Медицина на молекулярном уровне

Медицина на молекулярном уровне

Мы изучаем жизненный процесс, разлагая, расчленяя его на массу отдельных закономер­ностей, причины которых до поры до времени остаются невыясненными. Но это нисколько не мешает нам использовать замеченные зако­номерности на практике. С другой стороны, раз закономерность установлена, объяснение ее становится лишь вопросом времени. Мы знаем, например, какие службы в нашем орга­низме несет кровь; умеем определять ее до­стоинства и недостатки с помощью анализа; зна­ем, как сложно ее поведение в организме, как сложен ее состав, и обнаруживаем строгие зако­номерности там, где раньше видели дело случая.

Образное выражение «в их жилах течет одинаковая кровь» получило научный смысл. Действительно, кровь может быть одинаковой и разной. Смешав каплю крови своей и своего друга, как это делали наши предки, клянясь друг другу в вечной дружбе, вы под микро­скопом увидите либо слипшиеся друг с другом кровяные шарики, либо не увидите ничего особенного. Картина слипания кровяных шари­ков на языке медицины называется агглютина­цией, а на языке химии — коагуляцией.

Эта картина далеко не безобидна. Она раньше приводила к смертельному исходу при неудачных переливаниях крови. Поэтому при ответственной операции врач должен при по­мощи физико-химического исследования крови определить, к какой из четырех «кровяных групп» принадлежит кровь его пациента и лица, у ко­торого берут кровь.

Как любой орган, кровь подвержена забо­леваниям. Одно из них, почти всегда смертельное, под микроскопом проявляется в том, что кровяные шарики утрачивают округлые очертания и принимают форму серпа. Из забо­левших кровяных шариков был извлечен белок, осуществляющий функцию дыхания,— гемо­глобин и исследовано строение его молекул. И что же обнаружилось? В «больном» гемо­глобине одна из аминокислот оказалась в от­дельных звеньях замещена другой — глютаминовая кислота валином. Глютаминовая кислота имеет электрический заряд, и это препятствует слипанию молекул гемоглобина, а валин лишен электрического заряда. Вследствие этого моле­кулы «больного» гемоглобина слипаются друг с другом, что и придает кровяным шарикам серповидную форму.

С точки зрения химика, живой организм — это крепость, построенная из белков, ДНК и т. д. Когда в эту крепость вторгаются и начинают хозяйничать в ней микробы или вирусы — это вторгаются чужеродные белки и нуклеиновые кислоты, наступает инфекцион­ное заболевание. Но, как мы только что видели, заболевание может наступить из-за перерожде­ния собственных белков и ДНК организма — нарушения нормального состава и строения вырабатываемых организмом белков.

С этих позиций рациональная химиотера­пия около двух десятков лет назад всту­пила в борьбу с самой таинственной и зловещей болезнью — раком. Вместо нормального «строи­тельного» материала для ДНК в раковую клетку вторгаются молекулы нуклеотида, ис­порченные прикреплением к ним того или иного токсофора. Испорченный материал вовлекается в процессы, идущие в раковой клетке, и это отравляет, губит ее.