Печень - "кухня" ядов

В 1960 г. на трех различных птицефермах Англии за короткое время погибло 5000 хохлатых перепелов, 14000 уток и 100000 индеек. В это же самое время в США большие потери понесли хозяйства по разведению форели. Было доказано, что во всех случаях в корм птиц и рыб входила мука из бразильского земляного ореха. Последний был поражен плесневым грибом Aspergillus flavus, который выделял афлатоксины, до этого неизвестные продукты обмена веществ. Афлатоксины высокотоксичны. Уже 20 мкг (миллионная доля грамма) могут убить только что вылупившегося индюшонка. Афлатоксин В₁? преобладающий среди афлатоксинов, в самых незначительных количествах вызывает у подопытных крыс рак печени. Плесневый гриб есть повсюду. Он хорошо растет на злаках, семенах и орехах, а также на овощах и фруктах. Поэтому плесень на фруктах, хлебе и мармеладе отнюдь не безобидна! В последние годы в Таиланде отмечается значительно большее число заболеваний раком печени, чем в европейских странах. Исследования экспертов показали, что почти 80% земляных орехов и 50% изученных образцов риса, фасоли и злаков были поражены грибами. Одна треть проб этих продуктов вызвала у подопытных крыс рак печени.

Рис. 21. Превращение исходно безвредных веществ в 'ядовитые' вещества, вызывающие мутации, под действием системы цитохрома Р-450 печени на примере афлатоксина В₁

Очевидно, действие афлатоксина В₁ обусловлено наличием особой двойной связи в молекуле. Впрочем, эта двойная связь активируется в организме лишь системой цитохрома Р-450 печени путем присоединения активированного атома кислорода. Возникший таким образом афлатоксинэпоксид обладает высокой реакционной способностью и легко связывается с носителями наследственных признаков (генами), нуклеиновыми кислотами и важными клеточными белками. При этом происходит химическое изменение генов, что может приводить к ошибкам в синтезе белка, нарушениям клеточной функции и в конечном итоге к мутациям и раку.

Следовательно, наш организм производит канцерогенные вещества. Исходно безвредный бензпирен, образующийся, в частности, при курении, лишь ферментами печени превращается в канцерогенный продукт. Способность ферментов печени вызывать образование ядов успешно используется в настоящее время для выявления мутагенного и канцерогенного действия чужеродных веществ.

Примерно в середине 70-х годов американским биохимиком Брюсом Эймсом был предложен тест на мутагенные изменения, получивший широкое распространение. Он использовал в качестве "индикатора" бактериальный штамм (Salmonella), который из-за генетического дефекта не мог синтезировать аминокислоту гистидин и поэтому не рос на бедной гистидином питательной среде. Лишь с помощью мутации утраченная способность микроорганизмов к синтезу могла быть восстановлена. Только после этого бактерии могли расти на бедной гистидином питательной среде. Эймс сначала воспроизвел ферментативные процессы, которые происходят в печени млекопитающих. Он получил из свежей печени крыс, ферменты которой были предварительно индуцированы снотворными средствами, "пюре" и смешал его с испытуемым веществом (рис. 22). Смесь проинкубировал с клетками Salmonella. В тех случаях, когда само испытуемое вещество или один из продуктов его ферментативного превращения вызывал мутации у бактерий, это было отчетливо видно по росту бактериальных колоний на бедной гистидином питательной среде.

Рис. 22. Принцип бактериального теста на мутагенность, предложенного Б. Эймсом

В сравнении с продолжительными дорогостоящими опытами на млекопитающих тест Эймса позволяет быстро, дешево и с высокой чувствительностью проверить "подозрительные" чужеродные вещества. С помощью этого теста была обнаружена, например, мутагенная (потенциально канцерогенная) активность табачного дыма, многих средств для окраски волос производства США, а также мяса, зажаренного в гриле на древесных углях.