизм обеспечивает предупреждение и остановку кровотечений из мелких кровеносных сосудов путем их первичного спазма, набухания и приклеивания (адгезии) тромбоцитов к местам повреждения стенок кровеносных сосудов и к раневой поверхности, а также последующую закупорку кровоточащих сосудов агрегатами тромбоцитов и укрепление (армирование) громбоцитной пробки фибрином. Тромбоциты обладают также ангиотрофической функцией, в силу чего при их недостатке наблюдается повышенная ломкость микрососудов (легко появляются петехии и синяки, пробы жгута и щипка положительные). Коагуляционный механизм – многоступенчатая ферментная белковая реакция, в результате которой содержащийся в плазме крови белок фибриноген подвергается расщеплению, затем полимеризации с образованием свертков фибрина (тромбов), закупоривающих кровоточащие сосуды.

Нарушения гемостаза могут быть генетически обусловленными (наследственными) и приобретенными. Они характеризуются кровоточивостью, развитием тромбогеморрагического синдрома (тромбогеморрагический синдром) либо склонностью к рецидивирующим тромбозам (тромбофилии).

 

Почему нельзя создать лекарство и жить, не боясь инфаркта и кровоизлияния в мозг — Газета.Ru

Мечта врачей и биологов всего мира – создать препарат, который будет подавлять патологический тромбоз, сохраняя нормальный гемостаз. В своей лекции завлаб молекулярных механизмов гемостаза ЦТП ФХФ РАН Михаил Пантелеев продолжает рассказывать об исследованиях сложных биологических систем.

Прошлую лекцию мы завершили рассказом об исследованиях регуляции сложных биологических систем. Перед нами стоит задача понять, как устроены сложные биологические системы, зачем они устроены именно так, какими методами их можно изучить и как на эти системы воздействовать, чтобы получать нужные нам результаты. В этой работе есть два больших направления, по каждому из которых работает несколько десятков человек. Одно направление – исследование регуляции митоза, деления клетки.

Центральный процесс деления клетки – деление генетического материала между двумя дочерними клетками.

Почему нельзя создать лекарство и жить, не боясь инфаркта и кровоизлияния в мозг — Газета.Ru
Рисунок 1. Веретено деления клетки


Чтобы сделать это, хромосомы выстраиваются в пластинку, а затем двигаются к полюсам, которые будут центрами новых клеток. А как они двигаются? Буквально в последние годы, в значительной степени усилиями команды Фазли, было выяснено, что это делают микротрубочки – элементы цитоскелета клетки, которые способны формироваться с помощью полимеризации и разрушаться.

Оказывается, в процессе своего разрушения они укорачиваются и тянут за собой хромосому.


Но чтобы тянуть хромосому в нужную сторону, с нужной скоростью и в нужный момент, на поверхности хромосомы создана сложнейшая конструкция, кинетохор, за который цепляются микротрубочки. Центральный вопрос деления клетки в последнее время – то, как физически организован этот процесс, и именно этим занимаются в нашей лаборатории совместно с американскими коллегами.

Другое направление – гемостаз и тромбоз. Оно включает в себя и биохимические реакции свертывания крови, и процессы внутриклеточной сигнализации в клетках крови, и вопросы реологии крови; то есть весь круг процессов, который приводит к тому, что у нас появляется тромб. Работа по гемостазу изначально была чисто фундаментальной. Задача стояла в выяснении регуляции свертывания крови.

Почему нельзя создать лекарство и жить, не боясь инфаркта и кровоизлияния в мозг — Газета.Ru
Рисунок 2. Cхема свертывания и модули, выделенные в ходе нашей работы: Panteleev MA, Balandina AN, Lipets EN, Ovanesov MV, Ataullakhanov FI. Task-oriented modular decomposition of biological networks: trigger mechanism in blood coagulation. Biophys J 2010; 98(9):1751-1761.

Когда ученые выяснили ключевые компоненты в схеме, закономерно возник вопрос: а зачем нам такая сложность, какие задачи выполняют отдельные реакции в этой запутанной системе? Общий ответ ясен – регуляторные. Потому что физический смысл в свертывании крови имеет всего одна реакция, та, что переводит кровь в гелеобразное состояние и предотвращает кровопотерю.

А все остальные процессы в этой сложной системе составляют что-то вроде администрации, которая говорит, как правильно это делать.


