Головоногие: умные и стремительные - страница 18

Природа. 1983. №6. С.109-110.

В нервной ткани кальмаров, особенно в оптических ганглиях мозга, в большом количестве содержатся высокоактивные ферменты из группы холинэстераз. Среди них — ацетилхолинэстераза, играющая важнейшую роль в процессе нервно-мышечной передачи: она разлагает опосредующий передачу химический медиатор ацетилхолин и тем освобождает путь новому импульсу. Чем быстрее следуют нервные импульсы, тем больше нужно ацетилхолинэстеразы и тем выше должна быть ее активность. Оптический ганглий — место первичной обработки зрительной информации, а кальмары движутся быстро, и зрение — главный их орган чувств; вот почему концентрация и активность холинэстераз в оптических ганглиях, перерабатывающих большое количество информации в кратчайшие сроки, достигают рекордных в животном мире величин.Интерес биологов и химиков к холинэстеразам связан, в частности, с тем, что некоторые фосфорорганические вещества, ингибирующие (подавляющие) холинэстеразу и, следовательно, блокирующие нервно-мышечную передачу, принадлежат к числу наиболее эффективных средств борьбы с вредителями сельского хозяйства. Одно из них, правда, используется не для борьбы с вредителями, а в биологических исследованиях и клинической практике: это диизопропилфторфосфат (ДФФ), блокирующий активность ацетилхолинэстеразы. У некоторых кальмаров, кроме ацетилхолинэстеразы, имеется и эстераза, не чувствительная к ДФФ; есть у кальмаров и прямое противоядие к ДФФ: из гигантских аксонов звездчатого нервного ганглия кальмаров, расположенного на внутренней стенке мантии, в ее передней части, и управляющего работой мантийной мускулатуры, выделен гидроли-зующий (разлагающий) ДФФ фермент — так называемая ДФФаза кальмарьего типа. Этот фермент был получен в 1966 г., но его свойства еще слабо изучены; в частности, непонятно, какую физиологическую роль он играет в организме кальмара — ведь в природе кальмары с ДФФ не сталкиваются.В начале 1980-х годов американские исследователи Ф. Хоскин и А. Руш — одни из первооткрывателей кальмарьей ДФФазы — сумели иммобилизовать этот фермент, «посадив» его на агарозу, полисахарид, получаемый из красных морских водорослей и используемый в биохимии и микробиологии для разделения сложных смесей веществ. Иммобилизованный фермент стабилен, и с ним удобно работать. Хоскин и Руш установили, что ДФФаза кальмарьего типа гидролизует не только ДФФ, но и близкое по химическому составу соединение: триметилпропилфторфосфат, или пинаколиновый эфир фторангидрида метилфосфоновой кислоты. Вещество с таким неудобовыговариваемым названием есть не что иное, как знаменитый зоман, одно из сильнейших отравляющих веществ нервно-паралитического действия, необратимо блокирующее ацетилхолинэстеразу. Зоман, как и другое, но менее активное отравляющее вещество того же ряда — зарин, был синтезирован в Германии в 1930-х годах специально для газовых атак. Хоскин и Руш показали, что хотя ДФФаза медленнее всего гидролизует как раз наиболее смертоносный из четырех стерео-изомеров зомана, но и при этом пропускание зомана через 15-сантиметровую колонку агарозы с ДФФазой разлагает этот токсин на 95%.Конечно, трудно рассчитывать, что из нервной ткани кальмаров удастся получить достаточно много антизомана. Но если удастся выделить ген, ответственный за синтез ДФФазы в нервной ткани, и методами генной инженерии встроить его в геном какого-нибудь быстро размножающегося микроорганизма, как это делают с генами интерферона и инсулина, можно будет наладить массовое производство ДФФазы.

Природа. 1983. №3. С. 113.

Мировой вылов кальмаров превысил 2,5 млн т в год и продолжает расти. В пищу идет мантия с плавниками; из головы и конечностей делают консервы или сушеный продукт, а внутренности обычно выбрасывают за борт или перерабатывают на кормовую муку и жир. Однако современные работы биохимиков и фармакологов показывают, что из этих отходов можно извлекать столь ценные фармацевтические препараты, что их стоимость превосходит стоимость съедобных частей тела.Зрительные ганглии тихоокеанского кальмара (Todarodes pacificus), добываемого в Японском море и у Курильских о-вов, Кореи и Китая, — самая крупная часть его головного мозга. Они содержат большое количество уже упомянутого нами фермента холинэстеразы. Ее активность в 10 раз выше, чем активность холинэстеразы из мозга коровы или собаки. Еще вдвое большей активностью обладает холинэстераза из зрительных ганглиев новозеландского кальмара (Nototodarus sloani), причем она сохраняется и при длительном хранении ганглиев в морозильной камере с температурой -18°С. Холинэстеразы находят широкое применение в медицине как высокоэффективное противошоковое средство, а в химической промышленности — для создания и испытания новых средств борьбы с сельскохозяйственными вредителями. Обычно этот фермент получают из собираемой на бойнях крови, В гонадах командорского кальмара (Berryteuthis magister), добываемого в Японском, Беринговом морях и у Курильских о-вов, обнаружена высокая активность кислой фосфатазы. Этот фермент также перспективен в медицине, в частности при лечении некоторых опухолей и воспалительных процессов. Получают кислую фосфатазу из плесневых грибков и ряда других объектов, но препарат из кальмара по выходу и активности не уступает препаратам из этих видов сырья. Наконец, перспективный препарат можно получить даже из такого, казалось бы вовсе бесполезного, органа кальмара, как скелетная пластинка (гладиус). Она лежит на спинной стороне мантии под кожей и при разделке кальмара всегда выбрасывается. Японский исследователь К. Окутани в конце 1970-х – начале 1980-х годов установил, что вытяжка из гладиуса эффективна против саркомы мышей. Введение препарата непосредственно в опухоль в дозе 0,1 г/кг веса мыши приводит за полтора месяца к уменьшению твердой саркомы более чем в 5 раз, а в отдельных случаях опухоль совсем рассасывается. Внутри-брюшинное введение препарата менее эффективно, но и при этом опухоль уменьшается в 4 раза при дозе 0,15 г/кг. Аналогично действует препарат на асцитную саркому. Из мышей, получивших препарат в дозе 0,1 г/кг, половина была жива через шесть недель после прививки опухоли, в контрольной же группе ни одна мышь не прожила более трех недель. Ингибирующее действие препарата обратимо: через 1 - 2 дня после прекращения инъекций рост опухоли возобновляется. Из какого вида кальмаров получен препарат, не сообщается.