Введение к работе
Актуальность проблемы. Регуляторные пептиды (РП) осуществляют контроль многих жизненно важных процессов организма. Выраженная полифункциональность каждого и способность подавляющего большинства из них индуцировать и ннгибировать выход других РП формируют разветвленную, взаимосопряженную систему регуляции биологических функций. К настоящему времени накопился очень большой объем исследовательских работ по анализу воздействия регуляторных пептидов на различные параметры организма. Трудность систематизации таких экспериментальных данных обусловлена тем, что число известных РП животных превышает уже две тысячи. Кроме того, большой спектр биоактивностей регуляторных пептидов приводит к тому, что каждая функция контролируется, как правило, целым множеством РП. Вычленение таких пептидных констелляций позволяет, с одной стороны, провести анализ структурно-функциональных закономерностей континуума, а с другой стороны, дает теоретические обоснования для применения комплексов РП и их аналогов в качестве терапевтических агентов.
Необходимо подчеркнуть, что именно комплексное применение РП и их аналогов может быть наиболее натуральным и действенным, так как in vivo регулирование функций происходит на основе регуляторного континуума. Однако очевидны огромные экспериментальные трудности при изучении действия комплексов РП. Более того, наряду с желательными физиологическими функциями у каждой комбинации РП обязательно присутствуют побочные эффекты. Необходимость коррекции этих воздействий усложняет задачу поиска оптимальных сочетаний РП. Учитывая все это, необходимо разработать теоретические подходы, позволяющие разумно ограничить выбор комплексов, рассчитанных на достижение того или иного эффекта. Такой анализ комбинаций из множества регуляторных пептидов не представляется возможным без применения ЭВМ.
2 В частности, одним из оснований для выявления и применения комплексов РП могут быть патологические состояния, в которых особую роль играет увеличение тревожности. Повышение тревожности служит важным фактором возникновения стресса, ряда патологических форм поведения. Проблема эта сейчас особенно актуальна, ибо многие такие формы поведения являются не только основой психических болезней, но и служат одним из источников противоправного поведения.
Цель и задачи исследования. Исходя из вышесказанного, целью настоящей работы стало исследование структурно-функциональных особенностей действия констелляций регуляторных пептидов и прогнозирование оптимальных сочетаний РП анксиолитического профиля.
Конкретными задачами диссертационного исследования являлись:
Создание информационного обеспечения на основании литературных данных для анализа эффектов регуляторных пептидов.
Разработка.системы оценки и сравнения воздействий одиночных РП и их констелляций на физиологические функции организма с учетом возможных индукционных процессов.
3. Поиск и отбор эффективных комбинаций регуляторных пептидов,
снижающих тревожность.
Научная новизна работы. Впервые разработана система векторного отображения эффектов регуляторных пептидов в /г-мерном пространстве физиологических функций, позволяющая выявлять особенности организации функционального континуума РП. На основании многочисленных литературных данных систематически и комплексно исследованы биологические активности основных представителей ряда семейств регуляторных пептидов. Впервые создана теоретическая модель отбора оптимальных сочетаний РП, контролирующих параметры организма требуемым образом с минимальными побочными воздействиями.
з Разработанное программное обеспечение базы данных и сопровождающих расчетных модулей позволило изучить особенности РП-системы контроля физиологических функций организма и отобрать наиболее перспективные комбинации регуляторных пептидов анксиолитического профиля.
Теоретическая и практическая значимость работы. Данная работа вносит вклад в исследование структурно-функциональных особенностей регуляторного континуума. Разработанная аналитическая система, сочетающая биологические, математические и компьютерные аспекты, помогает выявлять закономерности эволюционного развития системы РП, оценивать физиологическую роль как одиночных ее представителей, так и целых констелляций РП. Кроме того, появляется возможность на основе запускаемых индукционных процессов прогнозировать динамику развития ответных реакций организма под воздействием различных РП.
Выявленные оптимальные комбинации РП, снижающие тревожность и обладающие рядом дополнительных позитивных свойств, являются наиболее перспективными сочетаниями пептидов для последующих экспериментальных исследований при разработке эффективных терапевтических агентов анксиолитического профиля.
Созданный программный комплекс может также служить аппаратом оценки эффектов любых других, кроме РП, биологически активных соединений, оказывающих определенное воздействие на организм, что является особенно важным на доэкспериментальных этапах разработки фармакологических препаратов.
Апробация работы. Результаты работы были доложены на 4-ой Финско-Русской зимней физиологической школе (Финляндия, 2000), на 5-ом Региональном съезде Европейского общества Нейропсихофармакологии (Санкт-Петербург. 2000), на заседании Московского Пептидного Клуба
4 (Москва, 1999). Диссертация была апробирована на заседании кафедры человека и животных Биологического факультета МГУ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, списка сокращений, обзора литературы, описания материалов и методов, изложения результатов исследования и их обсуждения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 164 страницах, содержит 27 рисунков и 9 таблиц. Список цитирования включает 250 источников.
