Пептиды

На сегодняшний день известно более 1500 видов пептидов, определены их свойства и разработаны методы синтеза. Чтобы разобраться в механизме действия пептидов, изначально необходимо понять, что же такое пептиды.

Термин «пептид» предложил немецкий химик-органик Герман Эмиль Фишер, который к 1905 г. разработал общий метод их синтеза. Впервые они были выделены из гидролизатов белков. Это вещества, молекулы которых построены из остатков альфа-аминокислот, соединенных в цепь определенным видом пептидных связей.

Пептиды — это природные или синтетические соединения, состоящие из десятка, сотни или тысячи аминокислот. Количество аминокислот в пептиде может сильно варьировать.

В соответствии с количеством аминокислот различают:

• олигопептиды — молекулы, содержащие, как правило, до десяти аминокислотных остатков. Иногда в их названии упоминается количество входящих в их состав аминокислот, например, дипептид (2), трипептид (3), пентапептид (5) и др.;
• полипептиды — молекулы, в состав которых входит более десяти аминокислот.

Грань между олигопептидами и полипептидами достаточно условна или не проводится вообще. Часто пептиды, содержащие менее 10-20 аминокислотных остатков, называют олигопептидами, а вещества с большим числом аминокислотных звеньев — полипептидами.

Соединения, содержащие более ста аминокислотных остатков, с молекулярной массой более 6000 дальтон называют белками. Однако это деление условно, некоторые молекулы, например, гормон глюкагон, содержащий лишь двадцать девять аминокислот, называют белковым гормоном.

Пептиды постоянно синтезируются во всех живых организмах для регулирования физиологических процессов. Их свойства зависят, главным образом, от их первичной структуры — последовательности аминокислот, а также от строения молекулы и ее конфигурации в пространстве (вторичная структура).

Пептиды регулируют большинство процессов в организме человека, принимают участие в процессах регенерации клеток, защищают организм от попавших в него токсинов. Для правильной работы клеток и тканей необходимо определенное количество пептидов. Однако с возрастом и при патологии в организме возникает их недостаток, который существенно ускоряет износ тканей, что приводит к старению всего организма.

Сегодня проблему недостаточности пептидов в организме научились решать при помощи коротких пептидов, синтезируемых в лабораторных условиях. Образование пептидов в организме происходит в течение нескольких минут, химический же синтез в условиях лаборатории иногда может занимать несколько дней, а разработка технологии синтеза — несколько лет.

Синтез аналогов природных (синтетических) пептидов дает возможность:

• подтвердить предполагаемую первичную структуру путем химической модификации пептидов (аминокислотные последовательности некоторых гормонов стали известны именно благодаря синтезу их аналогов в лаборатории);
• подробнее изучить связь между структурой аминокислотной последовательности и ее активностью. Достаточно заменить лишь одну аминокислоту в структуре пептида, чтобы в несколько раз увеличить его биологическую активность или изменить ее направленность. А изменение длины аминокислотной последовательности помогает определить расположение активных центров пептида и участка рецепторного взаимодействия;
• благодаря модификации исходной аминокислотной последовательности, получать фармакологические и косметические препараты. Создание синтетических пептидов позволяет выявить более «эффективный» вариант структуры молекул, с усиленным и/или более продолжительным биологическим действием;
• разделить искомую аминокислотную последовательность с пептидами противоположного или же иного действия. Активные пептиды в природе обнаруживаются лишь в мизерных количествах, в связи с чем препараты стоили бы в десятки раз больше, если бы были сделаны на основе природного продукта. Соответственно, химический синтез пептидов экономически выгоден.

Получить специфические пептиды, синтезируемые организмом человека, возможно лишь путем синтеза их в лабораторных условиях.

Пептиды, обладая высокой физиологической активностью, регулируют различные биологические процессы. По биорегуляторному действию их подразделяют на несколько групп:

• соединения, обладающие гормональной активностью (глюкагон, окситоцин, вазопрессин и др.). Биологически активные вещества, образование которых происходит в специализированных клетках железистых органов, после чего они поступают в кровь и достигают органов-мишеней, где специфически воздействуют на определенные клетки, взаимодействуя с соответствующим рецептором;
• вещества, регулирующие пищеварительные процессы (гастрин, желудочный ингибирующий пептид и др.);
• пептиды, регулирующие аппетит (эндорфины, нейропептид-Y, лептин и др.);
• соединения, обладающие обезболивающим эффектом (опиоидные пептиды);
• органические вещества, регулирующие высшую нервную деятельность, биохимические процессы, связанные с механизмами памяти, обучения, возникновением чувства страха, ярости и др.;
• пептиды, которые регулируют артериальное давление и тонус сосудов (ангиотензин II, брадикинин и др.).

