Практическая биология для школьников: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Мы же вернёмся к нашему экспонату – антигистаминным препаратам.

Они работают через блокирование рецепторов – чувствительных структур организма на гистамин. Это вещество обуславливает многие иммунные реакции. Если же рецепторы не свяжутся с гистамином, симптомы не проявятся, чем и объясняется действие указанных препаратов. Полностью аллергию они не подавляют, но убирают её неприятные проявления, помогая человеку оставаться в форме.

О некоторой фармакодинамике

Любознательным рекомендую заглядывать в инструкции к медицинским препаратам и внимательно знакомиться с разделами «фармакологическое действие», «фармакодинамика». Здесь описан механизм действия: если вы уже неплохо разбираетесь в теме, то лучше поймёте, что и как делает в организме лекарство; если же как раз изучаете темы, то с привязкой к практике сможете узнать новую информацию. Разберём некоторые примеры действия.

«Ингибирование синтеза бактериальной клеточной стенки…». На первый взгляд как-то много сложных слов, в действительности же механизм понятный. Ингибитор – это подавляющее вещество, сводящее реакцию на нет, этакий антагонист фермента. То есть такой препарат останавливает синтез клеточной стенки бактерии, содержащей углевод – муреин (пептидогликан). Получается, антибиотик приводит к тому, что эта часть клетки не образуется и не восстанавливается, в результате чего микроорганизм теряет защиту и способность к размножению, уничтожается.

«Ингибитор обратной транскрипции». Так, тут тоже что-то подавляется. Можно предположить, что это какой-то важный процесс жизнедеятельности паразита, что будет абсолютно верным. Такой препарат действует против вирусов, которые в качестве главной молекулы, содержащей генетическую информацию, несут РНК. Напомню, что у всех остальных организмов, а также у другой части вирусов наследственная программа хранится в молекуле ДНК.

Для размножения (самокопирования) вирусу нужно попасть в клетку, а далее встроить свою ДНК в ДНК хозяина. После этого вирусный фрагмент начнёт считываться специализированными ферментами, запустится биосинтез белка. То есть паразит использует ресурсы и структуры чужой клетки, чтобы создавать свои копии. У РНК-вирусов возникает проблема на втором этапе: чтобы встроить ДНК, нужно её получить, ведь исходно у них эта молекула отсутствует. Поэтому происходит обратная транскрипция – синтез молекулы ДНК на основе РНК. Препарат блокирует этот процесс, перекрывая вирусу доступ к основным ресурсам клетки-хозяина. В итоге паразит остаётся в клетке, но не может ей навредить, а также не образуются новые вирусные частицы, способные заражать организм дальше.

Каждый лекарственный препарат основан на разных эффектах действующего вещества: чем лучше это прописано в инструкции, тем лучше изучено. Если же этот раздел отсутствует или описан размыто, возможно, вы столкнулись с гомеопатией.

Что в аптечку класть не стоит

Мы обсудили несколько препаратов домашней аптечки и, к счастью, не нашли там гомеопатии. Такие препараты легко отличить по описанию фармакодинамики и действующего вещества. Про первый раздел мы уже поговорили, а во втором – будут указаны цифры с большими степенями. Это означает, что действующее вещество было многократно разбавлено: его разводили так интенсивно, что осталась всего лишь одна десятимиллионная доля (или даже меньше). То есть действующего вещества там просто нет, нечему справляться с бактериями или другими причинами заболеваний.

В лучшем случае гомеопатия действует как эффект плацебо, то есть работает только через веру человека в пользу лекарства. В худшем – приводит к летальному исходу, так как опасное заболевание без должного лечения продолжает развиваться и усугубляться. На что точно подействует гомеопатия, так это на кошелёк, значительно его облегчив. Так что будьте аккуратнее с такими препаратами.

Биотехнология в фармакологии

Порой в гостиной можно не только услышать самые разнообразные разговоры, но и увидеть весьма неожиданные вещи. Вот рядом с аптечкой брошюрка про сахарный диабет. Откуда она взялась? А! Наверное, из поликлиники случайно принесли вместе с результатами анализов, а выкинуть так руки и не дошли. Что же, она попалась нам очень кстати, есть что обсудить.

Сахарный диабет – заболевание, связанное со сбоем в работе поджелудочной железы. Она вырабатывает важный гормон – инсулин, одна из задач которого – воздействовать на клетки организма таким образом, чтобы они стали восприимчивыми к молекулам глюкозы и забрали её внутрь из крови. Патология возникает по двум основным причинам: инсулин не вырабатывается из-за неактивности специализированных участков железы или рецепторы тела перестают реагировать на него, оставляя клетки закрытыми для глюкозы. Этим объясняется, почему при высоком содержании сахара в крови в организме его не хватает. В таких случаях человеку необходимо получить дозу инсулина и съесть что-то сладкое.