Это похоже на старый анекдот, когда наняли дворника, потом бухгалтера, чтобы платить ему зарплату, потом финдиректора, юриста, охранника и т. п., а при сокращении штата уволили первым кого? Конечно, дворника. Свертывание крови напоминает эту фирму перед самым увольнением дворника. Реальной работой занимается одна реакция, а несколько сотен других занимаются управлением.

На протяжении десятилетия с небольшим мы как раз пытались разобраться, какую роль играет каждая из реакций. Для этого мы использовали как математическое моделирование, так и эксперименты, включая самостоятельно разработанные методы декомпозиции сложных систем и экспериментальные устройства, также собранные в нашем коллективе. Это было большое и плодотворное исследование, принесшее массу интересных результатов: мы выяснили, какие реакции отвечают за пространственный рост сгустка (именно они нарушены при гемофилии), какие – за появление в системе порога и т. п. В 2010 году у нас вышла большая статья в Biophys. J., в которой этой деятельности был в значительной степени подведен итог. В ней мы показали, что в сложной и запутанной системе свертывания можно выделить несколько блоков-модулей, выполняющих отдельные задачи (см. рисунок 2).

Несмотря на то, что эта схема является предварительной, задачу по анализу свертывания крови мы сейчас считаем вчерне выполненной.


Что дальше? Одна из линий нашей нынешней деятельности – прикладная. Несколько лет назад мы увидели, что наши фундаментальные результаты по свертыванию крови могут иметь немедленное прикладное значение, и сразу по нескольким направлениям двинулись в сторону прикладной науки. Одно из направлений – создание новых лекарств, другое – создание новых методов диагностики, о чем будет рассказано в следующей лекции.

Но и в фундаментальной науке о гемостазе и тромбозе еще таится немало загадок.


Главные сложности связаны с тромбоцитами, клетками крови, которые в норме циркулируют в кровотоке, а при активации способны прикрепляться к месту повреждения и формировать гемостатическую пробку. По своей сложности процессы в тромбоците в тысячи раз превосходят свертывание крови. В нем нет ядра (так что это даже не совсем клетка), но есть тысячи белков, метаболитов, сложнейшие пути сигнализации, которые пока проследить не получается. А когда мы выходим за пределы одной клетки и пытаемся понять, как тромбоциты ведут себя в потоке крови, то сталкиваемся с реологической задачей исключительной сложности. Например, никто сейчас не может уверенно объяснить, как растущие тромбоцитарные тромбы останавливаются. Единственное надежное свидетельство того, что процессы гемостаза и тромбоза локализованы в пространстве, – это то, что мы сейчас живы.

Еще одна важнейшая головная боль ученых всего мира – проблема, в решении которой мы активно участвуем: фундаментальные основы действия новых антитромботических препаратов. Проблема в том, что имеющиеся лекарства не нормализуют систему гемостаза, а подавляют как тромбоз, так и нормальный гемостаз. В лучшем случае, очень тщательно дозируя лекарства и постоянно контролируя состояние человека, мы можем добиться, чтобы он балансировал на грани между тромбозом и гемостазом. Мечта врачей и биологов всего мира – создать препарат, который будет подавлять патологический тромбоз, сохраняя нормальный гемостаз.

Чтобы человек мог принять это лекарство и спокойно жить, не боясь ни инфаркта, ни кровоизлияния в мозг.


Эта задачка является хорошим завершающим штрихом в моем рассказе о нашей работе и о системной биологии в целом. Раньше казалось, что главная проблема создания лекарства – создать подходящее вещество. Но в наше время разработка высокоэффективных ингибиторов против любых мишеней стала практически рутиной (особенно это справедливо для заболеваний крови, где можно использовать аптамеры и антитела). Проблема в наше время все больше и больше заключается в нахождении ахиллесовой пяты, на которую нужно воздействовать, а не в создании молекулы, которая будет это делать.

Источник: http://www.gazeta.ru/science/2011/08/22_a_3741177.shtml




Главной целью проекта является распространение научных знаний в современной и доступной форме. Наша команда опытных журналистов стремится к популяризации научного подхода к окружающей действительности и предлагает Вам ознакомиться с последними открытиями, тенденциями и мифами в области астрономии, биологии, медицины, физики, психологии и прикладных наук. Все права на материалы, находящиеся на сайте "Вести Науки", охраняются в соответствии с законодательством РФ, в том числе, об авторском праве и смежных правах. При любом использовании материалов сайта, гиперссылка (hyperlink) на VestiNauki.ru обязательна. ©VestiNauki.ru 2011-13

Top Desktop version