Такое деление достаточно условно, так как действие многих пептидов не ограничивается только каким-либо одним направлением.

Немаловажную роль играет и размер молекулы пептида — чем она меньше, тем легче ей проникнуть сквозь роговой слой. Специализированные синтетические пептиды-биомиметики, обладая более короткими молекулами, способны крайне специфично и прицельно точно запускать строго определенные естественные процессы и при этом не вызывают нежелательных эффектов в организме. Кроме того, синтетические пептиды более устойчивы к воздействию ферментов, разрушающих их в живом организме, что позволяет увеличить период их активности. Для того чтобы пептиды эффективно проникали сквозь роговой слой (в большинстве своем пептиды — водорастворимые вещества, с низком проникающей способностью), к ним «пришивают» остаток жирной кислоты, как правило пальмитиновой. В результате химической модификации получается липопептид — молекула, способная проходить через липидный эпидермальный барьер, сохраняя при этом свою биологическую активность (в коже липидная часть отщепляется ферментами). В некоторых случаях для доставки пептида вглубь кожи его заключают в липосомы.

Пептиды эффективны в низких концентрациях и дают наглядный результат с минимумом побочных эффектов. Кроме того, в отличие от растительных экстрактов, состоящих из множества веществ, пептид имеет строго определенный и неизменный состав, что делает его действие направленным и более предсказуемым. Набор и определенная последовательность аминокислот (структура пептида) определяют физические свойства, физиологические эффекты, токсичность и способность пептидов проникать на определенный уровень, соответственно, можно создать пептид с необходимым спектром активности.

Регулярное использование косметических препаратов, содержащих пептиды, способно предупредить преждевременное старение, защитить и значительно улучшить внешний вид кожи, повысив ее тонус и эластичность.

Еще до некоторого времени панацеей эстетической косметологии считалась гиалуроновая кислота (ГК), интрадермальное введение которой создает оптимальные условия для нормального функционирования фибробластов, стимуляции ими эндогенной ГК, коллагена и эластина. Но потребность в интенсификации геропротективных программ была настолько высока, что введения ГК в качестве монопроцедуры стало недостаточно. Начался поиск еще более эффективных веществ, способных восстанавливать морфологию тканей. И такими соединениями стали регуляторные пептиды.

Рецепторный механизм действия регуляторных пептидов обеспечивает селективную работу при эстетических дефектах, обусловленных снижением активности функций клеток кожи, нарушениями в процессе мелано- и фибриллогенеза. Поэтому инъекционное введение препаратов, содержащих регуляторные пептиды, является неотъемлемой компонентой при терапии хроно- и фотостарения кожи.

По сути, все пептиды, которые содержатся в человеческом организме, являются регуляторными, так как они могут регулировать те или иные процессы, происходящие в клетке. Пептиды способны передавать информацию от одной клетке к другой — такое «общение клеток» называется пептидной регуляцией.

В косметологии внутри регуляторных пептидов можно выделить две группы:

• ингибиторы — проведения импульсов нейронами (ботулоподобное действие), меланогенеза, воспаления, ферментов (гиалуронидаза);
• активаторы — синтеза коллагена, эластина, ГК; роста волос; липолиза.

Пептиды обладают широким спектром биологически активного действия, при этом являются селективными соединениями, которые взаимодействуют исключительно со специфическими рецепторами на мембране клетки. Каждый пептид соответствует только одному рецептору и не может взаимодействовать с рецепторами, которые ему не подходят

На сегодняшний день препараты на основе регуляторных пептидов стали основой всех геропротективных программ. Благодаря синергизму воздействия многокомпонентных инъекционных и топических препаратов появилась возможность индивидуально подходить к решению эстетических дефектов кожи, с максимальной безопасностью и эффективностью, что подтверждается многочисленными лабораторными исследованиями.