Откуда же берётся инсулин, который используют люди с сахарным диабетом? Раньше его получали от животных, например свиней, очищали и изготавливали препарат. Но аминокислотный состав чужого инсулина отличается от аминокислотного состава молекул человека, поэтому такой гормон не мог помочь всем – у ряда пациентов наблюдалась непереносимость. Решить эту проблему помогла биотехнология.

Существует интересный метод – рекомбинантных ДНК, то есть ДНК, в которых присутствуют разные гены, принадлежащие более чем одному организму. Для получения чистого инсулина, химически близкого к человеческому, взяли специально выращенных бактерий. В их ДНК внедряли гены, связанные с синтезом инсулина, и стимулировали их «включение», то есть активность. На питательной среде бактерии синтезировали предшественник инсулина или его компоненты.

В современности используют преимущественно инсулин, полученный от генетически изменённых микроорганизмов (обычно культуры кишечной палочки или дрожжей). После синтеза его очищают, проводят различную обработку. Так получается препарат, эффективно помогающий людям с сахарным диабетом.

И это не единственное подобное использование бактерий в фармакологии. С их помощью методами биотехнологии получают и другие гормоны (например, соматотропин — гормон роста), витамины, различные белковые молекулы.

Фильмотека

Закончим с обсуждением экспонатов, выставленных на стенке и в шкафу, и присядем на диванчик, чтобы немного отдохнуть.

Современная гостиная представляется непременно с большим плоским телевизором, на котором вся семья так любит вечерами смотреть кино. Когда-то рядом с телевизорами стояли коробки с кассетами, потом с дисками, иногда фильмы хранили на флешках, а теперь просто включают на киноплатформах. Конечно, это технический, а совсем не биологический прогресс. Но вот в фильмах можно найти массу вещей, связанных с этой наукой. В чём-то мы обнаружим ошибки, а некоторые вещи, пусть в развлекательном формате, показаны вполне близкими к реальности. Поэтому наш следующий экспонат «Биологическая фильмотека».

В поисках Немо

В этом мультфильме показаны не только понятные нам отношения родителей и детей, но и экологические связи, существующие в живой природе. Это взаимовыгодное сожительство, форма симбиоза между рыбой-клоуном и актинией.

Рассматривая сувениры, упоминали про кишечнополостных и их стрекательные клетки. Актиния – как раз представитель этих животных. Как же тогда рыбкам удаётся не стать жертвами стрекательных клеток актинии? Можно сказать, что они делают «прививку».

Для защиты и нападения актинии, как представители коралловых полипов, используют стрекательные клетки. Один из видов таких клеток содержит яд, поражающий потенциального врага или жертву. Для срабатывания стрекательной клетки нужны механические и химические стимулы, к последним могут относиться вещества, находящиеся в слизи рыб.

Большинство рыб-клоунов восприимчиво к яду актинии. Как же тогда им удаётся безнаказанно сновать туда-сюда между щупалец этого стрекающего? Весьма вероятно, дело в толстом слое слизи, покрывающем тело рыбки, и веществах, которые здесь содержатся. Они либо подавляют срабатывание нематоциты, либо не содержат раздражающих веществ, в результате чего отсутствует химический механизм срабатывания (вопрос на стадии изучения).

Интересно, что многие виды рыб-клоунов могут жить только в одном виде актинии. А перед этим «знакомятся» со своим будущим компаньоном: сначала касаются щупалец, что может приводить к получению некой дозы яда и выработке защитных веществ. Это очень похоже на введение ослабленного возбудителя заболевания, что вызывает формирование иммунитета, то есть на прививку, которую рыбка делает, прежде чем поселиться в новом домике, смертельно опасном для других, но уже не для неё.

Приключения Флика

Здесь тоже можно почерпнуть нечто интересное и уже нам знакомое – симбиоз муравьёв и тли. В этом мультфильме он тонко обыгран: у царицы (матки) на руках почти всегда сидит тля на манер комнатной миниатюрной собачки. Забавная отсылка к тому, что маленькие зелёные насекомые действительно для муравьёв как домашние животные или скот.

Но это не единственная интересность мультфильма. Почему-то саранча пугала муравьёв кузнечиком, угрожая спустить его с цепи. Что же опасного в этих насекомых, зелёненьких, «совсем как огуречик»? Кузнечики – всеядные животные, питаются как растениями, так и другими насекомыми, не прочь полакомиться муравьями, так что представляют для последних реальную угрозу.