Главные молекулы нашего организма — белки.

Они выполняют разнообразные функции: ускоряют химические реакции в клетках, придают им жёсткость и форму, позволяют клеткам двигаться. С помощью белков клетки могут общаться друг с другом и реагировать на внешние сигналы. Факторы роста — белковые «SMS», которыми обмениваютя клетки. Они сообщают им что делать: как развиваться, когда отдыхать и трудиться, что делать «на работе». Большое разнообразие факторов роста и их различное действие на клетки образуют тонкую и сложную систему регуляции, с помощью которой организм управляет всеми тканями и органами. Дисбаланс факторов роста приводит к сбоям в работе клеток и ведёт к патологии. Факторы роста можно использовать для восстановления повреждённых тканей и целенаправленного запуска клеточных механизмов регуляции.

 

Белки и их роль в организме

Организм человека — сложная система, которая напоминает большое государство. Весь организм состоит из большого числа клеток — жителей, которые образуют различные организации и институты — ткани организма. Для развития государства необходимо слаженное взаимодействие всех его жителей и ресурсы: источники энергии и её запасы, строительный материал и техника, а жителям — бытовые приборы, средства связи и повседневные вещи. В клетках энергия содержится в углеводах, запасы энергии и строительные блоки — это липиды (жиры). Но самые важные молекулы в клетке — белки, которые имеют разные функции и именно делают клетку живой.

Белки — биологические полимеры, которые можно представить в виде цепочки, состоящей из соединённых между собой «бусинок» аминокислот. Эта белковая цепь определённым образом сворачивается, её форма и составляющие аминокислоты определяют функции белка. Порядок следования «бусинок» в белке зашифрован в программе сборки — РНК (рибонуклеиновой кислоте). Эта инструкция является копией информации из главного хранилища в ядре клетки — ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты). Сборку белков осуществляют специальные комплексы — рибосомы.
Белки в клетке выполняют множество разнообразных функций:

  1. Каталитическая — ускоряют химические реакции (каталаза, расщепляет перекись водорода).
  2. Структурная (опорная) — составляют цитоскелет клетки, придают ей форму (актин).
  3. Защитная — распознают патогены и нейтрализуют их (интерфероны).
  4. Транспортная — переносят вещества и участвуют в обмене клетки с окружающей средой (гемоглобин и ионные каналы).
  5. Двигательная — перемещение или сокращение клеток (актин-иозиновый комплекс).
  6. Рецепторная — распознают сигнальные молекулы (рецепторы адреналина).
  7. Сигнальная — переносчики сигналов или гормоны (инсулин).
  8. Регуляторные — управляют процессами в клетке и её развитием.

 

Факторы роста — регуляторные и сигнальные белки

Это класс небольших белковых молекул, которые регулируют ключевые процессы в клетке. В модели организма-государства их можно представить как SMS, которыми обмениваются клетки-жители.Такие сообщения заставляют их выполнять определённые действия. Одни факторы роста запускают рост клеток и их деление, другие — специализацию, третьи — подвижность. Факторы роста синтезируются клетками организма в определённых условиях и действуют на своих соседей, тем самым обеспечивая местную (локальную) регуляцию тех или иных процессов. Например, факторы роста выделяются внутри раны и управляют процессов её заживления.
Наиболее распространёнными и значимыми являются следующие факторы роста:
• EGF, эпидермальный фактор роста — рост эпителия кожи, участие в заживлении ран;
• FGF2, фактор роста фибробластов — их активация, стимуляция выделения коллагена;
• HGF, фактор роста гепатоцитов (клеток печени) — повышает миграцию клеток кожи и стимулирует их образование в дерме;
• VEGF, фактор роста сосудистого эндотелия — ангиогенез (рост кровеносных сосудов), улучшение питания клеток;
• PLGF, плацентарный фактор роста —стимулирует заживление ран, образование новых сосудов.

 

Влияние факторов роста на ткани и клетки

Многообразие факторов роста позволяет организму сложным образом регулировать деятельность различных тканей и клеток. Один и тот же фактор роста может по-разному действовать на несколько типов клеток. Также действие факторов определяется тканью, к которой они находятся. Например, EGF подавляет выделение желудочного сока, а в коже запускает образование новых клеток эпителия и участвует в заживлении ран.
Для нормального функционирования ткани необходим правильный баланс всех факторов роста. Клетки должны получать полный и понятный набор сообщений. Факторы роста способны усиливать действие друг друга — такой синергический эффект достигается благодаря одновременному воздействию этих факторов на регуляторные механизмы в клетке. Если какого-то фактора не хватает, то происходят сбои в работе клеток и возникает патология ткани или целого органа. Например, из-за метаболических нарушений при сахарном диабете у больных могут образоваться незаживающие язвы. Это связано с недостатком определённых факторов роста в ране, из-за чего клетки кожи не начинают правильным образом развиваться и рана не затягивается.

 

Факторы роста в регенеративной медицине

Поскольку факторы роста затрагивают большое число ключевых процессов в жизни клетки, то нарушение в их балансе приводит к развитию патологий. Наоборот, поддержание оптимаьных концентраций и сооьношения факторов роста позволяет нормализовать процессы в клетках и тем самым запустить естественный процесс восстановления.
Уже сейчас на рынке существуют средства, содержащие в своём составе факторы роста. Они воздействуют на клетки-мишени, запускают в них процессы делени, дифференциации и миграции, тем самым способствуя скорейшему восстановлению повреждённых тканей. Наиболее перспективным является применение средств, содержащих коктейль факторов роста, поскольку их синергическое действие активирует несколько сигнальных путей и воздействие на клетку получается наиболее полным.