Микробная эндокринология

Здравоохранение материалы / Микробная эндокринология и биополитика / Микробная эндокринология

Страница 1

Статья о роли нового биологического направления — микробной эндокринологии, посвященной исследованию эволюционно-консервативных химических факторов, выступающих как гормоны и/или медиаторы у высших животных и человека и в то же время как сигнальные молекулы — агенты межклеточной коммуникации в микробном и, в частности, в прокариотическом мире. Показано, что микробная эндокринология имеет существенное биомедицинское и биополитическое значение и в то же время способствует смене доминирующих биологических парадигм в следующих отношениях:1)все большее значение в эволюции жизни и ее происхождении отводится не биополимерам, а малым молекулам;2)преодолеваются дисциплинарные барьеры между биологией и социальными науками на основе изучения биосоциальных форм и факторов поведения (биосоциология, биополитика, социобиология и др.); 3)микробные объекты все чаще рассматриваются не как одноклеточные существа, а как компоненты колоний, представляющих аналоги многоклеточных организмов.

Микробная эндокринология служит логическим продолжением широкого фронта исследований на протяжении многих десятилетий, направленных на расширение круга биологических объектов, "охваченных" эндокринологическим подходом. Первоначально отнесенное к высшим животным и человеку, центральное понятие эндокринологии — гормон — оказалось, как известно, применимым к насекомым и другим беспозвоночным животным, а также к высшим растениям и водорослям.

Начало микробной эндокринологии было положено обнаружением у микроорганизмов соединений, идентичных или аналогичных гормонам животных. Например, инсулин был обнаружен во многих исследованных микроорганизмах. У Neurospora crassa инсулин принимает участие в регуляции метаболизма углеводов. Этот грибок содержит ген, гомологичный инсулиновому гену млекопитающих (Lenard, 1992). Другие гормоны, идентифицированные у микроорганизмов, включают кортикотропин (Tetrahymena pyriformis), соматостатин (Bacillus subtilis, простейшее Plasmodium falciparum), прогестерон (грибок Trychophyton mentagrophytes), а также a-фактор (дрожжи Saccharomyces cerevisiae), гомолог гонадотропин-высвобождающего гормона высших животных (Lenard,1992). Дальнейшие примеры приведены в таблице, суммирующей данные литературы.

Существенное значение, помимо данных об обнаружении тех или иных "животных" сигнальных агентов у про- или эукариотической микрофлоры, имеют также следующие факты: 1) обнаружение у микроорганизмов специфических рецепторов, с высоким сродством связывающих сигнальные вещества животных/человека (например, кортикостероид-связывающего белка у дрожжей Candida albicans, Lenard, 1992); 2) данные об эффектах в микробных системах гормонов и других внутриорганизменных сигнальных молекул. Так, прогестерон подавляет, а инсулин стимулирует рост штаммов микроскопического грибка Blakeslea trispora (Феофилова и др., 1997). Дополнительные примеры приведены ниже.

Особый интерес представляет микробиологическая роль нейромедиаторов (или нейротрансмиттеров) — передатчиков нервного импульса от клетки к клетке в нервной системе (серотонин, норадреналин, дофамин, окись азота, аспарагиновая и γ-аминомасляная кислоты и др.). Подобные агенты, как представляется вероятным в свете современных данных, опосредуют взаимодействие макро- и микроорганизма в ходе инфекционного процесса (Lyte, 1993; Lyte et al., 1996); потенциальный интерес представляет их использование в качестве ростстимулирующих агентов в биотехнологической индустрии (например, серотонин ускоряет накопление дрожжевой биомассы, Страховская и др., 1991, 1993).

Отметим в порядке сопоставления, что серотонин, катехоламины, и ряд других нейротрансмиттеров синтезируются также многими растениями (Рощина, 1991); наряду с этим серотонин представляет близкий химический аналог ауксинов, одной из основных групп растительных ростовых гормонов.

Таблица 1. Синтез сигнальных веществ высших животных (гормоны, нейротрансмиттеры и др.) микроорганизмами (по данным работ: Мак-Мюррей, 1980; Hsu et al., 1986; Страховская и др., 1993; Lenard, 1993; Lyte, 1993; Zumft, 1993; Бабин и др., 1994; Budrene, Berg, 1995; Lyte et al., 1996; Олескин и др., 1998)