Лабораторные опыты показали, что гирудин проявляет себя как антикоагулянт быстрого действия при введении в организм и при поступлении в пробирочные образцы. Как и любой фермент, гирудин не преобразуется в организме в новые вещества, а потому выводится почками в неизмененном виде.

Биохимические опыты с гирудином проводятся благодаря использованию очищенного препарата из экстракта слюны пиявок с тем же названием - Hirudinum. Данное вещество является натуральным, чистым от примесей активным белком, представляющим собой растворимый в воде порошок. Этот же препарат используется в медицинских целях как лекарственное и профилактическое средство.

Фармакологические свойства данного препарата уникальны. Гирудин не может использоваться в качестве орального средства, потому что он легко разлагается пищеварительными соками желудка и кишечника, содержащими мощные ферменты-протеолитики. За счет ускоренного физиологического действия гирудина, введенного внутривенно, его антикоагулирующий эффект проявляется практически мгновенно. Длительность эффекта оценивается в 15–45 мин в зависимости от величины дозы. Скорость перехода вещества в ткани определяется по уменьшению его концентрации в крови. Этот процесс занимает немного времени.

Максимальный эффект при другом способе введения возникает не сразу, а спустя некоторое время, однако и длительность воздействия препарата в таком случае несравнимо больше. Наиболее длительным по воздействию оказывается эффект от подкожного введения гирудина. Влияние вещества на биохимические процессы тканей достигает максимума спустя два часа после введения средства и длится до 8–10 ч., постепенно убывая по интенсивности. При внутримышечном введении гирудин становится предельно активным по прошествии часа, антикоагулирующий эффект длится 4–5 ч.

Выше указывалось, что в слюне червя найдены некоторые другие белки, также мешающие крови сворачиваться. Однако они малочисленны и недостаточно активны, а потому являются, видимо, просто вспомогательными, тогда как основную работу выполняет гирудин. Биологическое значение данных антикоагулянтов в настоящее время еще нe до конца выяснено, также идет изучение их химических и фармакологических свойств.

Специалисты по молекулярной биологии и биоорганической химии утверждают, что предотвратить рост тромба сравнительно несложно. Гораздо сложнее вызвать его разжижение, особенно если этот тромб застарелый. Ферменты крови человека не всегда оказываются способными растворить уже сформировавшиеся белковые комочки.

Заменителем протеолитических препаратов нередко служит плазминоген. Это вещество содержится и в плазме человеческой крови, т. к. оно предшествует плазмину и ряду биохимических превращений ферментов-тромболитиков. Иначе говоря, плазминоген есть предшественник плазмина, что, к слову, указано в названии данного соединения (греч. "генезис" - происхождение, порождение). Введение плазминогена в организм человека способствует более интенсивной выработке в крови плазмина.

Медицинская пиявка действует более деликатно. Она не пользуется протеолитическими ферментами и даже содержит в своей слюне их ингибиторы: т. е. червь не только разрушает тромбы без использования протеолитиков, во и подавляет эти вещества. Подобная стратегия пищевого поведения вида, кажущаяся на первый взгляд странной, в действительности оправдана. Пиявке невыгодно смешение антикоагулянтов и растворителей фибрина.

Вместо последних в слюне червя содержится вещество с более мягким и тонким действием. Это вещество получило название дестабилазы. Фермент нельзя причислить к разрушителям, он в полном смысле слова представляет собой фактор, дестабилизирующий фибрин. Полимерный фибрин, образующий прочные волокна из каркаса уже сформировавшегося тромба, принято называть стабилизированным. Обычные разрушители белков, такие, как протеолитики, достигают деполимеризации и разложения белковой молекулы посредством расщепления пептидных связей между ее звеньями.

Дестабилаза аккуратно влияет на совершенно другие, ковалентные связи фибрина. Они получили обозначение изопептидных, что означает существующие наравне (равноценные) с пептидными. Изопептидные связи скрепляют боковые цепи глутамина и лизина.

Ранее уже упоминалось, что это химическое объединение было создано благодаря работе плазменного фермента трансглутаминазы. Трансглутаминазу и дестабилазу с полным основанием можно посчитать антиподами. Вместо того чтобы сокрушать сцементированный белок, дестабилаза лишает его стабильности, словно перерезая некоторые участки молекулы.

В итоге пептидная цепь распадается, и белок растворяется в кровяной плазме. При этом присутствие фермента в крови никак не сказывается на нестабилизированном фибрине, а также фибриногене. Система свертывания не страдает, ее работа по-прежнему остается слаженной. Как только слюна пиявки перестает работать, организм вновь готов залечивать свои раны. Нежное действие фермента не травмирует кровеносные сосуды и способствует их скорейшему заживлению, без разрастания опасных тромбов.

Другим неоспоримым достоинством дестабилазы справедливо считается та низкая скорость, с которой она воздействует на фибрин. За счет медленного действия тромбы полностью рассасываются лишь тогда, когда защищавшиеся ими ткани успели регенерировать и полностью восстановили свои функции. Следовательно, пиявка оказывается более полезной, чем традиционные лекарства.

Лечение обычными химическими тромболитиками дает не самые лучшие результаты и причиняет массу проблем как врачам, так и пациентам. Во-первых, традиционные протеолитики разрушают фибрин и оставляют на какое-то время незащищенными кровеносные сосуды. Во-вторых, в 30% случаев такого лечения тромбы начинают формироваться вторично, поскольку организм всеми силами пытается заживить пораженные стенки сосудов.

Известны ученым и прочие достоинства дестабилазы, не относящиеся к разложению фибрина. Одним из них является способность фермента подавлять агрегацию кровяных пластинок. Это было доказано отечественными биохимиками в опытах с препаратами очищенной дестабилазы, проведенными на лабораторных животных в первой половине 1990-х гг. В последнее время ученые приближаются к разгадке механизма данного явления.

Другое ценное свойство фермента сводится к его способности расщеплять исключительно изопептидные связи, причем у любых белков. Это весьма редкая способность, прежде в распоряжении медиков и биологов не было подобного средства. По мнению ряда врачей, дестабилазу можно успешно использовать при лечении катаракты. Задолго до открытия удивительного фермента было замечено позитивное влияние гирудотерапии на органы зрения человека. При лечении пиявками некоторых глазных болезней удавалось ощутимо замедлить развитие катаракты.

Сегодня ученые объясняют данное явление на основе биохимического механизма заболевания. Оно выражается в помутнении хрусталика глаза. Помутнение же, в свою очередь, вызвано перестройкой молекул белка бета-кристаллина, слагающего тело хрусталика. Эти перестройки заключаются в объединении молекул бета-кристаллина с возникновением между последними изопептидных связей. Дестабилаза, не разрушая собственно белок хрусталика, уничтожает его изопептидные связи, разрывает сцепленные молекулы и восстанавливает их прежнюю структуру.

Пиявки управляют матриксом

Матриксом называется основная субстанция (вещество) соединительной ткани, окружающей кровеносные сосуды и внутренние органы. Она выполняет ряд функций, которые можно классифицировать как защитные. Прежде всего именно матрикс регулирует поступление питательных веществ и кислорода из капилляров и прочих сосудов в клетки других органов. Транспортная функция сердечно-сосудистой системы является первостепенной, поэтому выполняемая матриксом работа по потреблению веществ из кровотока и выведению в него новых - метаболитов - представляет важнейшую задачу соединительной ткани, окружающей капилляры.